城市軌道交通供電系統(tǒng)第八章-城市軌道交通供電系統(tǒng)電力電纜課件

1、第八章城市軌道交通供電系統(tǒng)電力電纜第一節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)常用電力電纜的特點(diǎn)一、電力電纜概況 目前電力系統(tǒng)采用的電纜主要有紙絕緣電力電纜、橡塑絕緣電力電纜和自容式充油電力電纜。紙絕緣電力電纜城市軌道交通供電系統(tǒng)很少使用。橡塑絕緣電力電纜是指聚氯乙烯絕緣、交聯(lián)聚乙烯絕緣(XLPE)和聚乙烯絕緣電力電纜。 普通電纜的絕緣材料有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，就是具有可燃性。當(dāng)線路中或接頭處發(fā)生故障時(shí)，電纜可能因局部過熱而燃燒并導(dǎo)致擴(kuò)大事故。阻燃電力電纜與耐火電力電纜屬于特種電纜。二、城市軌道交通供電系統(tǒng)常用電力電纜的特點(diǎn)1.電力電纜敷設(shè)地點(diǎn) 從具體功能位置分，有車站、隧道、電纜溝、電纜夾層、電纜井等；從空間上分

2、，有地下、高架或地面。2.電力電纜敷設(shè)方式 電纜橋架、電纜托架、電纜掛鉤、頂部吊掛等有時(shí)采用穿鋼管敷設(shè)。3.基本要求 地下：交流26/35kV，根據(jù)不同的系統(tǒng)，通過計(jì)算選擇不同的截面積，一般有195mm2、1150mm2、1240mm2。第二節(jié)交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜二、城市軌道交通供電系統(tǒng)常用電力電纜的特點(diǎn) 交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜（簡稱交聯(lián)電纜）是近40年來發(fā)展起來很有前途的塑料電纜。這種電纜電場分布均勻，沒有切向應(yīng)力，重量輕，載流量大，已廣泛用于635kV及 110kV、220kV的電纜線路中。110kV 或220kV是向城市軌道交通供電環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)供電的，35kV是構(gòu)成城市軌道交通供電環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)

3、的主干網(wǎng)，為保證城市軌道交通供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，此等級電網(wǎng)大都采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。因此本節(jié)重點(diǎn)學(xué)習(xí)這兩種電纜。一、35kV及以下交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜1.中壓環(huán)網(wǎng)電纜選型原則 電纜載流量應(yīng)滿足各種運(yùn)行工況下最大負(fù)荷長期工作的需要。 電纜應(yīng)能承受系統(tǒng)在各種運(yùn)行方式下的短時(shí)短路電流作用。 電纜類型的選擇應(yīng)考慮工程實(shí)施的方便性。 電纜選型應(yīng)滿足地鐵安全性要求和不同敷設(shè)環(huán)境的要求。2.中壓環(huán)網(wǎng)電纜截面積選擇原則 通過負(fù)載電流時(shí)，線芯溫度不超過電纜絕緣所允許的長期工作溫度。 經(jīng)濟(jì)壽命期內(nèi)的總費(fèi)用最少(經(jīng)濟(jì)壽命期內(nèi)的總費(fèi)用是初始投資和經(jīng)濟(jì)壽命期內(nèi)線路損耗費(fèi)用之和)。 通過短路電流時(shí)，不超過所允許的

4、短路強(qiáng)度。 電壓損失在允許的范圍內(nèi)。 滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求一、35kV及以下交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜3.結(jié)構(gòu) 三芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鎧裝電力電纜的結(jié)構(gòu)圖如圖8-1所示。圖8-1交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜結(jié)構(gòu)圖a)單芯交聯(lián)聚乙烯斷面圖b)單芯交聯(lián)聚乙烯縱切面圖c)三芯635kV交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝電纜1導(dǎo)體2導(dǎo)體屏蔽層3交聯(lián)乙烯絕緣4絕緣屏蔽層5保護(hù)帶或內(nèi)護(hù)層6銅線屏蔽和螺旋銅帶7塑料帶或鋁箔8聚氯乙烯護(hù)套9填芯10填料11內(nèi)護(hù)套12鋼帶鎧裝13鋼帶14外護(hù)套一、35kV及以下交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜4.電纜終端 為了便于施工，提高工作效率和質(zhì)量，制造了各種電纜終端和接頭。5.電纜屏蔽及金屬屏蔽層截面積的選

5、擇 對于35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，除了要有導(dǎo)體屏蔽和絕緣屏蔽外，還要有金屬屏蔽。電纜的絕緣屏蔽材料有可剝離和不可剝離之分。一般額定電壓U0為12kV及以下電纜的擠包絕緣屏蔽應(yīng)是可剝離的，但對35kV電纜沒有提具體要求。一、35kV及以下交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜6.電纜阻燃類別的選擇 電纜阻燃類別分為A類、B類、C類三種類型。對于城市軌道交通供電系統(tǒng)，工程中電纜需選擇哪類阻燃等級，目前我國還沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。從過去的運(yùn)行實(shí)踐看，工程中選擇阻燃類別高的電纜，在減少電纜火災(zāi)幾率、增強(qiáng)系統(tǒng)安全性、減少故障造成的經(jīng)濟(jì)損失等方面更具有優(yōu)越性。對于同類型的A類阻燃電纜和C類阻燃電纜，價(jià)格相差15%20%。因此

6、，工程中電纜選取哪類阻燃等級，需結(jié)合工程中電纜的數(shù)量、電纜敷設(shè)的密集度、火災(zāi)幾率、增強(qiáng)安全性要求和工程的投資等綜合考慮。二、110kV及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜1.交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的優(yōu)點(diǎn) 我國使用110kV及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜開始于 20世紀(jì) 80年代。交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜有以下主要優(yōu)點(diǎn)：1)有優(yōu)越的電氣性能。2)有良好的熱性能和力學(xué)性能。3)敷設(shè)安裝方便。2.各部分作用1)導(dǎo)體。2)導(dǎo)體屏蔽。3)交聯(lián)聚乙烯絕緣。4)絕緣屏蔽。5)半導(dǎo)電膨脹阻水帶。6)金屬屏蔽層。7)金屬護(hù)套。8)外護(hù)層。二、110kV及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜3. 110kV電纜接頭 110kV電纜的結(jié)

7、構(gòu)和單芯交聯(lián)聚乙烯相同，其各部分的作用也相同，因此不再贅述。這里主要講解110kV電纜接頭。(1)110kV電纜中間接頭及絕緣中間接頭110kV以上交聯(lián)聚乙烯電纜中間接頭包括絕緣接頭與直通接頭。(2)110kV交聯(lián)聚乙烯電纜終端110kV交聯(lián)聚乙烯電纜終端包括戶外終端、GIS終端和變壓器終端。二、110kV及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜圖8-2GIS終端1終端與GIS結(jié)合面2導(dǎo)電金具3屏蔽罩4絕緣油5電纜絕緣6應(yīng)力錐7環(huán)氧樹脂套管8卡環(huán)9密封底座10尾管11交聯(lián)電纜 凡是滿足該標(biāo)準(zhǔn)的終端，可以安裝在任何廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)型GIS設(shè)備上。由于技術(shù)原因和經(jīng)濟(jì)因素，軌道交通供電系統(tǒng)常采用非一體的橡膠預(yù)制件

8、，而是采用上述的兩部分結(jié)構(gòu)。圖8-3所示為110kV交聯(lián)聚乙烯電纜戶外終端結(jié)構(gòu)。二、110kV及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜圖8-3110kV交聯(lián)聚乙烯電纜戶外終端結(jié)構(gòu)1出線桿2瓷套3絕緣油4應(yīng)力錐5底板6支撐絕緣子7尾管 一般情況下，電纜制造廠家須按IEC 895標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造。凡是滿足該標(biāo)準(zhǔn)的終端，可以安裝在任何廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)型GIS設(shè)備上。由于技術(shù)原因和經(jīng)濟(jì)因素，軌道交通供電系統(tǒng)常采用非一體的橡膠預(yù)制件，而是采用上述的兩部分結(jié)構(gòu)。圖8-3所示為110kV交聯(lián)聚乙烯電纜戶外終端結(jié)構(gòu)。第三節(jié)750V或1500V直流電纜二、110kV及以上交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜 城市軌道交通直流電力電纜是指軌道交

9、通供電系統(tǒng)中直接對牽引機(jī)車進(jìn)行供電的1500V及低于1500V的低壓正極電纜、連接電纜和負(fù)極電纜。直流輸電有許多優(yōu)點(diǎn)，線路成本紙、損耗小、沒有無功功率、電力連接方便、容易控制和調(diào)節(jié)，尤其是在長距離輸電中直流電力系統(tǒng)已經(jīng)廣泛被采用。一、直流電纜的種類 軌道交通的牽引供電系統(tǒng)采用直流1500V電壓，因此1500V直流電纜的選擇直接關(guān)系著地鐵車輛的安全可靠性。目前我國采用1500V直流供電的地鐵比較多，已經(jīng)建成的有廣州地鐵1、2號線，上海地鐵1、2號線、明珠線、莘閔線、M8線，深圳地鐵一期工程，南京地鐵和重慶輕軌等。二、直流電纜的特性和使用要求 軌道交通用電纜為各種中、低壓電纜，屬于固定敷設(shè)類型,傳

10、輸功率也比較大，既屬于電氣裝備電纜類，也屬于電力電纜類。還有一種電纜用于輸送1500V直流電壓，是機(jī)車的供電電纜。1500V直流電壓相當(dāng)于600V交流電壓，在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/J 127062008(等同于IEC 60502)中，低壓交直流比為2.4。為此電纜的絕緣厚度可按0.6/1kV的電纜選用。軌道交通用電纜一般均為單芯電纜。三、直流電纜的結(jié)構(gòu)1.導(dǎo)體 地鐵中牽引電纜敷設(shè)空間有限，要求直流電纜輕量化、柔性好、轉(zhuǎn)彎半徑小。硬性電纜導(dǎo)體（1、2類導(dǎo)體）由緊壓型的多股圓銅線組成，不必鍍錫，導(dǎo)體緊壓系數(shù)較大，生產(chǎn)成本較低。柔性電纜的導(dǎo)體 (5類導(dǎo)體) 由非緊壓型的多股圓銅線組成，采用鍍錫退火處理，生產(chǎn)

11、成本較高。三、直流電纜的結(jié)構(gòu)2.絕緣 電纜在直流電壓下絕緣內(nèi)的電場強(qiáng)度與其電阻率成正比分布，電纜在運(yùn)行中，電纜內(nèi)溫度升高，電阻率會受溫度的影響而發(fā)生變化。當(dāng)電纜負(fù)載為零時(shí)，最大電場強(qiáng)度出現(xiàn)在導(dǎo)電線芯表面;加上負(fù)載后，最大電場強(qiáng)度有向絕緣表面移動的趨勢。因此，在選擇絕緣材料和設(shè)計(jì)厚度時(shí)不僅應(yīng)保證在空載時(shí)線芯表面電場強(qiáng)度不能超過其允許值，而且還應(yīng)保證電纜在允許最大負(fù)載時(shí)，絕緣層表面的電場強(qiáng)度不超過其允許值。三、直流電纜的結(jié)構(gòu)3.防水 因地下環(huán)境和大氣的影響，電纜長期敷設(shè)在潮濕的環(huán)境下，水分子會通過橡膠或塑料層滲透到電纜的內(nèi)部，引起絕緣電氣性能下降，甚至造成安全事故。因此，直流牽引電纜應(yīng)具有防水、防

12、潮性能。電纜防水一般以徑向防水為主，采用一層不能滲水或難以透水的材料，將水分阻擋在絕緣以外，從而達(dá)到保護(hù)絕緣的目的。通?？刹捎娩X/塑粘接綜合護(hù)層;也可以在絕緣和護(hù)層之間單獨(dú)設(shè)計(jì)一層線性低密度聚乙烯材料作為防水層，因?yàn)榫€性低密度聚乙烯具有較好的韌度、耐磨性及較低的透水性。另外，也可采用膨脹型阻水帶纏繞在絕緣層的外表面，以便起到縱向或徑向防水的作用。三、直流電纜的結(jié)構(gòu)4.鎧裝 地下空間鼠害嚴(yán)重，另外電纜敷設(shè)空間狹小，施工時(shí)容易損傷電纜，地鐵系統(tǒng)的電纜應(yīng)采取措施使電纜免于一般的機(jī)械損傷,直流電纜的鎧裝材料可以選用銅帶或不銹鋼帶。5.外護(hù)套 為了保證電纜優(yōu)良的電氣性能和阻燃特性，絕緣采用非阻燃材料，而

13、外護(hù)層要采用具有防紫外線的低煙無鹵阻燃材料。在地鐵的牽引變電所電纜出口處敷設(shè)的直流電纜數(shù)可達(dá)20多根。按電纜成束燃燒試驗(yàn)要求,地鐵直流電纜通常要求達(dá)到A類阻燃。第四節(jié)電力電纜故障及檢測一、故障原因1.過熱過負(fù)荷導(dǎo)致電纜絕緣損壞 電力電纜過負(fù)荷和接頭發(fā)熱導(dǎo)致絕緣損壞，在主干電纜線路中比較常見，主要原因是超負(fù)荷運(yùn)行或連接點(diǎn)接觸不良。2.密封不良導(dǎo)致電纜附件絕緣損壞 電纜終端頭和接頭盒密封性能差，引起受潮，甚至絕緣損壞。這是因?yàn)閼敉饨K端頭常年經(jīng)受大氣、溫度和干、濕等氣候條件的影響，其運(yùn)行條件比電纜本身更為惡劣。特別是南方地區(qū)，對密封性能非常敏感。以鼎足式電纜頭為例，它的三個(gè)瓷套管以及頂蓋共有67處可

14、能成為受潮進(jìn)水的通道。水分進(jìn)入電纜頭后，逐漸使絕緣受潮，導(dǎo)致絕緣擊穿，甚至爆炸。一、故障原因3.腐蝕引起受潮導(dǎo)致電纜絕緣損壞 電纜腐蝕穿孔引起的受潮，在運(yùn)行年久的老電纜或有電腐蝕和化學(xué)腐蝕的地區(qū)中是常見的現(xiàn)象。此外，電纜外護(hù)層質(zhì)量差也會加速電纜腐蝕穿孔。被腐蝕的電纜使絕緣性能下降。在電壓、溫度和電場作用下，形成相間或?qū)Φ負(fù)舸┈F(xiàn)象。4.機(jī)械損傷電纜絕緣這類損傷主要包括以下幾個(gè)方面：1)直接受外力作用造成的破壞。2)敷設(shè)過程造成的損壞。3)自然力造成的損壞。一、故障原因5.絕緣老化與絕緣干枯 絕緣老化與干枯主要出現(xiàn)在使用多年的電纜和接頭盒內(nèi)。電纜在長期運(yùn)行中，因受過熱、過負(fù)荷和各種過電壓的作用，使

15、本體內(nèi)絕緣層發(fā)生逐漸的自然老化和干枯現(xiàn)象。因此其絕緣強(qiáng)度也逐漸地降低。6.過電壓導(dǎo)致絕緣擊穿 在電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的雷電過電壓和內(nèi)部過電壓可能導(dǎo)致電纜絕緣擊穿，這在保護(hù)不完善的電纜線路中也時(shí)有發(fā)生。對實(shí)際事故分析表明，許多戶外終端頭的事故，是由于雷電過電壓引起的，電纜本身有缺陷更容易在雷電過電壓和內(nèi)部過電壓下發(fā)生擊穿事故。二、電力電纜檢測1.絕緣電阻試驗(yàn)測量絕緣電阻的接線方法如圖84所示。1)試驗(yàn)前電纜要充分放電并接地，方法是將電纜導(dǎo)體及電纜金屬護(hù)套接地。2)選擇合適的絕緣電阻表。3)試驗(yàn)前絕緣電阻表必須校零。4) 電纜套管表面必須擦凈。5)測試完后，一定要將電纜放電，而且電纜越長，絕緣性能越好，

16、接地放電時(shí)間越長，但至少不少于1min。圖8-4測量絕緣電阻的接線方法1電纜終端2套管或繞包絕緣3導(dǎo)體4絕緣電阻表二、電力電纜檢測2.直流耐壓試驗(yàn)微安表在高壓側(cè)測量泄漏電流的接線方法如圖85所示。圖8-5微安表在高壓側(cè)測量泄漏電流的接線方法1總開關(guān)2熔絲3調(diào)壓器4電壓表5變壓器6保護(hù)電阻7高壓硅堆8微安表9電纜二、電力電纜檢測3.工頻交流耐壓試驗(yàn) 對交聯(lián)聚乙烯電纜進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，需要高電壓、大容量的交流電壓試驗(yàn)設(shè)備。如對一根長度為3km的110kV、630mm2的交聯(lián)聚乙烯電纜進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓為128kV, 試驗(yàn)電流達(dá)到227A，試驗(yàn)容量是128kV227A=29MVA。很難將這樣

17、的龐大試驗(yàn)設(shè)備移到現(xiàn)場做試驗(yàn)。為了減少容量，必須采用串聯(lián)諧振裝置。這種設(shè)備一般有調(diào)感式和調(diào)頻式兩種。第五節(jié)電力故障的探測 電力電纜的絕緣缺陷，如受潮、絕緣性能降低等通?？赏ㄟ^預(yù)防性試驗(yàn)來檢測。規(guī)程規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目有測量絕緣電阻和進(jìn)行直流耐壓試驗(yàn)。實(shí)踐表明，它們對發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷是有效的。但是如何確定故障的位置呢？一、電纜故障的類型1.開路故障 如果電纜相間或相對地的絕緣電阻值達(dá)到所要求的規(guī)范值，但工作電壓不能傳輸?shù)浇K端，或雖然終端有電壓，但負(fù)載能力較差，這類故障稱為開路故障。如圖86所示，在某相H點(diǎn)處存在電阻Rk，當(dāng)Rk=時(shí)，這種情況稱為斷線故障，這是開路故障的特殊情況。 圖8-6電纜故障示意圖一、

18、電纜故障的類型2.低阻故障 若電纜相間或相對地的絕緣受損，其絕緣電阻減小到一定程度，能用低壓脈沖法測量的故障稱為低阻故障。如圖86所示，在電纜中，某相M點(diǎn)對地絕緣電阻小于100以下時(shí)，便認(rèn)為是低阻故障。Rd0的這種情況稱為短路故障，這是低阻故障的特殊情況。如果故障點(diǎn)在電纜終端頭，Rd小于電纜特性阻抗才認(rèn)為是低阻故障。3.高阻故障一、電纜故障的類型 相對于低阻故障，若電纜相間或相對地的故障電阻較大，以致不能采用低壓脈沖法進(jìn)行測量的故障通稱為高阻故障，它包括泄漏性高阻故障和網(wǎng)絡(luò)性高阻故障。在電纜預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，泄漏電流是隨試驗(yàn)電壓的升高而逐漸增大，且其值大大超過規(guī)定的泄漏值，這種故障為泄漏性高阻故障

19、。在圖86中，對泄漏性高阻故障，Rd一般大于150。特殊情況下，終端高阻泄漏故障中的Rd大于電纜的特性阻抗。閃絡(luò)性高阻故障則不然，其特點(diǎn)是故障點(diǎn)不但沒有形成低阻通道，相反，絕緣電阻值卻很大。做試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)電壓升高到一定值時(shí)，泄漏電流突然增大。當(dāng)電壓稍降時(shí)，此現(xiàn)象消失。二、判定電纜故障性質(zhì)的方法圖8-7各相對地及相間絕緣電阻(M)示意圖a)甲端頭b)乙端頭二、判定電纜故障性質(zhì)的方法表8-1電纜故障類型測量記錄表8-2纜芯回路直流電阻測量記錄二、判定電纜故障性質(zhì)的方法圖8-8電纜芯回路直流電阻測量示意圖a)甲端頭測量(乙端頭臨時(shí)三相短路)b)乙端頭測量 (甲端頭臨時(shí)三相短路)三、電纜故障探測方法1.

20、低壓脈沖測量法 應(yīng)用此法可測量電纜中出現(xiàn)的開路故障、相間或相對地低阻故障，同時(shí)也可以測量電纜全長和顯示電纜中部分中間接頭的位置。當(dāng)用儀器測量電纜故障時(shí)，電纜被認(rèn)為是一傳輸線（或叫長線）。當(dāng)電波在長線中傳輸時(shí)，存在以下幾個(gè)特性：1)對于均勻無損的理想電纜，設(shè)長度為L，若從其一端加電壓或電流波，那么電波便以均勻速度v向其另一端傳播，經(jīng)Td時(shí)間后到達(dá)另一端，則有：L=vTd。2)均勻長線中每一點(diǎn)的波阻抗是相等的，對不同截面積油浸紙介質(zhì)電纜，其波阻抗Z在1050之間。3)在長線中，若某一點(diǎn)的波阻抗發(fā)生變化，電波傳播到該點(diǎn)就發(fā)生反射現(xiàn)象，反射電壓與入射電壓滿足關(guān)系式三、電纜故障探測方法圖8-9不同故障時(shí)

21、的等效電路a)低阻故障等效電路b)開路故障等效電路三、電纜故障探測方法圖8-10電纜故障相波形三、電纜故障探測方法2.高壓閃絡(luò)測量法 對于高阻故障，由于故障點(diǎn)電阻較大，此點(diǎn)的反射系數(shù)很小或幾乎等于零，用低壓脈沖法測量時(shí)，故障點(diǎn)的反射脈沖幅度很小或不存在反射，因而儀器分辨不出來。應(yīng)用高壓閃絡(luò)測量法對這種故障進(jìn)行測量，可取得滿意的效果。(1)直閃法直閃法測量電路如圖8-11a所示。圖8-11直閃法測量電路及波形a)直閃法測量電路b)直閃法測量波形C耦合電容(大于0.1F)水電阻(2040k)水電阻(約500)三、電纜故障探測方法(2)沖閃法沖閃法分為電阻和電感沖閃兩種。圖8-12沖L法測量電路及波

22、形a)沖L法測量電路b)沖L法測量波形四、電纜故障的精確定點(diǎn)方法1.低阻故障的定點(diǎn) 用低壓脈沖法對低阻故障進(jìn)行故障點(diǎn)的粗測后，按圖813連接線路，然后在粗測的范圍內(nèi)進(jìn)行定點(diǎn)。由于這類故障電阻小，因此故障點(diǎn)的放電間隙也小，致使施加的沖擊高壓在不很高的情況下，故障點(diǎn)便發(fā)生閃絡(luò)放電。這時(shí)因閃絡(luò)放電而產(chǎn)生的沖擊振動波也小，因此給定點(diǎn)時(shí)的測聽工作增加了難度。再加上定點(diǎn)現(xiàn)場其他因素的干擾，這時(shí)的放電聲往往不易分辨甚至聽不到放電聲，當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，可以人為地調(diào)節(jié)球間隙的距離，以控制沖擊電壓的高低，同時(shí)還可以通過加大儲能電容器的電容量，增強(qiáng)放電強(qiáng)度，從而獲得較強(qiáng)、較大的放電聲，便于收聽、分析和判斷故障點(diǎn)的精

23、確位置。當(dāng)然，無論任何時(shí)間，收聽到聲音最大的點(diǎn)即為故障點(diǎn)。 四、電纜故障的精確定點(diǎn)方法2.高阻故障的定點(diǎn)圖8-13低阻故障定點(diǎn)接線圖四、電纜故障的精確定點(diǎn)方法3.開路故障的定點(diǎn) 開路故障定點(diǎn)接線圖如圖814所示。由圖可以看出，在故障相的一端加沖擊高壓，而故障相的另一端及另外兩相和電纜鉛包連接后充分接地，然后利用定點(diǎn)儀在粗測的范圍內(nèi)進(jìn)行定點(diǎn)。因開路故障類似于高阻故障，因此故障現(xiàn)象與高阻故障相類似。在定點(diǎn)時(shí)，除電路連接與高阻故障定點(diǎn)時(shí)稍有區(qū)別外，其定點(diǎn)方法與高阻故障的定點(diǎn)方法相同。圖8-14開路故障定點(diǎn)接線圖四、電纜故障的精確定點(diǎn)方法4.特殊位置故障的定點(diǎn) 上述僅是一般情況下的定點(diǎn)方法，即故障點(diǎn)都

24、遠(yuǎn)離測試端。如果故障點(diǎn)就在測試端附近，這時(shí)故障點(diǎn)的放電聲會被球間隙的放電聲所淹沒。因此故障點(diǎn)的放電聲不易被測量人員收聽，當(dāng)然也就無法定點(diǎn)了。當(dāng)遇到這種情況時(shí)，可以采用如圖815所示的接線。由圖可見，由于人為地將球間隙放到遠(yuǎn)離測試端的另一端，并通過已知的正常相對故障相加電壓，從而達(dá)到故障相閃絡(luò)放電的目的。這時(shí)因串入回路的球間隙遠(yuǎn)離測試端，因此當(dāng)故障點(diǎn)放電時(shí)比較容易收聽，就不會因球間隙放電聲的干擾而難以辨別了。圖8-15故障點(diǎn)在測試端附近的接線圖四、電纜故障的精確定點(diǎn)方法表8-3城市軌道交通供電系統(tǒng)工程常用電纜的項(xiàng)目和型號第六節(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)常用電纜技術(shù)要求四、電纜故障的精確定點(diǎn)方法 城市軌

25、道交通供電系統(tǒng)在不同的應(yīng)用場合，對于所用電纜的要求也不一樣。車輛段內(nèi)的電纜應(yīng)采用防水、防紫外線的鎧裝電纜。車站及隧道內(nèi)的電線電纜應(yīng)選擇低煙、低鹵、阻燃的鎧裝電纜。在火災(zāi)時(shí)仍需供電的電纜還應(yīng)具備耐火特性，采用耐火電纜。變電所控制信號電纜應(yīng)選擇屏蔽電纜。110kV、35kV、04 kV交流電力電纜的結(jié)構(gòu)選型及參數(shù)配置和1500V直流電力電纜的結(jié)構(gòu)選型及參數(shù)配置應(yīng)滿足相關(guān)的技術(shù)要求。一、110kV電纜技術(shù)要求1.運(yùn)行條件(1)電力系統(tǒng)要求電力系統(tǒng)一般包括電力系統(tǒng)的額定電壓、電力系統(tǒng)的最高工作電壓、沖擊過電壓、電力系統(tǒng)頻率、電力系統(tǒng)接地方式、持續(xù)運(yùn)行載流量、短時(shí)過負(fù)荷電流及每次預(yù)計(jì)持續(xù)時(shí)間、最大短路電

26、流與持續(xù)時(shí)間等主要指標(biāo)。(2)環(huán)境條件環(huán)境條件主要包括：海拔、大氣污染等級、戶外終端爬電距離、環(huán)境溫度、電纜線芯允許的最高溫度、電纜設(shè)計(jì)使用年限等。一、110kV電纜技術(shù)要求2.電纜構(gòu)造及技術(shù)要求(1)交聯(lián)方式城市軌道交通供電系統(tǒng)常用電纜的交聯(lián)方式必須是干式交聯(lián)，內(nèi)、外半導(dǎo)電層與絕緣層必須同時(shí)共擠。(2)導(dǎo)體屏蔽與絕緣屏蔽導(dǎo)體屏蔽應(yīng)由半導(dǎo)電包帶和擠出半導(dǎo)電層組成；半導(dǎo)電材料應(yīng)采用超光滑可交聯(lián)型材料，并符合GB/T 110172002的規(guī)定；半導(dǎo)電層厚度應(yīng)為0.81.0mm。(3) 絕緣絕緣材料應(yīng)為超凈化可交聯(lián)聚乙烯材料，其性能應(yīng)符合GB/T 110172002的規(guī)定；最小工頻平均擊穿電場強(qiáng)度應(yīng)

27、不小于30kV/mm，最小沖擊平均擊穿電場強(qiáng)度應(yīng)不小于60kV/mm；絕緣平均厚度與標(biāo)稱值之正公差不大于其標(biāo)稱值的10+0.1mm；絕緣偏心度不大于8，即(4)阻水層徑向阻水層宜選用金屬套，視情況也可選用綜合防水層。一、110kV電纜技術(shù)要求(5)外護(hù)層電纜外護(hù)套采用聚乙烯(PE-ST7)材料，可選用中密度PE(MDPE)或高密度PE(HDPE)護(hù)套；隧道內(nèi)安裝的電纜可采用聚氯乙烯(PVC-ST2)材料護(hù)套。(6)牽引頭和內(nèi)端頭電纜牽引頭應(yīng)壓接在導(dǎo)體上，與金屬套的密封必須采用鉛封，密封性能良好，并能承受與電纜相同的敷設(shè)牽引力和側(cè)壓力。(7)接頭接頭應(yīng)為預(yù)制式，接頭接線管與電纜銅導(dǎo)體必須采用壓接

28、方法進(jìn)行連接。(8)瓷套終端出線桿：出線桿與電纜銅導(dǎo)體必須采用壓接方法進(jìn)行連接。(9) GIS終端出線桿：出線桿與電纜銅導(dǎo)體必須采用壓接方法進(jìn)行連接。一、110kV電纜技術(shù)要求(10)外護(hù)套過電壓保護(hù)器1)保護(hù)器物理特性：無間隙氧化鋅非線性電阻。2)保護(hù)器電氣特性：保護(hù)器通過8/20s 、10kA沖擊電流時(shí)的殘壓不大于17.2kV；保護(hù)器在6kV工頻電壓下能承受5s而不損壞；保護(hù)器應(yīng)能通過最大沖擊電流累計(jì)20次而不損壞。3.選購主要指標(biāo)表8-4電纜及附件規(guī)格型號表8-4電纜及附件規(guī)格型號一、110kV電纜技術(shù)要求表8-5電纜選購主要技術(shù)指標(biāo)一、110kV電纜技術(shù)要求表8-5電纜選購主要技術(shù)指標(biāo)

29、二、35kV電力電纜1.電力系統(tǒng)參數(shù)(見表8-6)表8-6電力系統(tǒng)參數(shù)2.電纜基本技術(shù)參數(shù)(見表8-7)二、35kV電力電纜表8-7電纜基本技術(shù)參數(shù)二、35kV電力電纜表8-7電纜基本技術(shù)參數(shù)二、35kV電力電纜表8-7電纜基本技術(shù)參數(shù)三、直流1500V電力電纜表8-8直流1500V電力電纜的技術(shù)參數(shù)三、直流1500V電力電纜表8-8直流1500V電力電纜的技術(shù)參數(shù)四、電纜敷設(shè)與驗(yàn)收1.電纜敷設(shè) 電纜敷設(shè)應(yīng)根據(jù)不同環(huán)境采取不同的方式，一般有車輛段、地下隧道和地下車站。2.驗(yàn)收 高壓交聯(lián)聚乙烯電纜的竣工驗(yàn)收包括兩個(gè)項(xiàng)目：一是根據(jù)GB/T 110172002或IEC 840對電纜線路的主絕緣進(jìn)行耐

30、壓試驗(yàn)。試驗(yàn)方法主要有兩種：第七節(jié) 電纜的運(yùn)行與維護(hù)一、電纜防火1.電纜火災(zāi)事故原因 電纜火災(zāi)事故主要有兩種形式：一是外界火源引起火災(zāi)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，外界火源是引起電纜火災(zāi)事故的主要原因。它占所有電纜火災(zāi)事故總數(shù)的703。因此在外界火源引起的火災(zāi)中，由于電纜積煤粉自燃引起電纜火災(zāi)的次數(shù)占由外界火源引起火災(zāi)的一半以上，由此說明必須下大力氣防止在電纜上積煤粉。另外，外界水源引起的火災(zāi)還有油管道、軸瓦以及鍋爐油槍等漏油引起的電纜火災(zāi)；電焊、氣割金屬熔渣引起的電纜火災(zāi)等。二是電纜本身故障引起火災(zāi)。電纜本身故障引起的火災(zāi)主要有絕緣老化、受潮、短路以及終端、接頭爆炸等原因，其中由于380V低壓電纜故障造成

31、的電纜火災(zāi)約占電纜本身故障引起火災(zāi)的一半以上，比例較大，說明在防止電纜火災(zāi)事故時(shí)不能忽視低壓動力電纜故障。一、電纜防火2.電纜的防火措施電纜的防火主要有以下措施：1)采用阻燃型電纜或耐火型電纜。2)設(shè)置單獨(dú)的電纜通道。3)提高電纜敷設(shè)和電纜防火封堵質(zhì)量。4)電纜和熱力設(shè)備之間的凈距要滿足要求。5)設(shè)置防火墻和防火門，把火災(zāi)限制在最小范圍內(nèi)。6)設(shè)置優(yōu)良、高效、可靠的滅火系統(tǒng)。一、電纜防火3.加強(qiáng)管理 運(yùn)行單位應(yīng)重視對電纜的運(yùn)行管理，定期巡視檢查，認(rèn)真、及時(shí)地進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)。同時(shí)要重視消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理。城市軌道交通供電系統(tǒng)運(yùn)行單位應(yīng)強(qiáng)化消防工作，防止由于外界火源引起的電纜火災(zāi)。消防技術(shù)規(guī)

32、定中要求，消防水泵應(yīng)保證在火警后8min內(nèi)開始工作，并在火場斷電時(shí)仍能照常運(yùn)行。二、防止電纜故障的措施1.加強(qiáng)巡查 按規(guī)定的周期進(jìn)行巡查。變電所內(nèi)的電纜，至少每3個(gè)月巡回檢查1次。對敷設(shè)在土中的直埋電纜，根據(jù)季節(jié)及基建工程的特點(diǎn)，必要時(shí)應(yīng)增加巡查次數(shù)。對挖掘暴露的電纜，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況，酌情加強(qiáng)巡查。電纜終端頭，根據(jù)現(xiàn)場及運(yùn)行情況一般每13年停電檢查1次。裝有油位指示的電纜終端頭，每年夏、冬應(yīng)檢查油位高度。污穢地區(qū)的電纜終端頭的巡查與清掃的期限，可根據(jù)當(dāng)?shù)氐奈鄯x程度予以決定。 1)對敷設(shè)在地下的每一電纜線路，應(yīng)查看路面是否正常，有無挖掘痕跡，查看路線標(biāo)樁是否完整無缺等。 2)電纜線路上不應(yīng)

33、堆置瓦礫、礦渣、建筑材料、笨重物體、酸堿性排泄物或砌堆石灰坑等。二、防止電纜故障的措施3)對于通過橋梁的電纜，應(yīng)檢查橋兩端電纜是否拖拉過緊，保護(hù)管或槽有無脫開或銹爛現(xiàn)象。4)對于各種排管應(yīng)該用專用工具疏通，檢查其有無斷裂現(xiàn)象。5)電纜鉛包在排管口及掛鉤處，不應(yīng)有磨損現(xiàn)象，需檢查鉛包是否失落。6)對戶外與架空線連接的電纜和終端頭應(yīng)檢查終端頭是否完整，引出線的接點(diǎn)有無發(fā)熱現(xiàn)象，電纜鉛包有無龜裂漏油，靠近地面的一段電纜是否被車輛碰撞等。7)多根并列電纜要檢查電流分配和電纜外皮的溫度情況。8)隧道內(nèi)的電纜要檢查電纜位置是否正常，接頭有無變形漏油，溫度是否異常，構(gòu)件是否失落，通風(fēng)、排水、照明等設(shè)施是否完整。9)巡線人員應(yīng)做好記錄和編制維護(hù)計(jì)劃。10)發(fā)現(xiàn)電纜線路有重要缺陷，應(yīng)立即報(bào)告運(yùn)行管理人員，并做好記錄，填寫重要缺陷通知單，運(yùn)行管理人員接到報(bào)告后應(yīng)及時(shí)采取措施，消除缺陷