上海铁道科技２０１０年第１期 ７９ 电与化铁路２７．５ｋＶ毫用电缆敷设安装工艺的探ｉ 刘明亮上海铁路局合肥供电段 摘要阐述电力电缆产生故障的四个主要原因，根据 电气化铁路２７．５ｋｖ专用电缆的使用特 最’对规范电气化一 铁路２７．５ｋｖ专用电缆的敷ｉ￣：ｈ－法 金属保护层的接地方 式和电缆头的制作工艺进行探讨誊 关键词 电缆敷设工艺 随着大规模客运专线建设的快速发展，由于受地形和环 境因素的影响，电气化铁路２７．５ｋＶ专用电缆的使用越来越 普遍，而由于电缆故障影响行车的事例也越来越多。合武客 运专线上海局管内自２００８年１２月３１日开通之后已发生３ 次２７．５ｋＶ电缆故障而影响行车，沿海铁路客运专线在２００９ 年７月份联调联试期间发生多起电缆故障，这些电缆故障的 发生给行车和运输组织造成了严重的干扰。 １电力电缆故障产生的主要原因 按照电缆故障产生的原因进行分类大致分为四类，即： 制造、施工图设计、施工质量、外力破坏等四大原因。 １．１厂家制造原因 一般在电缆生产过程中容易出现的问题有绝缘偏心、绝 缘屏蔽厚度不均匀、绝缘内有杂质、内外屏蔽有突起、交联度 不均匀、电缆受潮、电缆金属护套密封不良等，有些情况比 较严重可能在竣工试验中或投运后不久即出现故障，大部分 在电缆系统中以缺陷形式存在，对电缆长期安全运行造成严 重隐患。在电气化铁路中出现此种情况很少，如在招标采购、 验收、交接试验和准入制度等各个环节的卡控措施如果到位 可以避免。 １．２施工图设计原因 由于在施工网设计时，对电缆敷设的环境、路径、敷设方 式、接地形式等勘察设计考虑不全面，施工单位在地形复杂、 工期短的情况下，没有按照设计和施工规范要求进行敷设， 留下安全隐患。如合武线六安牵引所馈出供电电缆，多根电 缆敷设在一个狭小的沟槽内，相互之间间距无法达到规范的 要求；２００８年１２月３１日其中一条电缆击穿故障，并将相邻 的电缆烧损，影响了行车，同时也扩大了事故范围。 １．３施工质量原因 （１）施工时没有按照规范进行施丁等导致电缆弯曲半径 过小、部分场所电缆受挤压损伤等造成电缆故障。 （２）因电缆头制作安装工艺不达标，在运行中造成电缆头 击穿故障。电缆头是电缆线路中的薄弱环节，分为电缆终端 接头和电缆中间接头，不管什么接头形式，电缆接头故障一 般都出现在电缆绝缘屏蔽断口处，因为这里是电应力集中的 部位。造成电缆头故障的主要原因有以下几个方面：一是现 场条件比较差，电缆和接头在工厂制造时环境和工艺要求都 很高，而施工现场温度、湿度、灰尘都不好控制。二是电缆头 在制作过程中在绝缘表面难免会留下细小的滑痕，半导电颗 粒和砂布上的沙粒也有可能嵌入绝缘中，另外接头在制作过 程中由于绝缘暴露在空气中，绝缘中也会吸入水分，这些都 给长期安全运行留下隐患。ｊ是制作安装时没有严格按照Ｔ 艺规定施工，没有考虑到可能出现的问题。四是竣工验收采用 直流耐压试验造成接头内形成反电场导致绝缘破坏。五是因 密封处理不善导致电缆故障。 （３）单芯电缆外护层接地方式选取不当等造成电缆击穿 故障。 １．４外力破坏原因 大多数情况是由于临近电缆敷设处所人工利用尖利器 械开挖或大型机械进行开挖、碾压，造成电缆被挖断或者被 撞击、挤压后电缆外护套、金属护套，挤入电缆绝缘层导致电 缆击穿。 ２电气化铁路２７．５ｋＶ专用电缆敷设安装工艺探讨 电气化铁路２７．５ｋＶ专用电缆一般用于牵引变电所至上 网点之间的供电线或者ＡＴ供电方式中的正馈线，是直接给 接触网供电的重要设备。一般主要使用在附近建筑物较多、 空间狭窄，高速客运专线长大桥梁、隧道等不具备架空条件， 和对外观环境要求较高的大型客运站场等处所。这些场所不 仅施工难度大，且运行维护也很困难。因此根据电气化铁路 ２７．５ｋｖ专用电缆的运行特点，规范和优化敷设安装ｊ－艺等尤 其重要。 ２．１规范敷设方法 根据《电力工程电缆设计规范》ｆＧＢ５０２１７－２００７）的要求 ８０ 电气化铁路２７．５ｋＶ专用电缆敷设安装工艺的探讨 “电缆敷设方式的选择，也视工程条件、环境特点和电缆类 规范》的要求 ． 型、数量等因素，以及满足运行可靠、便于维护和技术经济合 理的原则来选择。”电气化铁路２７．５ｋＶ专用电缆为高压交 流单芯电缆，其敷设安装 ［艺除ｒ要符合＜电力工程电缆设 计规范》中的交流系统单 ¨＝电缆敷设的基奉要求外，还鹰根 据电气化铁路２７．５ｋＶ专用电缆的特点，做到以下几点要求： （１）因“交流系统 芯电力电缆，不得选用未经非磁性有 效处理的钢制铠装”：目｝ｊｉ『电气化铁路２７．５ｋＶ专用电缆所采 图１ 电缆金属保护层一端直接接地另一端 通过护层电压器接地方式 用的铠装层大多为销制或销合会等非磁性金属铠装材料，其 抗外力侵害的能力相对较差？因此电气化铁路２７．５ｋＶ专用 电缆的敷没方式主要宜采用整体观浇式电缆沟槽敷没，沟槽 的大小宜根据同沟敷设的电缆数量确定，同沟敷设的电缆之 间的间距应符合《规范》要求；对于Ｅ网供电线电缆上下行啦 分开敷设，以避免其中一条电缆击穿故障时，烧毁相邻电缆， 造成上下行同时中断供电，扩大事故范同。 （２）电缆在穿越道路、铁路等宜采用穿管敷设，在空间狭 窄、地形复杂困难的情况下无法进行电缆沟槽敷设施ｒ 的处 所也应采用单根穿管敷设。囚“交流单芯电缆以单根穿管时， 不得采用未分隔磁路的钢管。”过去采用将钢管沿长度方向 割开一个缝再穿电缆或者采用ＰＶＣ等塑料棺材等作为电缆 保护管，由此造成保护管的抗外力的强度很不理想：近几年 国内大量使用的新型ＰＥ管不仅阻燃、抗腐蚀、非导磁性且增 加厚度后承载能力可以大大增强，抗外界的冲击能力甚至超 过同管径的钢管。因此，新型ＰＥ管应是电气化铁路２７．５ｋＶ 专用电缆保护管比较理想的管材。 （３）电缆保护管在穿越铁路时， 铁路交叉处距路基面不 宜小于１．Ｏｍ、距排水沟底不宜小于Ｏ．３ｍ，保护管的承压能力 宜在每单位面积１６ｋｇ以上 在跨越繁忙干线铁路或站场多 股道进行开挖敷设电缆保护管比较困难的情况下，宜采用机 械顶管敷设，在进行机械顶管敷设时顶管位置应控制在路基 面３ｍ以下，以避免对路基的扰动。 ２．２金属保护层接地方式的选择 为消除感应电势的影响，交流系统单芯电力电缆金属保 护层接地方式主要有以下几种。方法一：一端直接接地，另一 端通过护层电压器接地。方法二：电缆线路中间一点接 地，两端通过护层电压器接地（性质与方法一相同）。方 法三：交叉互联接地（施Ｔ、运营维护复杂）。方法四：两端直 接接地，（电缆金属保护层可能通过电流）。 因交叉互联接地方式主要用于高压三相电源所采用的 单芯电缆敷设，因此不适用于电气化专用电缆。两端直接接 地时，尤其在有综合接地系统的电气化铁路区段，电缆的接 地和综合接地系统相连时易形成电流通路，对电缆的运干亍造 成危害。因此根据电气化２７．５ｋＶ专用电缆的特点，宜选用一 端直接接地，另一端通过护层电乐器接地的方式（如同１ 所示），且护层电压器的选择应符合《电力工程电缆设计 ２．３严格控制电缆头生产制作工艺 高压电缆头是电缆运行中的薄弱环节，电缆头击穿故障 占电缆击穿故障的绝大多数，沿海铁路客运专线存２００９年７ 月份联调联试期间发生６起电缆故障均为电缆头击穿故障。 因此，在施 中控制电缆头的制作安装 艺尤其重要。 （１）高压电缆头的基本要求： 线芯联接好：主要是联接电阻小而且联接稳定，能经受 起故障电流的冲击；长期运行后其接触电阻不应大于电缆线 芯本体同长度电阻的ｌ－２倍；应具有一定的机械强度、耐振 动、耐腐蚀性能；此外还应体积小、成本低、便于现场安装。 绝缘性能好：电缆头的绝缘性能应不低于电缆本体，所 用绝缘材料的介质损耗要低，在结构上应对电缆头中电场的 突变能完善处理，有改变电场分布的措施。 （２）要清楚电缆中电场的分布原理，控制好电缆头制作中 的关键技术 高压电缆每一相线芯外均有一接地的（铜）屏蔽层，导电 线芯与屏蔽层之间形成径向分布的电场。也就是说，正 常’电 缆的电场只有从（铜）导线沿半径向（铜）屏蔽层的电力线，没 有芯线轴向的电场（电力线），电场分布是均匀的。在做电缆 头时，剥去了屏蔽层，改变了电缆原有的电场分布，将产牛对 绝缘极为不利的切向电场（沿导线轴向的电应力）。在剥去屏 蔽层芯线的电应力向屏蔽层断口处集中。那么在屏蔽层断ｌ：ｑ－ 处就是电缆最容易击穿的部位。电缆最容易击穿的屏蔽层断 口处，一般采取分散断口处集中的电应力，用介电常数为２０～ ３Ｏ，电阻率为１０８～１０１２１２·ｃｍ材料制作的应力管，套在屏敞 层断口处，以分散断口处的电场应力，保证电缆能可靠运 行。故电缆头制作中应力管非常重要，而应力管是在不破 坏主绝缘层的基础上，才能达到分散电应力的效果。为尽量 使电缆在屏蔽层断口处电场应力分散，直力管 铜屏蔽层的 接触长度要求不小于２０ｍｍ，短了会使应力管的接触丽不足， 应力管上的电应力会传导不足，长了会使电场分散区（段）减 小，电场分散不足，一般在２０ｒａｍ ２５ｒａｍ左右。 ３结束语 由于电缆线路的一次性投资较大，发生故障时查找困难 且恢复时间长，囚此在过去的电气化铁路建设中尽量不用或 很少使用电气化铁路２７．５ｋＶ专用电缆，避（下转第１０２页） １Ｏ２ 铁路车站自控型班组建设的探讨 长提供班组成员的生物节律表，帮助班 班组长的选拔培养作为班组管理的核心 线职工能参与规范的研讨和制定，则会 组长从＿牛理角度上把握组员的情况，进 工作。在班组长的提拔上，要坚持公开考 认为接受规范是积极的。所以在规章的 行针对性的预防。管理者还能积极收集 试招聘，避免出现领导直接指定班组长 制定、推行中，可以给职丁坦诚而广泛的 职 成长情况、家庭情况，在职工同意的 的方式：去年某站客运车间通过公开招 信息，充分尊重每位职工的意见，无论入 情况下和新任班组长进行交流，以快速 聘，提拔了４名能力强、负责任的青工成 路多年的班组长，还是刚刚通过培训分 配的退伍兵，都可以对自己的Ｔ作正式 增进班组长和组员的理解程度。在类似 为客运值班员，其平均年龄仅为２６岁。措施下，班组长管理组员能做到针对重 另外，每季度要重新考虑预备班组长的 发表意见。要定期组织班组进行各种形 点、有的放矢，使管理的盲目性减少，准 人选问题，使预备班组长也能上能下，主 式的规章研讨和辩论，努力将每一位职 确性和积极性增加： 要目的是打破传统的论资排辈现象，使 丁纳入到作业的规范进程。职工对规章 以得到控制。并加强人身安全自控、互 开展人 化的班组建设，全面关注 给班组长提供展现个人能力的舞 班组成员的努力可以得到跨越”辈份”的 的认同感越来越高，现场违章现象就可 从而提高其积极性。 台，帮助班组长树立威信和自信。自信心 回报，强的班组长敢于管理，有威信的班组长 组员做出的个人努力要得到充分的 控、他控氛围。 能够服人。在这方面，通常结合其他活动 尊重，不会因为班组的存在而简单的把 进行，形式上趋于多样化。比如在班组培 全部成绩归入班组长或是全体成员。为 职工身心健康。管理者要鼓励班组从小 从身边做起，开展形式多样的有 训时，请平时表现好的班组长做有关丁 了班组管理而忽视个人成绩是大锅饭的 处做起、作思路的专题演讲，组织各种形式的班 做法，会严重打击组员的积极性，最终会 益活动。比如某站车号组提出：车号室环 组竞赛，邀请其他班次的人员现场观摩 成为自控型班组建设的绊脚石。在这个 境卫生状况好，职工身处其中心情愉悦， 充分 有益工作，有利安全。我们就鼓励该小组 等等：班组长如果发现”示众”的机会很 问题上，管理者一方面要统一思想，多，为了不在组员和其他班组长面前”丢 尊重、承认个人的努力，另一方面要学会 开展”从我做起，营造美好环境”的活动， 丑”，会积极加强个人努力。 消除各种竞争障碍 去挖掘并积极肯定班组成员的一些较小 建议小组不但要从环境Ｊ 牛着手，而且 名青工把哨子用短绳拴在衣领上，能在 班组不但室内卫生和个人卫生越来越 ２．２提高班组内部的凝聚力和竞争力， 的成绩和创新。例如某站上水一班的一 要搞好个人卫生。活动开展一段时间，该 以团队管理思路为指导，采用设立 上水作业的时候随时使用示警，提高了 好 其精神面貌、工作状态也有明显改 短期目标的方法提升班组绩效：管理者 上水作业的安全系数，车间领导发现后， 观 和班组共同制定短期目标，每月进行检 进行了充分的肯定并积极加以推广。 查。由于某些指标的完成情况受整体工 ２－３转变单纯通过命令、文件强制执行 ３结束语 作的制约，管理者在为班组所设的目标 的模式，通过积极引导和灵活的形式加 必须始终坚持贴近工种实际，对生产指 强班组建设效果 标的考评上则以整个大班为主要考核对 开展自控型班组建设ｌＩ：作是一个相 对困难的过程，只有把握好各个方面的 根据调查，相对同一１ 种，班组内部 关系，将细致、科学的管理模式灌输到管 象。例如某站客运车间近年开始的四大 对规章的认同度越高，其遵章守纪的自 理之中，对班组管理采取宏观控制、积极 班服务组站台堵漏保收竞赛，由于可操 觉性越好，违章违纪行为就相对较少。尤 引导、全面辅助的方式，才能逐渐改变单 作性强，奖励优厚，对每个班组都形成了 其班组长对规章的认同度很高时，其带 纯自然协作班组的情况，彤成真正的自 外部压力，同时提高了班组内部的凝聚 头作用相当明显。如何在讲座、 理论考试 控型班组。力，使班组内部迅速营造出联劳协作的 等常规形式外寻找新路来增强规章认同 良好氛 。 这个问题，成为新的思考点。我们当时认 在一般组员的提拔上，既要坚持较 识到，当规范是上级强迫推行时，接受的 高比例的班组长升降制度，也要把预备 对象一广大职上会变得消极，但如果一 责任编辑：陆继红 来稿日期：２００９—１１－２９ （上接第８０页）免因电缆故障对铁路运输的干扰。随着社会 的发展，人们对环境美观、安全的要求越来越高，节约土地的 意识也越来越强，而使用电缆具有美化环境、节约土地、相对 安全等架空电力线路所不具备的优势。随着我国电气化铁路 的快速发展，尤其是高速客运专线的大规模建设，电气化铁 路２７．５ｋＶ专用电缆的运用也将越来越普遍。为适应这种发 展趋势，还需要根据电气化铁路牵引供电系统的特点进一步 研究和规范电气化铁路２７．５ｋＶ专用电缆的制造和敷设安装 Ｔ艺标准，以确保电气化铁路牵引供电系统安全稳定运行。 责任编辑：万宝安 来稿日期：２００９—１２—１４
