摘 要：铁路电力系统承担着整个铁路系统的电力供应功能，铁路电力系统出现故障将会给铁路运输造成很大影响，甚至会干扰国民经济的正常运行。本文对铁路电力系统常见的电缆故障问题进行了分析研究，总结了几种故障的查找方法，以期对铁路电力系统的稳定运行提供帮助。
关键词：铁路；电力系统；电缆故障
1.引言铁路电力系统的安全稳定直接影响着铁路系统的正常运行，同时还肩负着铁路沿线各个站区、车辆段、机务段、电务段等各个基层单位的生活、生产用电。尤其是铁路电力系统中的自闭线路，自闭线路的主要任务是用来为铁路的各个车站和电务等集中的电气装备提供安全、可靠、连续的供电，保障铁路信号系统的正常工作，以及确保列车的安全行驶。所以，在铁路电气化的时代背景下，铁路电力系统对与铁路运输的安全相当重要，铁路电力系统电缆故障问题的查找与分析也有着非常重要的意义[1-3]。2.铁路电力系统电缆故障分析2.1 故障分类铁路电力系统中常见的电缆故障主要有短路故障、接地故障、断线故障、闪络故障和综合类故障。短路故障主要指单相或者多相输电线路之间相互接触而形成的具有破坏性的大电流出现，当电力系统发生短路故障时，大电流能使导体温度迅速升高，破坏输电线路的绝缘性质，导致设备不能正常运行或者损坏。接地故障主要指输电线路不经过绝缘体而直接和大地连接，这也算是短路故障的一种，危害也是比较大的。短线故障也称为断路故障，指的是输电线路被断开，不能够正常的传输电能，这就会直接导致用电设备断电，严重时会使设备损坏或者使某些重要工作被干扰。闪络故障就是电缆在高电压保压过程中，突然被击穿，在此电压下又能继续维持保压的故障。高电压击穿电缆层后会对周围的设备造成一定的影响，严重时还会威胁工作人员的人身安全。综合类故障主要指以上两种或者两种以上的故障同时出现时的故障，这种故障不是很常见，但是危害最大，故障的情况也最为复杂。2.2 故障原因分析铁路电力系统的故障种类很多，造成故障的原因也很多，通常情况下铁路电力系统电缆故障原因有一下几种：第一、电缆遭到机械损坏。机械损坏对电缆的影响是比较大的，也是最为常见的，机械损坏通常指的就是电缆遭受外力的冲击，致使电缆不能够正常工作。对电缆造成机械损坏的多数时施工时，在铁路施工时，由于施工人员不仔细查看施工现场，草草了事，导致了参与施工的工程机械对电缆造成一定损坏，或者是电缆的保护措施设置不到位，导致后期很容易被其它机械损伤。另外，在施工过程中电缆的过负荷拉伸也会导致电缆的机械损伤，多度拉伸、折叠、弯曲很可能导致电缆接头或者中间连接线出现故障，这些都是常见的电缆故障。第二、电缆的绝缘层老化。电缆的绝缘层老化直接会使电缆的绝缘能力下降，对电缆的损伤是巨大的。由于电缆经常运行在大电压大电流的环境下，电缆发热是必然的，电缆的过热会对电缆绝缘性能造成一定程度的影响，使电缆的化学性能和物理性能均受到严重影响。另外电缆深埋在底下，常年处在潮湿的环境中，有时候由于化肥或者化学物品的渗透到电缆沟，还会直接对电缆绝缘层造成腐蚀，对电缆的绝缘性能造成直接破坏。另外，随着电缆绝缘性能的降低，电缆的散热性能、抗腐蚀性等均会受到影响，这也就加速了电缆绝缘层的老化，电缆绝缘层老化是一个恶性循环的问题。第三、电缆质量不合格。在电缆的使用过程中难免会出现机械破坏和绝缘层老化的问题，所以电缆的设计时就会考虑到这些潜在的破坏因素，进而将相应的应对办法添加到电缆的设计和加工制作中，增强电缆的使用寿命。但是，生产电缆的厂家有着千差万别，不乏某些厂家偷工减料，在电缆生产过程中，不按照设计图纸执行，或者为了降低成本，将电缆使用的材料进行调整，致使电缆的质量不达标，这就为电缆的使用留下了很大的安全隐患。3.铁路电力系统电缆故障查找方法在电缆的使用时，为了不影响地面土地的使用，电缆是被深埋在底下的，这也是电缆不同与架空线路的一个特点之一。电缆深埋底下，地面可能是居民建筑也可能是公路，总之地面情况是很复杂的，这就导致了一旦电缆出现故障，故障点很难查找。电缆故障的查找不同于架空线路故障查找，它有着自身存在的问题，有时候一个电缆故障点的确定需要长达一周甚至一个月的时间。所以对铁路电力系统电缆故障点的查找方法分析是很重要的，也是很有实际意义的。3.1 电桥法在电缆的使用过程中，一旦电缆出现故障，相关工作人员需要在第一时间进行处理，我们首要确定的就是电缆故障分类，然后针对不同类别的故障进行故障点查找。当铁路电力系统电缆故障的性质确定之后，我们需要针对不同的故障类型，选择不同的查找办法进行故障点定位，即需要确定电缆的一个端口距离故障点的距离。电桥法在电缆故障点的定位工作中是比较常见的，也是比较可靠的，所以得到了广大技术人员的热捧。在实际应用过程中，根据同一直径条件下电缆的电阻与电缆长度成正比的特点，搭建惠斯通电桥，根据惠斯通电桥原理将电缆进行短路接地测验，将故障点两侧的回路电阻引入直流电桥，当电桥达到平衡时，利用电阻测量装置对电桥自身双臂的电阻进行测量，根据实验测量值就可以计算初电缆的长度，以及故障点距离电缆端口的长度，进而实现对故障点的精确定位。电桥法使用简单，但是，需要实现了解电缆的总长度、横截面积等数据，另外，电桥法在使用过程中主要是针对低阻抗的短路故障，对高阻抗的电路故障不适用，而在实际铁路电力系统故障中，高阻抗的电阻故障占多数，所以电桥法的使用受到很大的限制，推广性不是很好。
3.2 脉冲电压法
脉冲电压法在电缆故障定位工作中有着独特的优势，在电缆发生故障时，只需将故障点附近进行脉冲击穿，通过记录脉冲在测量点和电缆端口传播的时间就能够确定电缆的故障点。脉冲电压法不仅可以针对低阻抗电路故障进行定位，还可以对高阻抗的电路故障进行定位，具有很广泛的使用性。但是，由于脉冲电压的发生器是通过耦合电压将普通的电压信号进行转换，最终形成一个脉冲信号，发生器的使用具有很大的局限性，如果操作不当很可能发生电压信号错误，甚至是发生器的损坏,更甚者还会威胁工作人员的人身安全，所以脉冲电压法的安全性能较差。
3.3 跨步电压法
跨步电压法确定铁路电力系统故障的方法比较简单，也很实用。跨步电压法主要利用了电缆垂直方向的会产生一次递减的“跨步电压”的电压脉冲，借助这个电压脉冲，就可以追踪到电缆故障的故障点具体位置。根据实际的故障处理经验可知，电缆故障 90%以上的电缆故障点的防护层也会出现破损，所以在故障定位工作中巧妙的利用电缆防护层破损问题进行故障定位，这就给电缆的查找带来很大的便利。
4.总结
铁路电力系统承担着整个铁路系统的电力供应功能，对铁路运输和国民经济的正常运行有着至关重要的作用。本文对铁路电力系统常见的电缆故障问题进行了分析研究，并总结了几种故障的查找方法，对铁路电力系统的稳定运行有一定的参考价值。