1 电缆故障举例

1.1 事件经过

某有轨电车公司2号线，车载时间2017-04-23T11∶13(此时间与电力监控时间有差异，因为此时间没有通过GPS对时系统)，电车司机发现银卡路接触网杆起火；11点18分48秒073毫秒电力监控中心报警B11变电所整流器过负荷报警，11点19分56秒567毫秒整流器过负荷报警恢复，在这期间发生5次报警/恢复；11点21分01秒236毫秒B11变电所750 V 馈线211断路器分闸，DDL Delta T动作，并发联跳信号给B9变电所，11点21分01秒417毫秒B9变电所750 V 馈线212断路器分闸，系统图如图1所示。

  

图1 B9-B11变电所供电区间示意图

1.2 保护动作过程

(1)B11变电所保护启动重合闸，并启动线路测试，于11点21分08秒098毫秒线路测试接触器动作，并于11点21分28秒274毫秒测试完成，11点21分29秒938毫秒750 V馈线211断路器合闸。

(2)B9变电所保护启动重合闸并启动线路测试，于11点21分09秒692毫秒线路测试接触器动作，并于11点21分30秒810毫秒测试完成，11点21分31秒646毫秒750 V馈线212断路器合闸。

注：保护设置启动重合闸时间为6 s，线路测试接触动作时间为1 s，动作次数为2次，线路测试间隔为10 s。

2 设备情况

由于电车司机没有将车上时间与GPS对时，所以起火准确时间无法确定，以电力监控中牵引变过负荷报警为开始时间，11点18分48秒073毫秒， 11点24分25秒219毫秒电调分开B11变电所750 V馈线211断路器，11点21分42秒494毫秒电调分开B9变电所750 V馈线212断路器，此时起火电缆才停止供电，故障电流持续时间为5分37秒146毫秒，在这期间跳闸一次并重合闸成功用时为28 s，所以从电力监控中心的时间来看，故障电流时间约为309 s，可以分析实际故障电流要长于此时间。

3 故障现场资料

(1)电缆烧毁情况。从烧毁的电缆来看，共2根回流缆，其中一根烧到地下部分1 m左右，发生熔化、炭化现象,导致此电缆无法抽出，另一根回流缆只烧到地面以上部分；地上部分还有1根避雷线烧坏，加上2根回流缆共3根截面积为185 mm2的电缆烧毁，在地面1.8 m处电缆烧断。

因此，在我们乡下，我的三爹和母亲深受乡亲们的爱戴，而我在遥远的北大，则当更加勤奋地工作，用出色的成绩回报他们。

(2)故障录波数据。从B11变电所750 V馈线211柜保护装置下载录波数据，录波数据只记录了故障前1 000 ms、后1 000 ms，通过故障前1 000 ms看故障电流一直持续在900～1 100 A之间变化，电流变化率(di/dt+ΔI)保护动作录波如图2所示[电流变化率(di/dt+ΔI)保护，反映电流上升率di/dt和电流增量ΔI的保护，作为中远距离短路故障的主保护[1]]，故障前电流如图3所示。分析此电流应该在故障前一直持续，持续时间无法考证，通过司机发现接触网杆起火时间为11∶13。

高校教育课程资源的共享是高校教育资源整合、利用与发展的重要部分。只有避免本位主义、小集团利益思想，才能更好地树立合作、开放、共赢的高校教育共享理念，从而促进高校教育资源体系生态化的构建。生态资源表面上说是生态环境，往深层次讲是人类在时间、空间、能量、物质、信息等元素相互集合下复杂多变的体系。高校教育资源的整合、利用与发展，要以空间教育资源的整合、扩展为目标，向自然社会空间发展，主要是生态环境资源、高校网络教育资源、地理环境资源等几个方面的开发、整合、利用以及发展。从而通过对生态环境空间资源科学合理的整合，实现高校教育资源体系系统化、规范化的构建。

  

图2 故障时电流变化率波形图

  

图3 故障时电流-电压波形图

4 电缆故障类型

介质的击穿常见的有电击穿、热击穿及电化学击穿等形式。固体介质击穿场强与电压作用时间的关系及不同击穿形式的范围如图4所示，固体介质击穿后，出现烧焦或熔化的通道、裂缝等，即使去掉外施电压，也不能恢复原有的绝缘性能[2]。

5 引起电缆故障主要原因

(2)绝缘老化变质。在电热化学作用或地下酸碱腐蚀、杂散电流的影响下，电缆绝缘整体下降；铅包外皮受腐蚀后出现麻点、开裂或穿孔，造成故障。

(1)机械损伤。机械损伤是电缆故障的主要原因，包括电缆反震动或冲击性负荷等影响造成电缆的铅(铝)包绝缘等裂损，有时轻微的损伤会在几个月甚至几年后才发展成故障。

全部患者均顺利的完成了治疗,研究组的临床治疗有效率是97.8%(45/46),共有30例显效,15例有效,1例无效,对照组的临床有效率是82.6%(38/46),其中23例显效,15例有效,8例无效。研究组的临床治疗有效率比对照组高,结果存在统计学差异性(P<0.05)。研究组的不良反应率是8.7%(4/46),对照组不良反应率是23.9%(11/46),研究组不良反应率比对照组低,结果存在统计学差异性(P<0.05)。

(4)过压。大气或内部过压作用，使绝缘击穿，形成故障。

6 电缆击穿类型

在供电系统的运行过程中，电力电缆时常会发生故障，其中大多数是短路故障。通过电力系统的运行经验表明，单相短路故障接地占大多数，其次为两相短路、两相接地短路、三相短路，根据有轨电车供电高压电缆铺设情况及供电系统运营的经验统计，有轨电车供电系统10 kV电缆故障主要是单相接地故障。

(3) 三种因素都会对排水管的淤塞造成影响，随着水力梯度、排水管壁面积以及土体黏粒含量的增大，排水管的淤塞会有不同程度上的加剧。

  

图4 固体介质击穿电压-时间关系图

7 录波分析

(2)为什么保护发出联跳信号后故障没有消失，重合闸成功，造成重合于故障线路？

分析故障过程，首先750 V正极电缆通过地下铁管到接触杆，750 V正极电缆由于绝缘不好发生热击穿过程，最后导致对铁管或接触杆放电起火，此时故障并不是正级对负直接短路，而是直流正极对地的故障，故障电流受正极电缆对接触杆绝缘电阻、接触杆接地电阻大小影响。通过分析，此电流是缓慢上升的，由于故障电流持续时间长，最后造成电缆失去绝缘，电缆与接触杆直接接触，此时故障电流只受接触杆接地电阻的影响。通过北京地铁1969年在古城车辆段牵引变电所做过的直流正极直接接地实验可知，2台整流机组并列运行，通过短路开关将直流825 V正极直接接地，其接地电流为300 A左右[3]，但是由于当时正在下雨，接触杆的接地电阻会有所减小，故障电流值会大于300 A，正在此时有轨电车经过，有轨电车的启动电流为1 200 A，此时故障电流加上列车负荷电流导致总电流瞬间增大造成了直流保护电流变化率(di/dt+ΔI)保护动作开关跳闸，直流断路器跳闸后，B9、B11变电所保护装置启动重合闸功能，线路测试启动，B9、B11两变电所线路测试都成功，直流断路器合闸，从保护动作直流断路器跳闸到直流断路器重合闸期间用时为28 s，有轨电车的运行速度为20 km/h,此时有轨电车距离故障点约30 m，此时故障点电流减小，减小部分为列车负荷电流，所以造成750 V直流断路器重合闸没再跳闸。

8 存在问题

(1)为什么本次故障保护装置没有及时发出跳闸信号？

(3)施工拙劣。电缆接头不按操作程序施工或不按要求敷设电缆。

通过录波数据分析，在直流750 V跳闸前1 000 ms电流持续在900～1 100 A，期间变化不大，电压在750～800 V之间，变化也不大，结合接触杆及电缆的烧毁情况来看，大电流持续时间较长，由于直流保护装置只记录故障前1 000 ms的电流值，所以无法确定故障前1 000 ms的电流多大及持续时间，初步分析750 V电缆绝缘不好引起电流过大，从击穿特点来看，此电力故障为热击穿，因为其中一个电缆管里的电缆被熔化。

“作文难，难文”这是小学语文教师的深切体会。老师教的筋疲力尽，学生写的痛不欲生，这是小学作文教学的常态。要想孩子们对作文产生浓厚的兴趣，消除畏难心理。新课标中所指出的“中年级学生要留心周围事物，乐于书面表达，能不拘形式地写下见闻、感受和想象”，兴趣是最好的老师，在小学三年级学生作文的起步阶段，教师对学生兴趣的培养比对作文方法的教学更重要。如何培养学生对作文的热情，带领孩子们开启作文的兴趣之门呢？

针对以上问题进行分析，首先画出直流系统接地保护功能示意图(见图5)，经过查询设计文件及图纸，设计文件明确提出正线设置贯通的架空地线，架空地线引至变电所的公共接地网[1]。

  

图5 正确接地保护设计图

通过图5分析，当正级对接触杆发生接触故障时，接触杆与变电所接地网相连接，这时变电所接地网带正电，电流I1通过排流柜回负极、I2通过电流型框架保护继电器通过排流柜单二极管回负极，相当于正对负短路，此时电流会瞬间升高，造成直流断路器大电流保护动作、电流型框架保护动作、接地报警信号动作(单独投退功能)、接地报警跳闸动作(单独投退功能)，这是正常直流接地故障时直流保护动作的情况，但是本次银卡路电缆故障并没有出现以上保护动作，只是由于有轨电车通过才造成直流保护动作发出跳闸信号，并且重合闸成功。通过相关保护没有动作、重合闸成功情况分析并画出直流系统接地保护功能示意图，如图6所示。

  

图6 施工造成错误接地保护示意图

分析认为直流系统正级接地不跳闸的原因就是架空地线没有引入变电所接地网，造成故障电流通过大地分散流走，接地报警信号无法采集到接地电压，造成保护功能缺失，同时也造成直流保护重合闸没有检测到故障而合闸于故障线路。

3. 核心素养：本研究指的是关键知识、能力和品性．“品性”（disposition），具体由信念（belief）、态度（attitude）和价值观（value）构成．

9 解决方法

通过对故障的分析可以得出结论，由于架空地线没有引入变电所接地网造成直流相关保护没有检测到故障电流、电压，为避免类似故障发生，提出解决方案如下：(1)正线架空地线就近变电所接入接地网，接地故障时可通过排流柜回流；(2)增加热过负荷保护，用于接触网或接触轨的热过负荷保护，即根据接触网负荷及热效应计算，实现接触网过负荷保护[3]；(3)投入直流接地报警功能。

参考文献：

[1] 王靖满，黄书明，城市轨道交通供电系统技术[M].上海：上海科学普及出版社，2011.

[2] 谢天宇，邹德剑.电气设备启动调试运行与故障诊断检修技术手册[M].长春：银声音像出版社，2004.

[3] 黄德胜，张 巍.地下铁道供电[M].北京：中国电力出版社，2009.□