110kV高壓?jiǎn)涡倦娎|線路金屬護(hù)套接地方式

摘 要：110kV高壓電纜線路護(hù)套必須接地運(yùn)行，并且考慮限制其護(hù)套感應(yīng)電壓，文章講解其不同的接地方式和原理，以便運(yùn)行人員更好地巡查、維護(hù)和消缺，以免造成高壓電纜過(guò)電壓導(dǎo)致電纜外護(hù)層擊穿，從而形成環(huán)流和腐蝕，最終影響電纜線路物載流量、運(yùn)行壽命及人身安全。

關(guān)鍵詞：電纜護(hù)套不接地危害；護(hù)套接地方式；中點(diǎn)接地方式；交叉互聯(lián)接地方式

近年來(lái)，隨著城市改造建設(shè)的加快，110kV高壓電纜線路大量投入運(yùn)行，并且大量110kV高壓電纜線路敷設(shè)在人群密集區(qū)，其運(yùn)行的安全性倍感重要。《電力安全規(guī)程》規(guī)定：電氣設(shè)備非帶電的金屬外殼都要接地，因此電纜的金屬屏蔽層都要接地。通常35kV及以下電壓等級(jí)的電纜都采用兩端接地方式，按照GB50217-1994《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)程》的要求，35kV及以下電壓等級(jí)的電纜基本上為三芯電纜，在正常運(yùn)行中，流過(guò)三個(gè)線芯的電流總和為零，在金屬屏蔽層兩端基本上沒(méi)有感應(yīng)電壓，所以采用兩端接地不會(huì)有感應(yīng)電流流過(guò)金屬屏蔽層，兩端就基本上沒(méi)有感應(yīng)電壓，所以兩端接地后不會(huì)有感應(yīng)電流流過(guò)金屬屏蔽層。但是當(dāng)電壓超過(guò)35kV時(shí)，大多數(shù)采用單芯電纜，單芯電纜的線芯與金屬屏蔽的關(guān)系，可看作一個(gè)變壓器的初級(jí)繞組。當(dāng)單芯電纜線芯通過(guò)電流時(shí)就會(huì)有磁力線交鏈金屬屏蔽層，使它的兩端出現(xiàn)感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓的大小與電纜線路的長(zhǎng)度和流過(guò)導(dǎo)體的電流成正比，高壓電纜很長(zhǎng)時(shí)，護(hù)套上的感應(yīng)電壓疊加起來(lái)可達(dá)到危及人身安全的程度，在線路發(fā)生短路故障、遭受操作過(guò)電壓或雷電沖擊時(shí)，屏蔽上會(huì)形成很高的感應(yīng)電壓，甚至可能擊穿護(hù)套絕緣。

此時(shí)，如果仍將鋁包或金屬屏蔽層兩端三相互聯(lián)接地，則鋁包或金屬屏蔽層將會(huì)出現(xiàn)很大的環(huán)流，其值可達(dá)線芯電流的50%～95%，形成損耗，使鋁包或金屬屏蔽層發(fā)熱，這不僅浪費(fèi)了大量電能，而且降低了電纜的載流量，并加速了電纜絕緣老化，因此單芯電纜不應(yīng)兩端接地。個(gè)別情況（如短電纜或輕載運(yùn)行時(shí)）方可將鋁包或金屬屏蔽層兩端三相互聯(lián)接地。

然而，當(dāng)金屬屏蔽層有一端不接地后，接著帶來(lái)了下列問(wèn)題：當(dāng)雷電流或過(guò)電壓波沿線芯流動(dòng)時(shí)，高壓電纜金屬屏蔽層不接地端會(huì)出現(xiàn)很高的沖擊電壓；在系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流流經(jīng)線芯時(shí)，電纜鋁包或金屬屏蔽層不接地端也會(huì)出現(xiàn)較高的工頻感應(yīng)電壓，在電纜外護(hù)層絕緣不能承受這種過(guò)電壓的作用而損壞時(shí)，將導(dǎo)致出現(xiàn)多點(diǎn)接地，形成環(huán)流。因此，在采用一端互聯(lián)接地時(shí)，必須采取措施限制護(hù)層上的過(guò)電壓，安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)線路的不同情況，按照經(jīng)濟(jì)合理的原則在鋁包或金屬屏蔽層的一定位置采用特殊的連接和接地方式，并同時(shí)裝設(shè)護(hù)層保護(hù)器，以防止電纜護(hù)層絕緣被擊穿。

據(jù)此，高壓電纜線路安裝時(shí)，應(yīng)該按照GB50217-1994《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)程》的要求，單芯電纜線路的金屬護(hù)套只有一點(diǎn)接地時(shí)，金屬護(hù)套任一點(diǎn)的感應(yīng)電壓不應(yīng)超過(guò)50～100V（未采取不能任意接觸金屬護(hù)套的安全措施時(shí)不大于50V；如采取了有效措施時(shí)，不得大于100V），并應(yīng)對(duì)地絕緣。如果大于此規(guī)定電壓時(shí)，應(yīng)采取金屬護(hù)套分段絕緣或絕緣后連接成交叉互聯(lián)的接線。由此可見，110kV高壓電纜線路的接地方式有下列幾種。

1 線路金屬屏蔽層一端直接接地，另一端通過(guò)護(hù)層保護(hù)接地 （見圖3）

當(dāng)線路長(zhǎng)度大約在500～700m及以下時(shí)，屏蔽層可采用一端直接接地（見圖1），另一端通過(guò)護(hù)層保護(hù)器接地。這種接地方式還須安裝一條沿電纜線路平行敷設(shè)的回流線，回流線兩端接地。敷設(shè)回流線時(shí)應(yīng)使它與中間一相電纜的距離為0.7s（s為相鄰電纜間的距離），并在線路一半處換位。在通道情況允許時(shí)采用回流線。增加回流線后，單相短路回路電流不經(jīng)過(guò)大地而經(jīng)回流線返回。回流線的存在使單相接地時(shí)外護(hù)層絕緣及保護(hù)器所受工頻過(guò)電壓與地網(wǎng)電位無(wú)關(guān)，且通過(guò)回流線的磁通抵消了一部分電纜芯線接地電流所產(chǎn)生的磁通，從而降低過(guò)電壓數(shù)值。回流線的阻抗及其兩端接地電阻，宜與系統(tǒng)內(nèi)最大零序電流和回流線上感應(yīng)電壓允許值相匹配。

1-電纜；2-終端；3-電纜金屬屏蔽（護(hù)套）接地線；4-護(hù)層保護(hù)器；5-接地保護(hù)箱；6-回流線；7-接地箱

圖3 一端接地另一端不接地方式

2 線路金屬屏蔽層中點(diǎn)接地

2.1 當(dāng)線路長(zhǎng)度大約在1000～1400m時(shí)，須采用中點(diǎn)接地方式

在線路的中間位置，將屏蔽直接接地，電纜兩端的終端頭的屏蔽通過(guò)護(hù)層保護(hù)器接地。中間接地點(diǎn)一般需安裝一個(gè)直通接頭（見圖4）。

1-電纜；2-終端；3-電纜金屬屏蔽（護(hù)套）接地線；4-保護(hù)器；5-接地保護(hù)箱；6-接地線；7-接地箱；8-中間接地點(diǎn)（直通接頭）

圖4 中點(diǎn)接地方式1

2.2 中點(diǎn)接地方式也可采用第二種方式，即在線路中點(diǎn)安裝一個(gè)絕緣接頭，絕緣接頭將電纜屏蔽斷開，屏蔽兩端分別通過(guò)護(hù)層保護(hù)器接地，兩電纜終端屏蔽直接接地。（見圖5）

1-電纜；2-終端；3-電纜金屬屏蔽（護(hù)套）接地線；4-接地箱；5-保護(hù)器；6-接地線；7-接地保護(hù)箱；8-絕緣接頭

圖5 中點(diǎn)接地方式2

當(dāng)采用中點(diǎn)接地方式時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況，若電纜長(zhǎng)度、運(yùn)輸及敷設(shè)能滿足要求時(shí)，在電纜中點(diǎn)部位僅破開電纜的外護(hù)套，直接在鋁波紋護(hù)套上安裝接地裝置，在安裝后要做好外護(hù)層與金屬護(hù)套防水處理工作，該安裝方式優(yōu)點(diǎn)：電纜未安裝絕續(xù)接頭，避免在安裝接頭過(guò)程中產(chǎn)生絕緣薄弱環(huán)節(jié)，同時(shí)電纜線路本體無(wú)畸變的電場(chǎng)，有利于提高電纜使用壽命及載流量，有利于節(jié)約工程成本，減少運(yùn)行維護(hù)工作量及故障點(diǎn)，有利于電纜安全運(yùn)行。

2.3 線路金屬屏蔽層分段交叉互聯(lián)后經(jīng)保護(hù)器接地（見圖6）

電纜線路很長(zhǎng)時(shí)（大約在1000～1400m以上），可以采用屏蔽層交叉互聯(lián)。這種方法是將線路分成長(zhǎng)度相等的三小段或三的倍數(shù)段，每小段之間裝設(shè)絕緣接頭，絕緣接頭處三相屏蔽之間用同軸電纜，經(jīng)交叉互聯(lián)箱進(jìn)行換位連接（見圖2），交叉互聯(lián)箱裝設(shè)有一組護(hù)層保護(hù)器，線路上每?jī)山M絕緣接頭夾一組直通接頭。

為了減小單芯電纜線路對(duì)鄰近輔助電纜及通信電纜的感應(yīng)電壓，應(yīng)盡量采用交叉互聯(lián)接線；采用交叉互聯(lián)接線方式是減少高壓電纜屏蔽層環(huán)流最有效的方法，但是投資成本高、維護(hù)量大。

2.4 金屬屏蔽層護(hù)套兩端直接接地

此接地方式不常用，僅適用于極短電纜和小負(fù)載電纜線路。高壓電纜施工過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制電纜線路中間直通接頭、絕緣接頭、電纜終端安裝工藝，保證線路接地系統(tǒng)、接地箱、交叉互聯(lián)箱安裝質(zhì)量與防水密封和電力電纜金屬護(hù)層可靠接地，是有效保障電力電纜線路安全運(yùn)行的重要保護(hù)措施。

參考文獻(xiàn)

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