分析110kV電力電纜感應電壓產生原理及控制方法

藍少龍

摘 要：根據對110kV電力電纜中指定的線芯施加交流電壓的方法，測量電纜感應電壓，對110kV電力電纜內部感應電壓大小和分布狀況進行分析。發現除了正常屏蔽層的接地之外，電纜的備用線芯也可以對感應電壓進行抑制。本文主要對110kV電力電纜的感應電壓產生原理和控制方法進行研究，以便為相關技術的發展提供借鑒。

關鍵詞：110kV；電纜；感應電壓；產生原理；控制方法

1 110kV電力電纜感應電壓產生的原理

通電導線的周圍會出現磁場，按照右手螺旋定則，能夠對磁場方向進行確定，如果磁場變化，那么這一磁場內會激發和磁場方向垂直的漩渦電廠。以下圖為例，導線a是通電直導線，b是和a緊挨放置的開路直導線。a接通方向為上的直電流，按照右手螺旋定則，a周圍會出現以其為軸的逆時針環形磁場，逐漸加大a的電流，隨之增加的磁場內就會出現漩渦電場，取圖左側，a磁場剖面對這一漩渦電場方向進行分析。a磁場的方向為由內至外，并不斷增加，按照楞次定律，感應電力磁場總是阻礙產生其的原磁通量變化，這是，漩渦電場只有由外向內的磁場可以阻礙a的磁場增強，按照右手螺旋定則，可以判斷這里渦旋電場內位移電流方向是順時針。位于渦旋電場內的b，其自由電子沿著電場力反方向進行移動，造成b上端聚集負電荷，下端則聚集正電荷，可以將b看做電源，電動勢方向規定是負極指向正極，和a電流的方向相反。

如果a電流的方向沒有變化，逐漸降低電流，其磁場也逐漸減弱，這時，b感生電動勢的方向是由下指向上，和a電流的方向一致。在a通入的方向向下，電力不斷降低時，渦旋電場方向是順時針，b感生電動勢的方向是由上指向下，和a電流的方向也一致，所以，在a通入正弦交流電時，b感生電動勢相位落后于a電流相位。

2 110kV電力電纜感應電壓控制的方法

（1）屏蔽接地，擇芯進行選取。分別對擁有線芯獨立屏蔽層電纜與只有整體屏蔽層電纜感應電壓進行測量和比較，經過實際測量，具有獨立屏蔽層的電纜中，對其一根線芯對地施加230V交流電壓，在全部屏蔽層和鋼鎧是不接地條件下，和此線芯處在相同屏蔽層的線芯的感應電壓是170V，其他獨立屏蔽層的線芯感應電壓是的160V，在屏蔽接地之后，和加電線芯位于相同屏蔽層的線芯感應電壓是40V，其他的獨立屏蔽層線芯感應電壓是0V，屏蔽層的接地能夠有效消除線芯電磁感應。

對另一根整體屏蔽的電纜進行測試，分別是在屏蔽層接地和不接地的條件下，對電纜中外圈和內圈某線芯施加230V電壓，得出屏蔽層感應電壓對線芯感應電壓具有很強疊加效應，也再次證明電纜的屏蔽層接地作用。相同屏蔽層在線芯感應電壓也會隨和通電線芯距離的遠近而出現變化，距離最遠感應電壓為最小，尤其在屏蔽層接地條件下比較明顯，根據實驗得出最遠和最近感應電壓相差了53V。

上述實驗是線芯開路條件下測量的，假如電纜比較短，線芯接上負載之后感應電壓就比較低，假如電纜比較長，感應電容量也就增加，因此在選擇電纜時，盡可能使用具有獨立屏蔽層的電纜，接線時也不可以把相同獨立屏蔽層線芯當做控制合、跳閘指令線，避免干擾。

（2）備用線芯的接地，對感應電壓進行抑制。相同屏蔽層中任何線芯感應電壓對其他線芯感應電壓都有一定疊加的效果，以A線芯作為測量的對象，對另一線芯施加230V電壓，其他線芯和屏蔽層一起接地，這時測得A線芯的感應電壓是14V，根據線芯的編號依據對接地進行解除。實驗表明，電纜內每個線芯感應電壓對其他線芯都具有疊加的效果。如果屏蔽層沒有接地，電纜內有某一線芯接地，這對整個電纜中線芯感應電壓有很大的抑制。對整體屏蔽的電纜來說，內部的線芯感應電壓不能徹底被消除，借助備用的線芯進行接地有利于其他線芯的感應電壓降低。

（3）電纜的屏蔽接在隔離變壓器副繞組的N極。對電纜的電源使用隔離變壓器控制回路，電纜的屏蔽層接地無法削弱線芯的感應電壓，因為隔離變次級繞組和大地相隔離，沒有電位關系。隔離變負載都以隔離變的次級繞組N出線端作為0電位，只有把電纜的屏蔽層接在隔離變的N出線端中，使屏蔽層在隔離變的負載回路中的電壓值為0，才可以消除電纜屏蔽層的感應電壓對線芯的感應電壓疊加的效應。

這里需要注意一點，隔離變壓器是安全電源，因為其次級繞組和大地是隔離的，人們單獨觸碰其任何輸出的線路都不會有觸電現象出現，在對因為隔離變而引起的感應電壓問題進行處理時，需要把電纜屏蔽層接在隔離變次級繞組的N上，但是絕對不能接地，也不能把隔離變次級繞組接地，不然隔離變就失去了充作安全電源的作用。

3 結語

綜上所述，在110kV電力電纜中，了解其感應電壓原理和控制方法具有重要意義，有助于電纜的安全、有效運行，對人們的日常生活帶來便利，因此需要引起人們的重視，不斷對其進行改進與完善，促進電力系統發展。

參考文獻

[1]易武.110kV電力電纜感應電壓分析及控制[J].商品與質量·建筑與發展，2014，（3）：44-45.

[2]吳仁宜.110kV某電纜護層感應電壓放電故障分析與對策[J].現代工業經濟和信息化，2016，6（11）：69-70.

（作者單位：國網廈門供電公司）