35 kV電力電纜線路加裝金屬保護器分析

侯晉花

（陽煤集團發(fā)供電分公司，山西陽泉045000）

0 引言

通過對工區(qū)現(xiàn)階段35 kV電纜運行情況進行分析，介紹了35 kV礦馨線雙回線路及35 kV礦劉Ⅰ回線路的實際情況，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段電力電纜接地方式存在一定的問題。根據(jù)35 kV單芯電纜金屬屏蔽接地方式的分析，結(jié)合工區(qū)現(xiàn)階段電纜線路運行情況，確定了工區(qū)35 kV礦馨線雙回線路、35 kV礦劉Ⅰ回線路加裝金屬保護器的必要性，并介紹了該兩條線路加裝金屬保護器的具體位置。最后統(tǒng)計了針對這兩條線路加裝金屬保護器的具體數(shù)量，并分析了加裝后取得的效果。

1 工區(qū)現(xiàn)階段35 kV電纜運行情況

1.1 35 kV礦馨線雙回線路

35 kV礦馨雙回線路有3段單芯電力電纜線路，具體為：礦站35 kV出線龍門架到礦馨線3#塔之間，礦馨線5#塔到7#塔之間，礦馨線9#塔到馨瑞站進線刀閘的下口之間；長度分別為440 m、176 m、385 m。

3段單芯電力電纜金屬屏蔽接地方式如下：礦站35 kV出線龍門架到礦馨線3#塔之間的單芯雙回電纜均在3#塔一端接地，另一端不接地；礦馨線5#塔到7#塔之間單芯雙回電纜為：礦馨1#線在礦馨5#塔一端直接接地，7#塔一端不接地，礦馨2#線在礦馨7#塔一端直接接地，5#塔一端不接地；礦馨線9#塔到馨瑞站進線刀閘的下口之間的單芯雙回電纜均在9#塔一端接地，另一端不接地。

1.2 35 kV礦劉Ⅰ回線路

35 kV礦劉Ⅰ回線路有1段單芯電力電纜線路，具體為：35 kV礦劉Ⅰ回線路11#塔到12#塔之間，長度為700 m。

單芯電力電纜金屬屏蔽接地方式如下：35 kV礦劉Ⅰ回線路11#塔一端直接接地，另一端不接地。

2 35 kV單芯電纜金屬屏蔽接地方式

單芯電力電纜金屬屏蔽接地方式不當，往往會引起電纜發(fā)熱及感應(yīng)過電壓等，從而導致電纜及系統(tǒng)的絕緣故障。對于單芯電纜，接地方式通常有以下幾種：

2.1 金屬屏蔽層采用兩端直接接地的方式

對35 kV以上線路較短、傳輸功率很小或利用率很低的高壓電纜，采取金屬屏蔽層兩端直接接地方式。

兩端直接接地方式簡單，但在金屬屏蔽上存在環(huán)流，一般不予采用，只有短電纜或輕載運行時，方可將金屬屏蔽層兩端三相互聯(lián)接地。

2.2 金屬屏蔽層一端直接接地，一端保護接地

電纜線路不長（500 m以內(nèi)），且能滿足規(guī)范GB 50217—2007《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》第4.1.10條要求，金屬屏蔽層采用一端直接接地，另一端裝設(shè)護層保護器接地，對地絕緣沒有構(gòu)成回路，可以減少及消除環(huán)流，有利于提高電纜的傳輸容量和運行安全性。如果與架空線路連接，直接接地一般裝設(shè)在架空線路端，保護器裝設(shè)在另一端。

2.3 金屬屏蔽層中點接地，兩端保護接地

電纜線路較長（1 000 m以內(nèi)）時，若采取一端接地，另一端保護接地方式，電纜運行時，金屬屏蔽感應(yīng)電壓不滿足設(shè)計規(guī)范要求的，采用金屬屏蔽層中點直接接地，而電纜金屬護套的兩個終端通過保護器接地的方式；同時，要做好防水處理，電纜兩端終端頭的屏蔽層通過護層保護器接地。

2.4 金屬屏蔽護層交叉互聯(lián)接地

當電纜線路很長（1 000 m及以上）時，電纜金屬護套可以采用交叉互聯(lián)方式安裝，這種方式可以減少金屬護套的感應(yīng)電壓和環(huán)流，有利于提高電纜的傳輸容量。交叉互聯(lián)是將電纜線路分成3個等長的小段，在每一段之間安裝絕緣接頭，金屬護套在絕緣接頭處用同軸電纜引出并經(jīng)互聯(lián)箱進行交叉互聯(lián)后，通過電纜護層保護器接地，電纜兩個終端的金屬護套直接接地，這樣就形成一個互聯(lián)段位，每個互聯(lián)段位之間安裝直通中間頭，金屬護套互聯(lián)后直接接地。

3 工區(qū)35 kV電纜加裝金屬保護器分析

3.1 35 kV礦馨線雙回線路加裝金屬保護器分析

由于礦馨雙回電力電纜長度均在500 m以內(nèi)，3根電纜按直線并列排列，且現(xiàn)在所接帶的負荷僅為10 A左右，根據(jù)規(guī)范GB 50217—2007《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》附錄F交流系統(tǒng)單芯電纜金屬層正常感應(yīng)電勢算式，計算電纜線路的正常感應(yīng)電勢小于50 V。故金屬屏蔽層采用一端直接接地，另一端裝設(shè)護層保護器接地，具體如下：礦站35 kV出線龍門架到礦馨線3#塔之間，在3#塔一端接地，礦站35 kV出線龍門架一端加裝金屬保護器；礦馨線5#塔到7#塔之間，礦馨1#線在礦馨5#塔一端直接接地，7#塔一端加裝金屬保護器，礦馨2#線在礦馨7#塔一端直接接地，5#塔一端加裝金屬保護器；礦馨線9#塔到馨瑞站進線刀閘的下口之間，在9#塔一端接地，馨瑞站進線刀閘的下口一端加裝金屬保護器。

3.2 35 kV礦劉Ⅰ回線路加裝金屬保護器分析

礦劉Ⅰ回線路電力電纜長度為700 m，3根電纜按直線并列排列，接帶的負荷僅為250 A左右，根據(jù)根據(jù)規(guī)范GB 50217—2007《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》附錄F交流系統(tǒng)單芯電纜金屬層正常感應(yīng)電勢算式，計算電纜線路的正常感應(yīng)電勢小于50 V。故金屬屏蔽層采用一端直接接地，另一端裝設(shè)護層保護器接地，具體如下：35 kV礦劉Ⅰ回線路11#塔一端直接接地，12#塔一端加裝金屬保護器。

4 共需加裝金屬保護器的數(shù)量統(tǒng)計

綜上所述，工區(qū)35 kV電力電纜線路共計加裝金屬保護器數(shù)量為21個，考慮到所需的備品備件，建議采購30個。

5 對前期需加裝金屬保護器的電纜敷設(shè)要求

（1）電纜敷設(shè)溫度不應(yīng)低于0℃，當施工現(xiàn)場的環(huán)境溫度不能滿足要求時，應(yīng)避免在寒冷期間施工或采取適當?shù)念A加溫措施加熱至0℃及以上后及時敷設(shè)。敷設(shè)前應(yīng)將電纜在0℃以上的環(huán)境中放置至少24 h，確保電纜內(nèi)外溫度一致。

（2）電纜在敷設(shè)時，A、B、C三相做到長度相等。

（3）供敷設(shè)單芯高壓交聯(lián)電纜的排管應(yīng)選用非磁性管材，排管管徑應(yīng)符合D≥1.5d要求（D為管子內(nèi)徑，d為電纜外徑）。

（4）施工時電纜牽引力不得超過16 000 N，側(cè)壓力不得超過31.9 kN/m，電纜牽引速度不宜超過8～15 m/min，以確保電纜導體及金屬護套的完好性。

（5）電纜敷設(shè)前應(yīng)檢查電纜外觀質(zhì)量，核對電纜型號、規(guī)格、長度。電纜外護套應(yīng)均勻地擠包在非鎧裝電纜的內(nèi)襯層上或鎧裝電纜的鎧裝層上，表面應(yīng)光滑圓整，色澤均勻，無油污，無凸起或斷裂的單線，無明顯絞線凸紋，無損傷屏蔽及絕緣的毛刺、銳邊，不應(yīng)有尖角、顆粒、燒焦或擦傷的痕跡，敷設(shè)過程中要采取有效措施，確保外護層完好。

（6）放線架結(jié)構(gòu)應(yīng)堅固，不得傾斜，保證電纜盤能正常轉(zhuǎn)動，不得無放線架放線。電纜應(yīng)從電纜盤的上部放線；路徑直線部分每隔3～5 m設(shè)置一個電纜滑輪，彎曲轉(zhuǎn)彎部位要采用滑輪組成合適弧度的滑輪組。

6 加裝后取得的效果

（1）避免了電纜發(fā)熱現(xiàn)象，以前礦劉線負荷變化較大，線路巡視人員在用紅外線測溫儀對電纜線路連接頭測溫時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)負荷的增大造成電纜頭發(fā)熱明顯；采用了正確的電纜屏蔽接地后，溫升不再明顯，增強了電纜的絕緣性。

（2）雷雨季節(jié)，在單芯電纜金屬屏蔽接地不正確的情況下，電力電纜會由于雷閃放電，在其通道周圍電磁場劇烈變化而在鄰近線路或電力設(shè)備上感應(yīng)出過電壓，造成電纜線路絕緣降低；采用正確的電纜屏蔽接地后，避免了電纜的過電壓。

[1]馬慶玉，黃榮輝，劉順桂，等.35 kV電纜-架空線金屬護層電流初始行波特性研究[J].山東理工大學學報（自然科學版），2017，31（3）：25-29.

[2]陳立榮，夏榮，羅俊華.35 kV單芯交聯(lián)聚乙烯電纜金屬護層保護的研究[J].華東電力，2010，38（10）：1623-1626.

[3]劉祖勇.35 kV單芯電纜金屬護套接地方式的探討[J].江西冶金，2013，33（6）：37-39.

[4]高強.電氣化鐵路27.5 kV電纜金屬護層雷擊感應(yīng)電壓特性的研究[D].成都：西南交通大學，2015.

[5]楊宇峰，徐文慶，鄭益鵬，等.35 kV及以下單芯電纜金屬層接地方式選擇分析[J].電工電氣，2016（10）：61-62.