高壓電力電纜接地線電流超標原因分析及處理

李軻

摘 要：接地線電流超標是110kV高壓電力電纜中少見的異常情況，出現接地線電流超標以后，一方面會降低電纜的輸送容量，另一方面又會對電纜的安全產生不良影響。鑒于此，本文將首先對高壓電力電纜接地線電流超標的原因進行深入的研究和分析，然后在此基礎上提出一些處理對策，以期為日后減少此類接地線電流超標的情況提供一些建議和理論參考。

關鍵詞：110kV高壓電力電纜;接地線;電流超標;原因;處理

110kV高壓電力電纜是許多發電廠的重要設備，其接地線電流超標是一種比較少見的異常情況。當高壓電力電纜的接地線電流超標時，鉛包中的保護層就會被損耗并且伴隨著散發熱量，這樣一來便直接降低了電力電纜的輸送量。如果另一處接地，則會導致出現大型的環流，并且加劇其損耗和熱量發散，使電力電纜的溫度不斷升高，嚴重的話則會危及電纜的安全。本次研究對象為一條長約100m的110kV高壓電力電纜，經過一段時間的觀察，發現其接地線電流超標現象比較頻繁，已經嚴重超出了規定的最高電流，給日常的生產帶來了巨大的安全隱患。

1 高壓電力電纜接地側接地線電流超標情況

本次研究對象為長約100米的110kV電力電纜，其主要分為導體、金屬護套以及絕緣材料三部分。導體部分的主要材料是退火的軟銅線，是導電的主要部分;金屬護套部分的主要材料是銅波紋護套，其主要發揮保護作用，防止電纜被周圍環境影響而運行異常;絕緣部分的主要材料為交聯聚乙烯，主要作用是使電纜中的導體與周圍環境中的導體相互絕緣。

本次研究中的110kV高壓電力電纜采用以下的接地方式：①出線窯洞的電纜底座接引接地線直到接地箱，在到達接地箱之后再通過過壓保護器，最后將其與電纜的匯流箱相連;②高壓配電裝置的電纜底座接引接地線直到接地箱，到達接地箱之后從接地箱再引出一根接地線與電纜的回流線相連;③110kV高壓電力電纜的底座引出一條接地線，并且將其與高壓配電裝置的外殼連接，一般情況下，整個系統中只會有一個點接地，而遭遇雷擊等意外情況時才會出現兩點接地。

2 可能造成高壓電力電纜接地側接地線電流超標的原因

經過一段時間的觀察和分析，發現可能造成高壓電力電纜接地線電流超標的原因有很多，經過總結和整理，主要有以下幾方面最為主要：

2.1 高壓電力電纜屏蔽層有兩點接地

我國有關電力安全的文件中明確規定了不同高壓電力電纜屏蔽層的接地方式：兩點接地僅僅適用于35kV及以下的電纜，不可用于高于35kV的電纜，這與電纜的內部結構有很大關聯。35kV以下的電纜一般是三芯電纜，一般情況下其電流之和等于零，所以再金屬屏蔽層以外基本上沒有磁鏈。如此一來，金屬屏蔽層的兩點電壓等于零，接地之后也不會形成電流。但是如果電力電纜的電壓超過了35kV，便會使金屬屏蔽層形成感應電壓，因為這種電纜大多使用單芯電纜。

2.2 110kV系統出現異常

如果高壓電力電纜的鋁包或者是金屬屏蔽層有一點不接地，則當雷電流通過線芯時便會在高壓電力電纜的鋁包或者是金屬屏蔽層形成非常高的沖擊電壓。如果110kV電力電纜系統出現短路，那么鋁包或者是金屬屏蔽層也可能會出現很高的感應電壓。這樣一來，電纜保護層承受不住這種高壓，便會出現多點接地的現象，然后便出現了環流，從而使得接地線電流超出正常標準。

2.3 三相電纜排列不對稱

對于交叉互聯單元而言，三個區段等時，因此正常運作時的金屬保護層幾乎沒有感應電壓，同時也不會存在環流。三相對稱排列時電壓相位差是固定的，都是120°，而且幅值一樣，所以接地電勢差等于零。本次研究中的110kV高壓電力電纜三相排列不對稱，因此金屬保護層的電壓向量之和不為零，從而通過兩個接地點和金屬保護層形成環流。

2.4 高壓電力電纜上有環流產生

回路中要產生電流，只能有兩種方式，一種是閉合回路的部分導體切割磁感線，另一種是閉合回路的磁場變化。這兩種方式均會導致通過回路的磁通量發生改變，因此會產生電流。對于GIS系統而言，電纜與金屬外殼之間有電磁耦合，當電纜中存在電流時，外殼便會產生一定的電壓，從而使高壓電力電纜上產生環流。一旦金屬外殼產生了環流，高壓電力電纜的兩個接地點就會形成回路，從而使得接地線的電流超過正常標準。

3 高壓電力電纜接地線電流超標的處理方法

要保證電力輸送的質量，必須要避免出現相應的問題，下面將針對性的提出一些處理措施。

3.1 線路停電

本次研究的對象為長達100m的110kV高壓電力電纜，且其接地線電流遠大于正常標準，因此在對線路改造之前首先應當對其進行斷電處理。這樣一來，當解開連接片以后，就不會出現電流太大而使得設備出現損壞的情況，同時也保證了施工人員的生命安全。

3.2 避免形成環流

用銅線將電纜的高壓配電裝置一側的底座與其外殼相連，然后解除終點底座與法蘭盤的連接片，此時需要注意的是每一相應當由兩片連接片。將連接片解除之后再把高壓電力電纜的接地線設置成一個接地點，如此接地線與高壓配電裝置的外殼就不能夠形成回路，同時也不會出現電流。

3.3 對屏蔽層進行絕緣檢查

上述操作完成之后，將接地線甩開，使用大量程的兆歐表對屏蔽層進行絕緣檢查，保證絕緣效果良好，避免出現多點接地的情況，從而避免接地點與大地之間形成回路。

4 結語

本文以110kV高壓電力電纜為例對接地線電流超標的原因進行了深入的研究和分析，并在此基礎上提出了一些解決措施和建議。然而不同的實際情況可能會有不同的超標原因，相關工作人員應當在施工和監工中嚴格把關，保證一些操作符合相關標準，盡可能的減少人為不良影響因素，從而減少高壓電力電纜接地線電流超標現象，在保證電纜安全運行的基礎上盡可能的提高高壓電力電纜的輸送量。

參考文獻：

[1]龐丹，王曉巖，秦鳳明.66kV XLPE絕緣電力電纜金屬護套接地電流異常原因分析[J].吉林電力，2009，37（2）：46-48.

[2]段建東，陳天翔，張保會，等.用接地線電流法進行電力電纜絕緣在線監測的仿真計算[J].高壓電器，2005，41（1）：29-31.

[3]李健.高壓電纜接地側接地電流偏大原因分析及處理[J].科技資訊，2013（20）：119-120.