110 kV電纜線路護(hù)層接地方式及保護(hù)研究

何健強(qiáng)

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山供電局，廣東 中山 528400）

0 引 言

自改革開放以來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)與國民生活水平得到了進(jìn)一步發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，我國電力系統(tǒng)整體建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，促使整個(gè)電網(wǎng)架構(gòu)發(fā)生了巨大變化。為了滿足發(fā)展需要，我國整體的電網(wǎng)行業(yè)加大了對110 kV電纜線路的投入。

1 當(dāng)前發(fā)展階段使用較廣泛的護(hù)層接地方式

目前，電力系統(tǒng)正常使用的電壓有一定的使用要求。如果使用過程中出現(xiàn)電壓超負(fù)荷，會(huì)發(fā)生過電壓的情況。常見的過電壓情況主要有兩個(gè)形式[1]：一是外在因素的金屬介入情況、線路本身存在短路的故障問題等，都有可能引起感應(yīng)電壓問題；二是沖擊電壓的問題，這種問題常常是由于線路被雷電擊中時(shí)產(chǎn)生了過電壓，但是根據(jù)目前的發(fā)展，針對這些問題目前最有效的辦法是提前預(yù)防以降低問題的發(fā)生幾率。具體地，可以通過在電線的外層位置設(shè)置一層保護(hù)措施，內(nèi)容包括交叉互聯(lián)、護(hù)套單端接地、護(hù)套中點(diǎn)接地、電纜換位金屬護(hù)套交叉互聯(lián)以及護(hù)套兩端接地等接地方法。目前較為常見的方法一般是交叉互聯(lián)、護(hù)套單端接地或者是兩種不同類型的方式進(jìn)行互聯(lián)的方法。其中，使用單芯電纜的兩端直接設(shè)置接地，當(dāng)中的電纜金屬屏蔽裝置可能形成環(huán)流。根據(jù)一些專業(yè)機(jī)構(gòu)的調(diào)查，正常情況下進(jìn)行單芯電纜兩端的接地形成的環(huán)流已經(jīng)能夠直接達(dá)到電纜線芯在常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)下輸送電流的38%～85%。這種特征不但無法有效降低電纜線路的實(shí)際載流量，也對實(shí)際的電能造成了巨大損耗，加快了電纜絕緣部分的老化程度。正是由于這種問題，目前得出的結(jié)論是單芯電纜不能進(jìn)行兩端接地的方式。110 kV高壓單芯電纜金屬護(hù)套接地方式，如圖1所示。

圖1 110 kV高壓單芯電纜金屬護(hù)套接地處理方式示意圖

2 護(hù)層方面保護(hù)措施的分析

2.1 實(shí)現(xiàn)科學(xué)規(guī)劃，優(yōu)化設(shè)計(jì)方向

如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的護(hù)層保護(hù)，需要在針對電纜通道進(jìn)行架設(shè)的過程中，綜合考慮各方面的科學(xué)規(guī)劃以及設(shè)計(jì)上的優(yōu)化。通常，在對電纜通道進(jìn)行架設(shè)的過程中，常常會(huì)由于地形或者地質(zhì)方面的問題影響整個(gè)工程的質(zhì)量。因此，在規(guī)劃以及設(shè)計(jì)工作的初期應(yīng)當(dāng)考慮這些影響因素的影響，確保該工程符合電纜埋設(shè)位置的要求。在對電纜通道進(jìn)行規(guī)劃的過程中，要摒棄地形低洼的位置。低洼的位置一般會(huì)存在積水問題，一旦架電纜線路設(shè)在有積水的位置，將會(huì)嚴(yán)重影響護(hù)層的保護(hù)。此外，在規(guī)劃以及設(shè)計(jì)電纜通道時(shí)，要注意周邊是否有正在建設(shè)的工地，要考慮這些施工作業(yè)對電纜引起的破壞問題。另外，一些目前比較常規(guī)的防護(hù)措施，如在進(jìn)行防火、防水工作之余，為了能夠?qū)ψo(hù)層增加一層保護(hù)裝置，要考慮進(jìn)行防蟲蛀的防護(hù)對策[2]。

2.2 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)計(jì)算

由于110 kV電纜線路屬于一種單芯電纜形式，因此這種電纜線路內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電壓會(huì)直接影響護(hù)層的安全性與穩(wěn)定性。目前要考慮如何實(shí)現(xiàn)對護(hù)層的有效保護(hù)，確保所有的電纜線路能夠穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。針對這種情況，要在架設(shè)電纜線路前，通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)算電纜實(shí)際的荷載電壓，在得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之余，綜合分析護(hù)層的科學(xué)設(shè)計(jì)。簡單來說，務(wù)必要在強(qiáng)調(diào)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)計(jì)算工作的基礎(chǔ)上評估護(hù)層的可靠性，確保護(hù)層可以有效抵抗電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)電壓荷的最大載量。

2.3 提升護(hù)層感應(yīng)電壓的實(shí)驗(yàn)計(jì)算能力

目前，護(hù)層感應(yīng)電壓對評估護(hù)層是否處于正常的運(yùn)行狀態(tài)具有重要影響。因此，在設(shè)計(jì)電纜護(hù)層的過程中，要重視護(hù)層感應(yīng)電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，綜合確保電纜護(hù)層能夠高效地在感應(yīng)電壓中順利運(yùn)行。

2.4 提升技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，技術(shù)對各種高新電子產(chǎn)品的重要性隨著廣泛的應(yīng)用而被人們重視，而電纜護(hù)層中的保護(hù)也對技術(shù)的提升不斷提出了新要求。提升護(hù)層的保護(hù)技術(shù)能夠有效提高電纜線路在運(yùn)行狀態(tài)下的可靠性與安全性，同時(shí)奠定其安全穩(wěn)定性能的基礎(chǔ)條件。例如，針對護(hù)層的設(shè)計(jì)方向和實(shí)際的制造工藝與流程進(jìn)行優(yōu)化，全面提高護(hù)層的使用壽命和性能的穩(wěn)定程度。這對整個(gè)電纜網(wǎng)絡(luò)而言是十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，充分利用技術(shù)支持對110 kV電纜線路的護(hù)層進(jìn)行高效保護(hù)，才能夠整體確保電纜線路的可靠性。

2.5 提升對環(huán)流方面的監(jiān)測力度

通常，配網(wǎng)電纜線路處于單端接地時(shí)，基本不會(huì)出現(xiàn)環(huán)流問題。若是處于相互交叉互聯(lián)接地的過程中，會(huì)由于對稱排列的問題促進(jìn)三相環(huán)流利用滿足平衡要求[3]。根據(jù)這兩種不同的情況問題，可以通過使用環(huán)流檢測的方式與先前完成的數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行比較。通過這種手段能夠有效解決配網(wǎng)中電纜護(hù)層的相關(guān)問題。此外，需要對護(hù)層絕緣部分的性能質(zhì)量進(jìn)行進(jìn)一步檢測，一旦參數(shù)上出現(xiàn)可疑問題，要及時(shí)采用更換的方式進(jìn)行處理。

3 工程施工過程中需要注意的問題

3.1 制定科學(xué)的施工方案體系

目前，電纜線路分段的實(shí)際長度對線路的性能穩(wěn)定性息息相關(guān)，一旦線路過長或者過短，都會(huì)導(dǎo)致各種故障問題的發(fā)生，或者將直接提升整體線路故障頻率。因此，施工前要對電纜線路的基本長度展開精準(zhǔn)性評估與運(yùn)算。目前，常見的做法是針對感應(yīng)電壓展開專業(yè)的運(yùn)算和全面研究電纜路徑的具體狀態(tài)，在這個(gè)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)分段的合理選擇。一般情況下，交流系統(tǒng)通常采用與其相間距離和單芯電力電纜的相序結(jié)構(gòu)，還要求電纜金屬護(hù)層的實(shí)際感應(yīng)電壓不可超過其允許范圍內(nèi)的數(shù)值。通常，確認(rèn)感應(yīng)電壓的前提下，要按照連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下的電流選擇合適的電纜截面，且要本著越小越實(shí)際的方針實(shí)現(xiàn)合理的選擇。針對部分呈品字形標(biāo)志的單芯電纜線路，經(jīng)過評估一旦發(fā)現(xiàn)配置和兩回線之間都處于相同通路的過程中，要將兩者之間產(chǎn)生的相互影響問題考慮到感應(yīng)電壓的計(jì)算工作中[4]。

3.2 確保工程驗(yàn)收工作的質(zhì)量

大大小小的施工工程項(xiàng)目，驗(yàn)收階段是貫穿整個(gè)工程質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)。要在一種非常穩(wěn)定、安全的環(huán)境才能發(fā)揮其基本的運(yùn)行效率與效果，因此目前要全力確保電纜線路所在埋設(shè)環(huán)境能夠達(dá)到要求。所以，在對電纜線路通道施工項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收的過程中，認(rèn)真、仔細(xì)檢查每一項(xiàng)施工環(huán)節(jié)的規(guī)范性，抓好細(xì)節(jié)管理，把握工程整體的質(zhì)量工作。此外，要注意電纜線路通道周邊范圍的安全檢測工作。驗(yàn)收工作作為確保施工項(xiàng)目質(zhì)量的重要舉措，也是工程在完成建設(shè)后的最后一道管理工序。為了能夠確保電纜線路整體外層的保護(hù)防護(hù)符合標(biāo)準(zhǔn)條件要求，需綜合提升電纜線路外層的保護(hù)措施，且驗(yàn)收工作務(wù)必認(rèn)真。

3.3 確保電纜線路中的接頭和終端安裝作業(yè)符合要求

實(shí)現(xiàn)電纜線路的接頭和終端安裝作業(yè)符合規(guī)范要求，要針對安裝工序的流程以及作業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格管理與實(shí)時(shí)監(jiān)督，提升各工種各作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，同時(shí)注意交叉互連網(wǎng)絡(luò)與接地箱方面的設(shè)計(jì)以及安裝工序是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)條件，檢查電纜的接頭部分和電纜線路的護(hù)層交叉互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在安裝過程中是否存在施工作業(yè)不合理的問題，同時(shí)要做好對各工序以及各方面實(shí)際情況的完整記錄，從而為后續(xù)的維保工作提供基本的依據(jù)。

4 結(jié) 論

要提升110 kV電纜線路的使用壽命和整體性能質(zhì)量，需要針對金屬護(hù)層過電壓保護(hù)裝置中牽涉到的電纜線路的設(shè)計(jì)工作、各種施工安裝工序和維保工作等進(jìn)行嚴(yán)格管理，確保關(guān)鍵環(huán)節(jié)能夠處于正常運(yùn)行狀態(tài)。