单芯电力电缆金属屏蔽接地技术分析- 『集成电路(IC)电磁兼容(EMC)和 ...企业库|免费b2b网站

单芯电力电缆金属屏蔽接地技术分析- 『集成电路(IC)电磁兼容(EMC)和 ...

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摘要:结合莱钢陈家庄变电站35kV高压单芯电力电缆金属护层环流严重造成的电力事故，刘单芯电缆的线芯与金属屏蔽的关系进行分析，介绍了单芯电缆护层接地方式的选择。* ^) u7 i# A& E5 t' H2 b
关键词:单芯电缆金属护层环流交义匀_联保护接地: {. o; y) y# B: g3 x, i

0概述
莱钢陈家庄变电站、玛家庄变电站、型钢变电站35 kV出线电缆均为单芯交联聚乙烯绝缘电缆，采用电缆桥架敷设方式。电缆敷设时，均按照两端接地方式，运行以来，发生多起单芯电缆屏蔽接地故障，甚至引发电缆接地短路事故，给安全生产造成重大影响。因此研究和制定单芯电缆金属屏蔽方式是十分必要的。- K3 C3 F# X+ i6 N* {+ K8 b
影响电力电缆稳定运行因素分析
1. 1电容电流与短路电流对金属屏蔽的影响
电缆金属屏蔽层在正常运行情况下会流过电容电流，短路时又作为短路电流的通路，同时也起屏蔽电场的作用。若金属屏蔽层搭接不良，当较大电容电流或短路电流流过金属屏蔽层时，会造成金属屏蔽层严重发热，从而导致烧毁整个电缆的严重故障，动力部陈家庄变电站就曾出现过35 kV电缆接地后电缆铜屏蔽层严重烧毁的故障。/ \7 G' a+ V1 L  f  B" m* O3 V
新投产的变电所采用的35 kV单芯电缆有的电缆长度在2 km以上，由于厂家在电缆屏蔽层制作上有瑕疵，设计上也没有给予充分的注意，多次发生电缆接地并引发短路事故。对此经分析确认是屏蔽层中感应电流和电容电流共同作用的结果。' g6 @! f9 m) w& F* U2 a
1. 2  35kV及以下电压等级的电缆端接地方式, }! D' Z1 v5 d4 I; K
这是因为这些电缆大多数是三芯电缆，在正常运行中，流过三个线芯的电流总和为零，在金属屏蔽层外基本上没有磁链，这样，在金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压，所以两端接地后不会有感+ l( q6 p8 e! ^
应电流流过金属屏蔽层。/ b8 c! ?- L+ d4 m( f& W2 {$ G
1. 3  35 kV单芯电力电缆金属屏蔽接地方式分析: U- `& O' l: c
当电压超过35 kV时，大多数采用单芯电缆，单芯电缆的线芯与金属屏蔽的关系，可看作一个变压器的初(次)级绕组。当单芯电缆线芯通过电流时就会有磁力线交链金属屏蔽层，使它的两端出现感应电压。感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比，电缆很长时，护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度，在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。此时，如果仍将金属屏蔽层两端三相互联接地，则金属屏蔽层将会出现很大的环流而形成损耗，使金属屏蔽层发热，这不仅浪费了大量电能，而目_降低了电缆的载流量，并加速了电缆绝缘老化，甚至出现电力事故。
1. 4单芯电缆过电压分析
当单芯电力电缆金属屏蔽层有一端不接地，会带来下列问题:当雷电流或过电压波沿线芯流动时，电缆金属屏蔽层不接地端会出现很高的冲击电压;在系统发生短路时，短路电流流经线芯时，电缆金属屏蔽层不接地端也会出现较高的工频感应电压，在电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的作用而损坏时，将导致出现多点接地，形成环流，损坏电缆。2 ~8 p: L+ N: M1 L" C3 {# ~& [& L3 R
2单芯电缆金属屏蔽接地方式及特点
根据以上分析，高压电缆线路安装时，按照GB50217- 1994《电力工程电缆设计规程撇要求，单芯电缆线路的金属护套只有一点接地时，金属护套任一点的感应电压不应超过50 } 100 V,并应对地绝缘。如果大于此规定电压时，应采取金属护套分段绝缘或绝缘后连接成交义互联的接线。为了减小单芯电缆线路对邻近辅助电缆及通信电缆的感应# j4 T3 e& ^" p: B6 `: m/ J9 J
电压，应尽量采用交义匀_联接线。对于电缆长度不长的情况下，可采用单点接地的方式，为保护电缆护层绝缘，在不接地的一端应加装护层保护器。# p, e/ ^4 V0 |3 g/ }/ Z( n
2. 1金属屏蔽层两端直接接地3 H! T- n; y1 w' N
对35 kV以上高压电缆线路较短、传输功率很小的电缆，或利用率很低时，采取金属屏蔽层两端直接接地方式。两端直接接地方式简单，但在金属屏蔽上存在环流，一般不予采用，只有短电缆或轻载运行时，方可将金属屏蔽层两端三相匀_联接地，见图to

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2. 3金属屏蔽层中点接地，两端保护接地, T4 h7 O2 P$ }( F; L3 I5 Y
对于在1 000一 1 500 m范围内的电缆线路，若电缆采取一端接地，电缆运行时，金属屏蔽感应电压一般不满足设计规范要求。对此，采用金属屏蔽层中点直接接地，做好防水处理，电缆两端终端头的屏蔽层通过护层保护器接地，见图30
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3结语: l2 R$ s1 l& v! h/ q
单芯电缆线路接地系统地处理是电缆安装敷设的重要环节。2008年对单芯电缆接地系统改造后，未发生因电缆接地系统问题造成的电缆停电事故。
通过自行设计、选择设备、实施改造等完整技术方案，为莱钢现有长距离单芯电缆接地系统的改造提供了一个可行的方案。

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