試論高壓?jiǎn)涡倦娎|護(hù)層接地問題

【摘要】本文主要對(duì)于高壓?jiǎn)涡倦娎|護(hù)層接地問題進(jìn)行探討，主要就單芯高壓電纜的接地方式進(jìn)行詳細(xì)論述，在此基礎(chǔ)上，就實(shí)際工程中遇到的問題進(jìn)行討論，并提出解決措施，希望能對(duì)于今后的電纜工程施工具有一定幫助。

【關(guān)鍵詞】高壓?jiǎn)涡倦娎|；接地方式；單端接地系統(tǒng)；金屬護(hù)套

引言

在電纜輸電線路中采用110kV及更高電壓等級(jí)則是為了更好滿足日益增長(zhǎng)的城市供電需求，也必然要滿足城市負(fù)荷中心需要高壓大容量電能的需求。當(dāng)前，大量選用具有交聯(lián)聚乙烯的絕緣電纜，正是因?yàn)槠鋬?yōu)異的性能。交變電流則會(huì)在高壓?jiǎn)涡倦娎|線芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，從人身安全考慮，也分析電纜的金屬護(hù)層中感應(yīng)電勢(shì)作用，不超過50V電壓則在正常運(yùn)行中要求，如果存在相關(guān)的短路接地故障造成的電纜載流量較大，再加上相關(guān)的較長(zhǎng)線路的影響，感應(yīng)電勢(shì)由金屬護(hù)套產(chǎn)生，則會(huì)造成生命危險(xiǎn)[1]。另外，金屬護(hù)套的損壞也可能是由于短路引起火花放電所致，還能造成在潮濕地帶的金屬護(hù)套電解腐蝕問題。所以，應(yīng)該高度重視電纜安全運(yùn)行，金屬護(hù)套采取合理的接地方式。

1、單芯高壓電纜的接地方式分析與思考

1.1金屬護(hù)套一段保護(hù)接地，一段接地。金屬護(hù)套的一段保護(hù)接地，另一端接地，這則是在500m以內(nèi)的較短的電纜線路情況下，這樣能夠使得環(huán)流盡量減少或者消除，是由于回路并沒構(gòu)成在對(duì)地絕緣中，使得電纜安全運(yùn)行得以保障，有效也能提高電纜的傳輸容量。要求金屬護(hù)套在非直接接地的一端則應(yīng)該為小于50V電壓。對(duì)于連接架空線路的情況來說，在架空線路端進(jìn)行接地裝設(shè)，另一端裝設(shè)保護(hù)器。

1.2金屬護(hù)套兩端直接接地。這種方式村子啊較為嚴(yán)格的適用條件，能使得工作量減少，具備的條件包括：很小的傳輸功率、很短的電纜線路、很大裕度的傳輸容量等，環(huán)流依然存在金屬護(hù)套，所以，應(yīng)該慎重使用此種方式。

1.3金屬護(hù)套采用交叉互聯(lián)方式。交叉互聯(lián)方式安裝則是電纜金屬護(hù)套在1000m及以上的很長(zhǎng)電纜線路中采用，使得電纜傳輸容量得以提高，因?yàn)槟軌蛴行沟媒饘僮o(hù)套的環(huán)流和感應(yīng)電壓減少。在交叉聯(lián)中，3倍數(shù)等長(zhǎng)的方式對(duì)于電纜線路進(jìn)行劃分，絕緣接頭在每一段中安裝，同軸電纜引用在絕緣接頭位置的金屬護(hù)套，交叉互聯(lián)則是通過互聯(lián)箱進(jìn)行。接地通過電纜護(hù)層保護(hù)器，對(duì)于電纜終端的金屬護(hù)套來說，形成的互聯(lián)段位則是由于直接接地緣故，這樣，直通中間頭在每個(gè)互聯(lián)段位間進(jìn)行安裝，互聯(lián)金屬護(hù)套后而進(jìn)行直接接地。

1.4金屬護(hù)套兩端保護(hù)接地和中點(diǎn)接地。采用一端接地的電纜線路，如果在1000m以內(nèi)的較長(zhǎng)的電纜線路中，對(duì)于金屬護(hù)套的感應(yīng)電壓來說，則較難滿足于設(shè)計(jì)規(guī)范，把直接接頭安裝在電纜線路中的中點(diǎn)，單點(diǎn)直接接地則應(yīng)用在電纜的金屬護(hù)套上，電纜金屬護(hù)套的終端的接地則是通過保護(hù)器來實(shí)現(xiàn)。所以，這種方式也可以看作為“一端直接接地，另一端經(jīng)保護(hù)器接地”的兩個(gè)電纜線路進(jìn)行安裝在一起的方式。

2、對(duì)于工程中遇到的問題分析和思考

2.1單端接地系統(tǒng)問題探討

（1）接地點(diǎn)的選擇。某電業(yè)局代維設(shè)備的護(hù)層接地系統(tǒng)為單端接地系統(tǒng)，運(yùn)行開始后，電現(xiàn)象則在戶內(nèi)GIS端產(chǎn)生。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，進(jìn)行電纜一端連接架空線路，一端連接GIS，電纜與架空線連接一端則是金屬套的接地點(diǎn)，同時(shí)，還進(jìn)行三相互聯(lián)接地處理[2]。感應(yīng)電勢(shì)在電纜金屬護(hù)層中產(chǎn)生是由于交變電流能夠在高壓?jiǎn)涡倦娎|線芯產(chǎn)生磁場(chǎng)的緣故，對(duì)于保護(hù)器接地端的感應(yīng)電勢(shì)來說，在此單端接地系統(tǒng)中，呈現(xiàn)出直線遞減至零的特點(diǎn)，這里，戶內(nèi)GIS端放電現(xiàn)象的產(chǎn)生往往則是考慮到較小的戶內(nèi)GIS頭的結(jié)構(gòu)三相距離的原因。在電纜金屬套的接地點(diǎn)方面，規(guī)范規(guī)定，可以在電纜任何一端進(jìn)行選擇。在改造此接地系統(tǒng)中，其中直接接地則為戶內(nèi)GIS，保護(hù)器接地端則是在鐵塔，經(jīng)過相關(guān)的改造，放電現(xiàn)象則在沒有在戶內(nèi)GIS端產(chǎn)生。

（2）可靠的接地點(diǎn)問題。磁力線是由單芯電纜金屬護(hù)層和芯線中交流電流所產(chǎn)生，其呈現(xiàn)相鉸鏈，這樣就容易出現(xiàn)兩端較高的感應(yīng)電壓，所以，應(yīng)該要求具有良好的絕緣的保護(hù)層，另外，電纜金屬護(hù)套的可靠接地也非常重要。某地發(fā)生的電纜#3工井內(nèi)110KV電纜的冒煙著火情況，其中，現(xiàn)場(chǎng)具有很大的嗡嗡聲響，靠近管口處已經(jīng)著火，緊急缺陷肯定存在于電纜中。進(jìn)行110kV線路轉(zhuǎn)熱備用，這樣就使得嗡嗡聲音消失，明火被現(xiàn)場(chǎng)消防人員撲滅。外護(hù)層燒毀約有30厘米，從電纜燒傷情況分析，通訊光纖受到滴落的熔化PE護(hù)套的影響，這樣就造成了熔斷光纖。另外，還存在盜割電纜線路情況，盜取桿塔上護(hù)層保護(hù)接地箱的情況等。對(duì)于此塔的金屬護(hù)套接地點(diǎn)進(jìn)行解開處理后，金屬護(hù)套感應(yīng)電壓則是按照電容而進(jìn)行分步，在相關(guān)分析計(jì)算得到，地電位存在升高情況，大約能夠升高到7.27KV。另外，經(jīng)過電壓作用，擊穿放電發(fā)生在護(hù)套薄弱點(diǎn)，外護(hù)套通過放電的火花進(jìn)行引燃，造成起火燃燒。所以，這樣就應(yīng)該要求可靠的接地點(diǎn)，能夠有效保證電纜的安全運(yùn)行，另外，接地點(diǎn)的設(shè)置還應(yīng)該便于進(jìn)行維護(hù)和巡視。

2.2金屬護(hù)套中交叉互聯(lián)接地環(huán)流影響載流量計(jì)算分析。對(duì)于單芯電纜金屬護(hù)套的損耗來說，這因素則是影響電纜載流量的重要方面。環(huán)流損耗在電纜的護(hù)套中產(chǎn)生，則是由于通過大地電纜護(hù)套所形成的通路，同時(shí)，護(hù)套上存在不為零的感應(yīng)電勢(shì)。電纜本身通過的電流和附近的電流都和感應(yīng)相關(guān)。所以，在實(shí)際應(yīng)用過程中，要充分考慮到電纜護(hù)套中的環(huán)流和電纜的載流量的相互影響，兩者應(yīng)該體現(xiàn)出平衡關(guān)系。所以，護(hù)層循環(huán)電流在電纜護(hù)套交叉互聯(lián)段的不相等情況下存在，應(yīng)該把循環(huán)電流的影響考慮到電纜的載流量的計(jì)算中。

2.3在工程中靈活選擇金屬護(hù)套接地方式。在某電力工程中，現(xiàn)場(chǎng)一個(gè)絕緣接頭在廠家誤發(fā)貨情況下，錯(cuò)誤安裝成為直通頭，要想滿足原有的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，就不可能按照原設(shè)計(jì)圖進(jìn)行施工，就需要對(duì)于原設(shè)計(jì)護(hù)層接地進(jìn)行修改，原設(shè)計(jì)就是兩個(gè)單端接地的組合。絕緣接頭誤安裝成為直通頭已經(jīng)在施工中存在，如果要把現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)成為原設(shè)計(jì)，這樣就需要鋸斷中間接頭，另外再增加六個(gè)接頭，一方面會(huì)造成比較大的經(jīng)濟(jì)損失，一方面，會(huì)造成電纜電路的嚴(yán)重破壞。改造的原則應(yīng)該就是盡量把損失降到最低，圖1則是經(jīng)過專家討論得出的更改原設(shè)計(jì)后金屬護(hù)套接地示意圖。在這種改造方案中，也就是上述的金屬護(hù)套中點(diǎn)接地，而兩端保護(hù)接地的方式。接地方式在改造中進(jìn)行改變，相應(yīng)產(chǎn)生了感應(yīng)電壓分步的改變，并沒有影響到電纜的安全運(yùn)行。

3、結(jié)論

為了充分考慮到電纜的安全運(yùn)行，應(yīng)該對(duì)于金屬護(hù)套的接地采用合理的方式，應(yīng)該在其接地方式中注意以下幾點(diǎn)問題：一是，電纜工程設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該嚴(yán)格遵守規(guī)程中相關(guān)規(guī)定和原則；二是，對(duì)于單端接地的護(hù)層接地來說，應(yīng)該具備可靠的接地點(diǎn)，為了便于修復(fù)和巡視，應(yīng)該在較為明顯處進(jìn)行安裝，為了不易被偷盜，應(yīng)該盡量縮短直接地線的長(zhǎng)度；三是，對(duì)于單端接地的護(hù)層接地來說，終端的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的適用性應(yīng)該在直接接地點(diǎn)的選擇中充分考慮，然后，在進(jìn)行合適的直接接地點(diǎn)的選擇；四是，三個(gè)交叉互聯(lián)段長(zhǎng)度在護(hù)層接地為交叉互聯(lián)情況下，如果存在不相同的情況，則護(hù)層循環(huán)電流就會(huì)在護(hù)層中存在，計(jì)算載流量應(yīng)該考慮其影響；五是，采用靈活的接地方式在實(shí)際的電纜工程設(shè)計(jì)中。

參考文獻(xiàn)

[1]朱健華.110kV城市電網(wǎng)電纜設(shè)計(jì)探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，（20）.

[2]陳小林，成永紅，王賢清等.XLPE電纜地線電流分析與接地改造措施一例[J].高電壓技術(shù)，2006，32（2）.