淺談屏蔽電纜接地方式的選擇

【摘 要】電力電纜的接地方式越來越受到施工現(xiàn)場的重視。采用正確的連接和接地方式，不僅可以能將感應(yīng)電壓限制在安全的范圍之內(nèi)，消除環(huán)流影響，并且提高電纜的載流量，降低工程造價(jià)。因此電力電纜的接地方式施工中應(yīng)多方面綜合考慮，根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的方法。

【關(guān)鍵詞】屏蔽電纜；接地方式

一、金屬屏蔽層的作用

（一）電纜在正常運(yùn)行時(shí)金屬屏蔽層可以通過一定的電容和電流。

（二）將電氣控制中的電纜在運(yùn)行時(shí)引起的電磁場屏蔽在電纜絕緣線芯內(nèi)，有效的減少外界產(chǎn)生的電磁干擾，同時(shí)也起到限制外界電磁場對電氣控制中電纜金屬屏蔽層內(nèi)部產(chǎn)生的影響。

（三）在電站保護(hù)系統(tǒng)中要求電纜具有良好的防雷效果，當(dāng)發(fā)生雷雨天氣時(shí)，電纜的金屬屏蔽層可以將其中的電流引入接地系統(tǒng)，保證電力系統(tǒng)可以安全的運(yùn)行。

（四）在電力系統(tǒng)中電纜發(fā)生短路的情況下，電纜的金屬屏蔽層在一定時(shí)間內(nèi)承受一定的電流，避免電力系統(tǒng)中電纜絕緣在過高的電流影響下產(chǎn)生熱擊穿。

二、金屬屏蔽層接地方式的選擇

根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50217―2007（下稱《規(guī)范》）的規(guī)定：電力電纜金屬層必須直接接地。交流系統(tǒng)中三芯電纜的金屬層，應(yīng)在電纜線路兩終端和接頭等部位實(shí)施接地。三芯電纜正常運(yùn)行時(shí)其三芯流過的總電流為零，在金屬屏蔽層外的磁通一般為0，這樣在電纜的兩端就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，使流過金屬屏蔽層的環(huán)流較小，因此一般用電纜終端頭兩端接地的方式。以下針對10kV、35kV以及110kV電纜接地方式進(jìn)行探討：

1、10kV單芯電纜接地方式的探討

（1）采用兩端直接接地的方式

10kV單芯電纜金屬護(hù)層兩端接地時(shí)，由于護(hù)層阻抗值不像35kV以上電纜那樣小，環(huán)流尚不過分大。有關(guān)資料介紹，35kV以上高壓電纜兩端接地時(shí)，護(hù)層循環(huán)電流可達(dá)到線芯電流的50%-90%，從而引起護(hù)層發(fā)熱，嚴(yán)重降低電纜的載流能力。

10kV單芯電纜金屬屏蔽層兩端接地的方式有較多的施工經(jīng)驗(yàn)。10KV電纜回路多，直接接地減少了單芯電纜金屬屏蔽層附屬設(shè)備的配置和維護(hù)量，對單芯電纜金屬屏蔽層運(yùn)行人員也比較安全。因此在電力系統(tǒng)中10kV單芯電纜金屬屏蔽層采用兩端接地有一定的優(yōu)勢。

繼續(xù)沿用兩端直接接地的方式，必須盡可能地降低護(hù)層感應(yīng)電壓，使線路損耗達(dá)到運(yùn)行可接受的程度。較有效的辦法就是保持三相線芯呈緊貼正三角形布置。在電纜敷設(shè)后，每隔1米距離用非鐵磁性扎帶綁扎。

（2）一端接地的方式

一端接地是指電纜線路一端金屬屏蔽直接接地，另一端金屬屏蔽對地開路不互聯(lián)。一般應(yīng)在與架空線連接端一端接地，以減小線路受雷擊時(shí)的過電壓。一端接地后，可以消除護(hù)層循環(huán)電流，減少線路損耗。但開路端在正常運(yùn)行時(shí)有感應(yīng)電壓。在雷擊和操作時(shí)，金屬屏蔽開路端可能出現(xiàn)很高的沖擊過電壓。系統(tǒng)發(fā)生短路事故和短路電流流經(jīng)芯線時(shí)，金屬屏蔽不接地端也可能出現(xiàn)很高的工頻感應(yīng)電壓。當(dāng)電纜外護(hù)層不能承受這種過電壓的作用而損壞時(shí)，就會(huì)造成金屬護(hù)層的多點(diǎn)接地。因此這種方式宜用于線路距離較短，金屬護(hù)層上任一非接地處的正常感應(yīng)電壓較小時(shí)。

（3）一端接地，另一端采用護(hù)套保護(hù)器接地的方式

為防止金屬屏蔽一端接地時(shí)開路端的過電壓擊穿外護(hù)套，開路端裝設(shè)護(hù)層保護(hù)器是限制護(hù)層過電壓的有效措施。保護(hù)器在正常運(yùn)行條件下呈現(xiàn)較高的電阻。當(dāng)護(hù)套出現(xiàn)沖擊過電壓時(shí)，保護(hù)器呈現(xiàn)較小的電阻，這時(shí)，作用在金屬護(hù)層上的電壓就是保護(hù)器的殘壓。

2、35kV電纜接地方式的探討

（1） 金屬屏蔽層采用兩端直接接地的方式

對35kV以上高壓電纜線路較短、傳輸功率很小的電纜，或利用率很低時(shí)，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(yùn)行時(shí)，方可將金屬屏蔽層兩端三相互聯(lián)接地。

（2） 金屬屏蔽層一端直接接地，一端保護(hù)接地

電纜線路不長（500m以內(nèi)），且能滿足規(guī)范GB50217-2007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(hù)層保護(hù)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電纜的安全運(yùn)行。如果與架空線路連接時(shí)，直接接地一般裝設(shè)在架空線路端，保護(hù)器裝設(shè)在另一端。

（3） 金屬屏蔽層中點(diǎn)接地。兩端保護(hù)接地

對于電纜線路較長（1000m以內(nèi)），若電纜采取一端接地，另一端保護(hù)接地，電纜運(yùn)行時(shí)，金屬屏蔽感應(yīng)電壓不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求時(shí)。對此，采用金屬屏蔽層中點(diǎn)直接接地，而電纜金屬護(hù)套的兩個(gè)終端通過保護(hù)器接地，做好防水處理，電纜兩端終端頭的屏蔽層通過護(hù)層保護(hù)器接地。

（4） 金屬屏蔽護(hù)層交叉互聯(lián)接地

當(dāng)電纜線路很長時(shí)（1000m及以上），電纜金屬護(hù)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(hù)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(gè)等長的小段，在每一段之間安裝絕緣接頭，金屬護(hù)套在絕緣接頭處用同軸電纜引出并經(jīng)互聯(lián)箱進(jìn)行交叉互聯(lián)后，通過電纜護(hù)層保護(hù)器接地，電纜2個(gè)終端的金屬護(hù)套直接接地，這樣形成一個(gè)互聯(lián)段位，每個(gè)互聯(lián)段位之間安裝直通中間頭，金屬護(hù)套互聯(lián)后直接接地

3、110V電纜接地方式的探討

單相高壓電纜所產(chǎn)生的過電壓可以分為兩種，一種是工頻過電壓，二是沖擊過電壓，為避免以上電壓出現(xiàn)，電纜金屬護(hù)層一般采用的方式主要有以下幾種：

（1）單端接地。單線接地主要應(yīng)用于電纜線線路小于500米的輸電網(wǎng)絡(luò)，即在電纜終端的位置利用電纜金屬護(hù)套來使一端與地面直接接地，另一端則先通過非線性電阻保護(hù)，間接與地面接地，此種接地方式的優(yōu)勢在于避免了地面與護(hù)套之間形成回路

（2）護(hù)套兩端接地方式。指的是使金屬護(hù)套的兩端與地面直接接地。如果電纜線路較短時(shí)，傳輸功率也會(huì)隨之變小，從而使通過金屬護(hù)套上的感應(yīng)電壓也會(huì)變得很小，損耗不明顯，不會(huì)給載流量造成影響。

（3）交叉互聯(lián)方式。把電纜線路以若干大段的形式剪開，并在每一大段上再次以三個(gè)小段的形式分開，并將絕緣接頭在每小段之間連接上，同時(shí)用同軸電纜在絕緣接頭處金屬護(hù)套三相之間經(jīng)接地箱連接片對其進(jìn)行換位連接，將一組護(hù)層保護(hù)器于絕緣接頭處的接地箱內(nèi)裝設(shè)置，分別使每大段的兩端護(hù)套互聯(lián)接地。

（4）護(hù)套中點(diǎn)接地方式。主要應(yīng)用于長度較長的電纜線路回路，即采用金屬護(hù)套在電纜線路中點(diǎn)處與地面連接，兩端則要與地面絕緣，并將兩組保護(hù)器分別設(shè)置于兩端。

（5）110 kV及以上電壓等級電纜應(yīng)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及埋設(shè)地的實(shí)際情況來對通道進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃。通常情況下不應(yīng)在地勢過低、或者存在垮塌隱患的河堤修建電纜通道，因?yàn)榈貏葸^低會(huì)容易使長期積水現(xiàn)象產(chǎn)生，具垮塌隱患的河堤由于垮塌現(xiàn)象出現(xiàn)容易使線路中斷。埋設(shè)地區(qū)如果出現(xiàn)白蟻災(zāi)害，這時(shí)電纜保護(hù)套除了防水防火功能外還應(yīng)使其具備有效防蟻的功能，可以選用硬度較高的外護(hù)套

結(jié)束語：

隨著電氣行業(yè)的快速發(fā)展，大量的電力電纜的運(yùn)行帶來了金屬屏蔽層電流過大等問題，導(dǎo)致電纜的運(yùn)行效率變低，縮短了電纜的使用壽命等，一定要重視電力電纜的接地方式。采用正確的連接和接地方式，不僅可以能將感應(yīng)電壓限制在安全的范圍之內(nèi)，消除環(huán)流影響，并且提高電纜的載流量，降低工程造價(jià)。因此電力電纜的接地方式施工中應(yīng)多方面綜合考慮，根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的方法，提高電纜抗干擾的防護(hù)水平，保證電力行業(yè)的安全運(yùn)行。

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