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(xiàn)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(chǎn)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(chǔ)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(guān)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(fā)電廠的重要設(shè)備，其接地線電流超標是一種比較少見的異常情況。當(dāng)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(fā)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(dǎo)致出現(xiàn)大型的環(huán)流，并且加劇其損耗和熱量發(fā)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(jīng)過一段時間的觀察，發(fā)現(xiàn)其接地線電流超標現(xiàn)象比較頻繁，已經(jīng)嚴重超出了規(guī)定的最高電流，給日常的生產(chǎn)帶來了巨大的安全隱患。

1 高壓電力電纜接地側(cè)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(dǎo)體、金屬護套以及絕緣材料三部分。導(dǎo)體部分的主要材料是退火的軟銅線，是導(dǎo)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(fā)揮保護作用，防止電纜被周圍環(huán)境影響而運行異常;絕緣部分的主要材料為交聯(lián)聚乙烯，主要作用是使電纜中的導(dǎo)體與周圍環(huán)境中的導(dǎo)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(tǒng)中只會有一個點接地，而遭遇雷擊等意外情況時才會出現(xiàn)兩點接地。

2 可能造成高壓電力電纜接地側(cè)接地線電流超標的原因

經(jīng)過一段時間的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)可能造成高壓電力電纜接地線電流超標的原因有很多，經(jīng)過總結(jié)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(guān)電力安全的文件中明確規(guī)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(nèi)部結(jié)構(gòu)有很大關(guān)聯(lián)。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(yīng)電壓，因為這種電纜大多使用單芯電纜。

2.2 110kV系統(tǒng)出現(xiàn)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(dāng)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(tǒng)出現(xiàn)短路，那么鋁包或者是金屬屏蔽層也可能會出現(xiàn)很高的感應(yīng)電壓。這樣一來，電纜保護層承受不住這種高壓，便會出現(xiàn)多點接地的現(xiàn)象，然后便出現(xiàn)了環(huán)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(lián)單元而言，三個區(qū)段等時，因此正常運作時的金屬保護層幾乎沒有感應(yīng)電壓，同時也不會存在環(huán)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(huán)流。

2.4 高壓電力電纜上有環(huán)流產(chǎn)生

回路中要產(chǎn)生電流，只能有兩種方式，一種是閉合回路的部分導(dǎo)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(dǎo)致通過回路的磁通量發(fā)生改變，因此會產(chǎn)生電流。對于GIS系統(tǒng)而言，電纜與金屬外殼之間有電磁耦合，當(dāng)電纜中存在電流時，外殼便會產(chǎn)生一定的電壓，從而使高壓電力電纜上產(chǎn)生環(huán)流。一旦金屬外殼產(chǎn)生了環(huán)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(zhì)量，必須要避免出現(xiàn)相應(yīng)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(yīng)當(dāng)對其進行斷電處理。這樣一來，當(dāng)解開連接片以后，就不會出現(xiàn)電流太大而使得設(shè)備出現(xiàn)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(huán)流

用銅線將電纜的高壓配電裝置一側(cè)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(yīng)當(dāng)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(shè)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(xiàn)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(xiàn)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(jié)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(chǔ)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(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)在施工和監(jiān)工中嚴格把關(guān)，保證一些操作符合相關(guān)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(xiàn)象，在保證電纜安全運行的基礎(chǔ)上盡可能的提高高壓電力電纜的輸送量。

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