35kv单芯电缆接地方式探析

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1、35kV单芯电缆接地方式探析　　【摘要】电力电缆在运行中金属屏蔽两端直接接地，会在金属屏蔽层中形成环流，引起电缆发热，影响电缆载流量，如果一端接地，则另一端就会出现感应过电压，危及人身和设备安全。本文通过具体事例计算分析得出35kV单芯电缆接地方式的一些建议。【关键词】单芯电缆；接地方式；感应电压1.引言目前晋煤供电分公司35kV电缆多采用单芯电缆，例如，寺河110kV站35kV出线电缆、成庄110kV站35kV出线电缆、赵庄110kV站35kV出线电缆等均采用的是单芯电力电缆。单芯电缆和三芯电缆接地方式不同，GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》规定，交流系

2、统中三芯电缆的金属层，应在电缆线路两终端和接头等部位实施接地，这是因为这些电缆一般情况下在正常运行中，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基本上没有感应电压，因此两端接地或多点接地都不会有感应电流流过金属屏蔽层。7而单芯电缆的线芯与金属屏蔽层的关系，可看作一个变压器的初级绕组和次级绕组。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，特别是在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，

3、屏蔽层上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。因此《规范》要求，交流单相电力电缆的金属护层必须之间接地，且在金属护层上任一点非接地处的正常感应电势的最大值，在未采取能有效防止人员任意接触金属层的安全措施时，不得大于50V，若采取能有效防止人员任意接触金属层的安全措施时，不得大于300V。2.35kV单芯电缆金属屏蔽接地方式单芯电力电缆金属屏蔽接地方式不当，往往会引起电缆发热以及感应过电压等，从而引起电缆及系统的绝缘故障，对于单芯电缆的接地方式通常有三种。2.1金属屏蔽层采用两端直接接地的方式对35kV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

4、属屏蔽层两端直接接地方式。如图1所示：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互联接地。2.2金属屏蔽层一端直接接地，一端保护接地7电缆线路不长（500m以内），且能满足规范GB50217-2007第4.1.10条要求，金属屏蔽层采用一端直接接地，另一端装设护层保护器接地，对地绝缘没有构成回路，可以减少及消除环流，有利于提高电缆的传输容量和电缆的安全运行。如果与架空线路连接时，直接接地一般装设在架空线路端，保护器装设在另一端。如图2所示：2.3金属屏蔽层中点接地。两端保护接地对于电缆线路较长（1000m

5、以内），若电缆采取一端接地，另一端保护接地，电缆运行时，金属屏蔽感应电压不满足设计规范要求时。对此，采用金属屏蔽层中点直接接地，而电缆金属护套的两个终端通过保护器接地，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。如图3所示：2.4金属屏蔽护层交叉互联接地当电缆线路很长时（1000m及以上），电缆金属护套可以采用交叉互联方式安装，这种方式可以减少金属护套的感应电压和环流，有利于提高电缆的传输容量。交叉互联是将电缆线路分成3个等长的小段，在每一段之间安装绝缘接头，金属护套在绝缘接头处用同轴电缆引出并经互联箱进行交叉互联后，通过电缆护层保护器接地，电缆2个终端的金

6、属护套直接接地，这样形成一个互联段位，每个互联段位之间安装直通中间头，金属护套互联后直接接地。如图4所示：3.晋煤供电分公司电缆的接地方式分析7以晋煤集团供电公司寺河110kV变电站35kV出线为例，目前寺河110kV站35kV出线共有8回出线，分别为岳城I、II回，工广I、II回，东风井I、II回，三水沟I、II回，线路最长的三水沟I、II回大概800m左右，电缆型号YJV62-26/35-1x185mm2。3.1感应电压的计算交流系统中单芯电缆线路一回或两回的各相按通常配置排列情况下，在电缆金属层上任一点非直接接地处的正常感应电势值，可按下式计算：ES=L*ES0式

7、中：ES：感应电势（v）。L：为电缆金属层的电气通路上任一部分与其直接接地处的距离（km）。ES0：为单位长度的正常感应电势（v/km）。下面以寺河110kV站三水沟出线为例计算感应电势：（1）若3根电缆排布方式按等边三角形排列。A或C相（边相）：ES0=IX0B相（中间相）：ES0=IX0X0=（2lnS/r）*10-4，其中=2Пf，r为电缆金属层的平均半径，S各电缆相邻之间中心距。7I为电缆导体正常工作电流，三角形排列查资料I为485AX0=（2lnS/r）*10-4=2*314*ln（46/7.676）*10-4=0.1124ES