高压单芯电缆金属屏蔽层及接地问题探究张新伟论文_张新伟

高压单芯电缆金属屏蔽层及接地问题探究张新伟论文_张新伟

摘要:按照现有国家有关标准规定,电力电缆屏蔽短路试验由制造厂与用户考虑电网实际短路条件确定;中压电力电缆标准缺少关于金属屏蔽截面积的规定,制造厂一般都没有对电缆的金属屏蔽层进行短路热稳定试验;在实际招投标过程中,往往缺少对电力电缆金属屏蔽的截面积的明确规定,虽然单芯电缆的使用提高了单回电缆的输送能力,减少了接头,方便了电缆敷设和附件安装,但高压单芯电力电缆在敷设安装中还存在一些问题。

关键词:高压电力;单芯电缆;金属屏蔽层;接地问题;探究

1 引言

高压单芯电力电缆线路金属屏蔽层或金属护套上感应电势的幅值,与线路的长度和电流大小成正比关系。当电缆越长或电流越大时,感应电势叠加起来就越大,会危及人身安全和电缆绝缘安全;当高压单芯电力电缆线路发生短路故障、遭受雷电冲击或操作过电压时,该感应电势很高,有可能击穿金属屏蔽层绝缘。

2 高压单芯电力电缆与统包电力电缆接地方式差异性分析

高压电力电缆作为电力系统的重要组成部分,有着良好的市场前景,对于国家经济发展和推动社会发展有至关重要的作用,因此相关人员对于高压电力电缆的检测工作越来越重视。为了能使电缆更好地运行、发挥重要作用,必须掌握高压电力电缆运行中常见的故障,并能够做出正确处理,同时运用正确的试验方法对其进行质量评估和检测,需要具备一定的专业素质。

在统包电力电缆中,涉及到三芯或者四芯电缆,电力电缆内的芯线分布方式就是“品字形”,而且具有对称性特点。如果在三相负荷平衡的状态中,就会得到相等大小的流经各芯线电流,以及三相电流矢量和是零。因此,感应电压并不会发生于金属护套或金属屏蔽层中。但是在单芯电力电缆中,如果芯线内出现流经交流电流的情况,则金属屏蔽层或者金属护套上,高压单芯电力电缆能够形成磁链现象。这时,在单芯电力电缆金属屏蔽层仅予以一端接地的情况下,如果电压等流经单芯电力电缆线芯就会于形成高冲击电压。而且在出现电力系统短路故障期间,高压单芯电力电缆的金属屏蔽层不接地端容易产生高工频感应电势,一旦不能对此电压产生承受,则势必会大大损伤到电缆金属屏蔽层绝缘,另外高压单芯电力电缆也会形成多点接地现象产生环流问题。因此,要充分的认知到统包电力电缆、高压单芯电力电缆接地的差异性。

3 实施高压电力电缆金属屏蔽层接地的意义

首先,如果在损伤高压电力电缆线芯绝缘以后,出现了对金属屏蔽层断路的问题,则短路电流能够沿接地线在大地进行融入,能够有效的避免出现电缆火灾的问题。其次,高压电力电缆金属屏蔽层可以在绝缘线芯中,充分的屏蔽线芯的交变电流所导致电磁场,进而降低电磁场干扰外界的程度,起到良好的保护效果。接下来,正常平稳运行状态的高压电力电缆,电缆线芯双屏蔽以及金属护套的电容电流,出现回路在大地中流进。最后,如果高压电力电缆于运行期间出现了断路的不良状况,则金属屏蔽层可以尽快的帮助电力电缆承担部分电流量,进而避免系统内高压电力电缆绝缘于过流状态中形成热击穿的问题,会有效的防止严重的电力事故致停电状况,维护好经济效益。另外,高压电力电缆中由于三相负荷失衡所形成零序电流导致的感应电势问题,经接地线同大地产生断路,避免在高压电力电缆跟接地支架之间具有的电位差现象引发不良放电问题。

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4 高压单芯电力电缆金属屏蔽层接地方式

4.1金属屏蔽层两端分别接地

当单芯电力电缆线路在500m内时,高压单芯电力电缆金属屏蔽层或金属护套两端接地方式一般采取一端直接接地,另一端通过保护器接地,高压单芯电力电缆金属屏蔽层对地没有形成闭合回路,可以减少甚至消除环流,有利于提高单芯电力电缆的载流量和电缆运行安全可靠性。根据有关电力安全要求,非直接接地的一端金属屏蔽层或金属护套上的感应电势不能大于50V,当高压单芯电力电缆与架空线路有连接时,连接端的金属屏蔽层直接接地,另一端通过保护器接地。

4.2单芯电力电缆金属屏蔽层中点接地

当单芯电力电缆线路在1000m内时,在高压单芯电力电缆线路的中间位置将单芯电力电缆的金属屏蔽层剥开后直接接地。若高压单芯电力电缆线路采取一端接地,其金属屏蔽层上不接地端的感应电压将按照不大于50V进行设计;在高压单芯电力电缆线路的中间位置将单芯电力电缆的金属屏蔽层剥开后直接接地,在其金属屏蔽层的两端分别通过保护器进行接地。采取这种接地方式的高压单芯电力电缆线路,可看成是两个“一端直接接地,一端通过保护器接地”的高压单芯电力电缆线路互相连接在一起的安装接线方式。假如高压单芯电力电缆线路是一根无接头的电缆,那么就在高压单芯电力电缆的中间位置将电力电缆的金属屏蔽层剥开,然后直接在高压单芯电力电缆的金属屏蔽层上接地(安装接地装置),同时必须做好防水处理。

4.3高压单芯电缆金属屏蔽层交叉互联接地

当高压单芯电缆线路长度到1000m以上时,高压单芯电力电缆的金属屏蔽层可以采用交叉互联的安装接地方式,把1根高压单芯电力电缆线路等分成3个小段后交叉互联起来,在每1小段电力电缆相连接之间安装1个绝缘接头,在电力电缆安装的绝缘接头处经同轴电力电缆引出并经交叉互联箱后通过保护器进行接地,在电力电缆的两个终端金属屏蔽层分别直接接地,这样就一根长电缆就形成交叉互联段位的几个小单元,这就是电力电缆金属屏蔽层交叉互联接地;如果电力电缆线路更长的话,在每个交叉互联段位连接之间安装直通接头,金属屏蔽层交叉互联后通过直通接头直接接地,交叉互联接地不仅可以减小单芯电力电缆金属屏蔽层上的环流,还可以提高输电电缆的传输容量和载流量。

4.4高压单芯电缆金属屏蔽层接地的作用

当高压单芯电缆线芯绝缘损伤后对金属屏蔽层发生短路时,短路电流会顺着接地线流入大地,防止电缆起火。高压单芯电缆金属屏蔽层能将流过线芯的交变电流引起的电磁场屏蔽在绝缘线芯内,有效减少电磁场给外界带来的干扰。高压单芯电缆在正常运行时电缆线芯双屏蔽和金属护套的电容电流有回路流入大地。当系统里运行中的高压单芯电缆发生短路的时候,高压单芯电缆的金属屏蔽层能在有限的时间内能为电力电缆承受一定的电流,防止系统运行中的高压单芯电缆绝缘在过流情况下产生热击穿,造成电力事故引起大面积停电。

5 结语

综上所述,在现代高压电力系统中,高压单芯电力电缆与统包电缆接地举措有着较大的区别,施工期间必须要充分的分析电缆载流量长度以及变化等问题,从而使得工作人员能够更加科学的选择高压电力电缆接地方式。这样就能够保证高压电力电缆金属屏蔽层存在一点接地状态,同时能够使得电力电缆金属屏蔽层接地方式具有较高的经济性,维护高压电力电缆安全、稳定的运行,给人们提供高质量的电能供应。

参考文献:

[1]罗景生.单回高压单芯电缆非开挖定向钻进穿越道路方案优化分析[J].科技风,2018(33):87-88.

[2]吴明君,崔莹,周扬,曲中直,姚绪洋.高压单芯电缆绝缘偏心度对热延伸性能的影响[J].科学技术创新,2018(28):36-37.

[3]王文.高压电力电缆金属屏蔽层接地问题分析[J].山东电力技术,2018,45(1):47-49.

论文作者:张新伟

论文发表刊物:《中国电业》2019年9月18期

论文发表时间:2020/1/14

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