解決35 kV單芯電纜屏蔽層接地問題

張小軍，白文彥，張征國，喬志剛

(陜西北元化工有限公司,陜西 神木 719319)

【供電與整流】

解決35kV單芯電纜屏蔽層接地問題

張小軍*，白文彥，張征國，喬志剛

(陜西北元化工有限公司,陜西 神木 719319)

單芯電纜；高壓電纜；屏蔽層；接地

分析了高壓電力電纜的銅屏蔽和鋼鎧兩端接地和一端接地的區別和危害。接地不當會使兩端接地形成一個閉合回路而產生環流，從而造成電纜發熱、線損增大、壽命縮短，嚴重時可能引發火災。提出了相應的治理措施。

陜西北元化工有限公司(以下簡稱“北元化工”)分公司聚氯乙烯二分廠35 kV變電所進線電纜型號:ZRC—YJV62 26/35KV 1×630 mm2、長度1 500 m，鋪設方式采用單芯直埋(電纜95%在地下直埋，5%在電纜橋上)，于2013年6月完工。由于電纜在鋪設時表皮多處損傷，加上電纜距離過長、電纜鋼鎧和銅屏蔽層一起壓接、用一端接地另一端保護接地方式，導致電纜橋架1次起火，2次屏蔽層對地放電，直埋部分在運行中多次擊穿，致使線路無法長期穩定運行。后期在消防隊對面(500 m處)和高山坡(1 000 m處)增設35 kV電纜交叉互聯箱，對電纜表皮破損的地方逐漸排查，并對損傷部位增加電纜保護套；做電纜終端和電纜中間接頭時，將鋼鎧和銅屏蔽層分開焊接接地后，北元化工3526電纜實現了長期穩定運行。

由此可見，35 kV單芯電纜屏蔽可靠合理的接地，應引起電力行業的高度重視。

1 35 kV單芯電纜屏蔽層接地不當[1]

(1)35 kV高壓電纜采用兩端接地。

當單芯電纜線芯通過電流時就會有磁力線切割銅鎧和金屬屏蔽層，使它的兩端出現感應電壓，如果兩端的屏蔽同時接地或電纜屏蔽層損壞多處接地，都會在屏蔽層與大地之間形成回路，產生感應電流。感應電流與電纜線路的長度和流過導體的電流成正比，這樣，電纜屏蔽層就會發熱，降低了電纜的載流量，并加速了電纜絕緣老化和浪費大量電能；線路發生短路故障或雷電沖擊時，屏蔽層上會形成很高的感應電壓，有可能擊穿護套絕緣，影響線路的正常運行。

(2)35 kV高壓電纜一端接地，一端不接地。當單芯電纜線芯通過電流時就會使它的兩端出現感應電壓。感應電壓的大小仍然與線路的長度和流過導體的電流成正比，電纜很長、電流較大時，護套上的感應電壓疊加起來可達到危及人身安全的程度。當雷電流或過電壓波沿線芯流動時，電纜金屬屏蔽層不接地端會出現很高的沖擊電壓。如果系統中的短路電流流經線芯時，電纜金屬屏蔽層不接地端電纜外護層絕緣就不能承受這種過電壓的作用而損壞，并導致多點接地，形成環流。

(3)制作電纜終端頭和中間接頭時，如果將鋼鎧和銅屏蔽層焊接在一塊，就會給電纜檢查維護和試驗帶來不便，不能準確判斷電纜故障。

2 治理措施

(1)為最大限度減小屏蔽層與大地之間形成回路的電流，長距離輸電和電纜負荷較大時，一般不采取兩端接地(短電纜或輕載運行時可以將金屬屏蔽層兩端三相互聯接地)；如果線路很長，還應采用中點接地和交叉互聯等方式接地(交叉互聯接地推薦一端接地，另一端保護接地)。由于北元化工分公司聚氯乙烯二分廠供電線路較長，在后期增設兩處交叉互聯，對電纜所有外皮破損處重新包扎，并安裝電纜保護套。避免了電纜屏蔽層破損而不能及時接地時屏蔽層接地處與電纜終端屏蔽層或另外一處屏蔽層接地處形成環流。

(2)在采用一端接地一端不接地時，單芯電纜線路的金屬護套任一點的感應電壓不應超過50～100 V。如果大于此規定電壓，應在不接地端采取措施限制護層上的過電壓，經氧化鋅避雷器接地，以防止電纜護層絕緣被擊穿。在正常運行情況下，由于氧化鋅避雷器在低電壓下有很高的阻值，相當于電纜鋼鎧和金屬屏蔽層一端開路，工作電流不會在鋼鎧和金屬屏蔽層上感應出環流，從而有效避免由于環流而燒損電纜外皮和由于環流發熱而降低電流的載流量。當雷電波侵入時，很高的過電壓將避雷器擊穿，使雷電流流入大地，從而降低了過電壓幅值。

(3)在制作電纜頭時，將鋼鎧和銅屏蔽層分開焊接接地，便于檢測電纜的內護層(見圖1)。檢測電纜護層時，在鋼鎧與銅屏蔽間通電壓。如果能承受一定的電壓，就證明電纜內護層完好無損。

圖1 35 kV電纜的橫向剖析圖Fig.1 Cross-sectional profile of a 35-kV cable

3 結語

在35 kV及以上輸電線路中，除架空線路外，均采用單芯聚乙稀絕緣電力電纜，不管是直埋還是鋪設電纜溝，屏蔽問題一直制約著線路的安全穩定運行。因此，在鋪設直埋電纜時，一定要保護好屏蔽層。屏蔽層一旦損傷，電纜運行后會導致屏蔽層多處接地，并且不易查找到故障點。在電纜溝鋪設時，電纜一般都放在角鋼上(在角鋼上必須做可靠的絕緣措施，不然每個接觸點就是電纜故障的薄弱點)；提醒電業管理人員高度重視高壓單芯電纜屏蔽層接地問題，并認真防范。

[1] 吳文明，劉韜，徐光乾.淺談35 kV單芯高壓電纜的接地問題[J].山東煤炭科技，2009(4) ：125.

[編輯：費紅麗]

Solutionsto35-kVsingle-corecableshieldgrounding

ZHANGXiaojun，BAIWenyan，ZHANGZhengguo,QIAOZhigang

(Shaanxi Beiyuan Chemical Co.,Ltd.,Shenmu 719319,China)

single-core cable; high-voltage cable; shield; grounding

The difference between grounding of a high voltage power cable at both copper shield end and steel armor end and grounding at one of the two ends are analyzed as well as the harm due to grounding. Improper grounding will cause the two grounding ends to form a closed loop to produce circular current which will lead to cable heating,line loss increasing and life shortening,and even fire in severe cases. Corresponding treatment measures are put forward.

TM46

B

1008-133X(2017)07-0001-02

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張小軍(1983—)，男，助理工程師，2006年畢業于榆林學院物理教育專業，現于陜西北元集團有限公司化工分公司聚氯乙烯二分廠從事電氣專業管理工作。

2017-05-08