高壓電力電纜金屬屏蔽層接地問題的研究

梁競業

摘 要：在我國經濟不斷發展、城市化進程不斷加快的形勢下，城市供配網中的110kV以下高壓電纜于地下電力電纜線路中具有更加廣泛的應用。在單芯電纜線芯存在電流流通的情況下就會在金屬屏蔽層產生磁鏈，以及金屬屏蔽層兩端部位形成感應電勢。采取高壓電力電纜金屬屏蔽層接地方式以后，能夠有效的避免人身觸電問題，維護電力系統平穩的工作。本文對于高壓電力電纜金屬屏蔽層接地相關問題展開分析，提供給實踐工作有價值的指導。

關鍵詞：高壓電纜；金屬屏蔽層；接地問題

高壓電力電纜金屬屏蔽層接地能夠有效的保障線路以及電氣設備不出現損傷的問題，而且可以維護好電力系統的平穩運行。但是當前對于高壓電力電纜金屬屏蔽層接地方式的應用，并未形成統一標準，如果不能應用正確的接地方式，則可以導致電力事故問題，不僅會出現危及人們的生命安全，而且也會給企業造成深重的災難。所以，不斷的研究不同長度下電纜金屬屏蔽層接地問題，找到最佳的接地方式至關重要。

一、高壓單芯電力電纜與統包電力電纜接地方式差異性分析

在統包電力電纜中，涉及到三芯或者四芯電纜，電力電纜內的芯線分布方式就是“品字形”，而且具有對稱性特點。如果在三相負荷平衡的狀態中，就會得到相等大小的流經各芯線電流，以及三相電流矢量和是零。因此，感應電壓并不會發生于金屬護套或金屬屏蔽層中。但是在單芯電力電纜中，如果芯線內出現流經交流電流的情況，則金屬屏蔽層或者金屬護套上，高壓單芯電力電纜能夠形成磁鏈現象。這時，在單芯電力電纜金屬屏蔽層僅予以一端接地的情況下，如果電壓等流經單芯電力電纜線芯就會于形成高沖擊電壓。而且在出現電力系統短路故障期間，高壓單芯電力電纜的金屬屏蔽層不接地端容易產生高工頻感應電勢，一旦不能對此電壓產生承受，則勢必會大大損傷到電纜金屬屏蔽層絕緣，另外高壓單芯電力電纜也會形成多點接地現象產生環流問題。因此，要充分的認知到統包電力電纜、高壓單芯電力電纜接地的差異性。

二、高壓三芯電力電纜金屬屏蔽層接地方式

通常情況下，10kV電纜采取交聯聚乙烯改裝高壓三芯電力電纜。在正常運行期間，如果三相電流具有同等大小的數值，而且的金屬屏蔽層或金屬護套上不具有磁鏈，就可以通過法拉第電磁感應定律渠道，得到金屬護套或者金屬屏蔽層兩端部位無感應電勢的結果。在這種情況下，進行金屬護套或金屬屏蔽層兩端接地之后，無流經感應電流的情況，電纜產生發熱以及老化。如果運行中的三芯電力電纜三相負荷在非平衡狀態中，會出現零序電流導致三芯電力電纜屏蔽層兩端出現感應電壓的情況，而且通常情況下這種電壓并不高，因此普遍的實施兩端直接接地的方式在10kV 高壓三芯電力電纜的金屬屏蔽層或者金屬護套中。高壓三 芯電力電纜金屬屏蔽層實施兩端直接接地的形式中，具有良好的便捷性，可以避免繁雜的操作流程，提升工作效率。但是其具有較高的適用條件，例如需要10kV高壓三芯電力電纜線路長度適中，避免過長，同時電纜傳輸容量裕度大，以及傳輸的功率較低等。

三、實施高壓電力電纜金屬屏蔽層接地的重要價值

首先，如果在損傷高壓電力電纜線芯絕緣以后，出現了對金屬屏蔽層斷路的問題，則短路電流能夠沿接地線在大地進行融入，能夠有效的避免出現電纜火災的問題。其次，高壓電力電纜金屬屏蔽層可以在絕緣線芯中，充分的屏蔽線芯的交變電流所導致電磁場，進而降低電磁場干擾外界的程度，起到良好的保護效果。接下來，正常平穩運行狀態的高壓電力電纜，電纜線芯雙屏蔽以及金屬護套的電容電流，出現回路在大地中流進。最后，如果高壓電力電纜于運行期間出現了斷路的不良狀況，則金屬屏蔽層可以盡快的幫助電力電纜承擔部分電流量，進而避免系統內高壓電力電纜絕緣于過流狀態中形成熱擊穿的問題，會有效的防止嚴重的電力事故致停電狀況，維護好經濟效益。另外，高壓電力電纜中由于三相負荷失衡所形成零序電流導致的感應電勢問題，經接地線同大地產生斷路，避免在高壓電力電纜跟接地支架之間具有的電位差現象引發不良放電問題。

四、高壓電力電纜金屬屏蔽層接地方式探究

（一）金屬屏蔽層的兩端分別接地

通常情況下，如果單芯電力電纜線路長度適中，即五百米之內，高壓單芯電力電纜金屬屏蔽層或者金屬護套兩端接地模式是采取兩端分別直接接地以及保護器接地的方式。高壓單芯電力電纜金屬屏蔽層未產生閉合回路時能夠明顯的將環流進行降低，并且也可以做到徹底的消除。這種情況下，能夠推動單芯電力電纜載流量的增加，而且對于電纜安全的運行做出有力保障。另外，依照現有電力安全標準提出的規范，強調了金屬屏蔽層或金屬護套上非直接接地一端的感應電勢必須要控制在科學的范圍之中，即在50V以內，如果存在高壓單芯電力電纜連接架空線路的情況，則連接端金屬屏蔽層同地是直接連接狀態，應用保護器進行接地另一端。

（二）高壓電力電纜金屬屏蔽層交叉互聯接地

如果高壓電力電纜線路具有較長的長度，即超過一千米，則實施交叉互聯安裝接地方式。即一根高壓單芯電力電纜線路平均分成幾個小段再進行交叉互聯，一共是三段，將絕緣接頭分別安裝到各電力電纜相連之間，并且電力電纜安裝絕緣接頭部位，通過同軸電力電纜引出，經保護器展開接地。對于電力電纜的兩終端金屬屏蔽層采取直接接地模式，最終構建起交互聯段位各小單元的結果。在遇到更長的電力電纜線路情況下，是將直接通頭安置到各交叉互聯段位連接之間，并且使得金屬屏蔽層交叉互聯，經這一渠道實現直接的接地。應用交叉互聯接地的方式，一方面能夠明顯的將單芯電力電纜金屬屏蔽層上環流程度降低，另一方面能夠大大的增加輸電電纜的載流量以及傳輸的容量。

（三）單芯電力電纜金屬屏蔽層中點接地

如果單芯電力電纜線路長度在一千米之內，則采取的接地方式就是于高壓單芯電力電纜線路中間部位，先剝開單芯電力電纜的金屬屏蔽層，之后再進行直接的接地。在高壓單芯電力電纜線路一端接地，設計金屬屏蔽層上不接地端感應電壓時要掌控在50V之內為宜。應用電力電纜金屬屏蔽層中點接地的舉措，能夠看作為高壓單芯電力電纜線路互相連接的安裝接線方式，而且主要的表現就是兩端分別是直接接地以及經過保護器接地的形式。

結語：

高壓單芯電力電纜不同于統包電纜接地舉措，施工期間必須要充分的分析電纜載流量長度以及變化等問題，科學的選擇高壓電力電纜接地方式。最終的目標就是，使得高壓電力電纜金屬屏蔽層存在一點接地狀態，而且可以讓電力電纜金屬屏蔽層接地方式具有較高的經濟性，維護高壓電力電平穩安全的工作。

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