接地系統失效對35kV電纜安全運行的影響

孫立楓

摘要：接地系統的有效性是電纜線路安全運行的重要保證。分析了電纜線路常用接地方式以及在不同接地方式下接地系統失效對電纜安全運行可能產生的影響。結合一起典型接地系統失效造成電纜嚴重缺陷的案例進行計算，從實際角度闡明接地系統的重要性。最后依據分析結果提出了防止接地系統失效的運行管理措施，具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：接地方式;接地系統;懸浮電壓;感應電壓;反擊過電壓;運行管理

隨著城市現代化的發展，對市容市貌美觀要求的逐步提高，城市輸配電線路開始大量采用地下電力電纜線路，因而電纜線路的安全運行顯得尤為重要。然而，多年的運行經驗表明，電纜線路因接地系統被盜、被損壞而造成電纜故障的事件時有發生，這對電纜的安全運行提出了嚴重挑戰。本文從現行35 kV電纜普遍采用的接地方式著手，分析不同接地方式的接地系統失效后對電纜安全運行可能產生的影響，并據此提出在電纜運行管理中的改進措施。

一、電纜常用接地方式

1.1 三芯電纜采用的接地方式

對于三相統包型電纜，由于共用一個金屬外護套，而三芯電纜在運行中通過線芯的電流矢量和為零，在電纜金屬護套上基本沒有感應電壓;對于分相屏蔽型電纜，雖然單相線芯通過電流時在其金屬屏蔽層產生一定感應電壓，但三相電流矢量和為零，因而感應出的電壓矢量值亦為零。因而三芯電纜普遍采用兩端接地直接接地的方式。

1.2 單芯電纜采用的接地方式

近年來，35kV單芯630mm的電纜在嘉定地區得到一定的應用。高壓單芯電纜正常運行時，線芯電流產生的磁力線將在金屬屏蔽層上產生感應電壓，此感應電壓的大小與電纜的長度和通過線芯的電流大小成正比。電纜較長時，外護套上將產生很大的感應電壓，可能危及人身安全。如果單芯電纜采用與三芯電纜相同的兩端直接接地方式，電纜金屬屏蔽層將與大地之間構成一個回路，產生環流，使電纜發熱，這不僅僅使電能損耗，而且降低了電纜的輸送容量。采用單端直接接地方式時，將在不接地端感應出高電壓（如操作過電壓或雷電過電壓感應），一旦電纜外護套不能承受此種高電壓，將導致電纜絕緣損傷甚至接頭爆炸。指出電纜長度小于2km時，且電纜金屬護層感應電壓不超過50V時，可采用一端直接接地，一端經護層保護器接地;電纜長度在2km至4km之間時，可在中間點直接接地，而兩端經護層保護器接地;電纜更長時，可考慮采用交叉互聯換位的方式來降低感應電壓。

二、接地功用的分類

在35kV電纜施工中，35kV電纜接地裝置的科學合理設計有助于從整體上提高35kV電纜系統的正常和安全運行，相關工作人員在進行35kV電纜接力裝置設計的過程中，需要根據接地功用的分類來進行實際的工作。按照功能來進行劃分，接地系統分為保護接地、防雷接地、工作接地、屏蔽接地等，相關工作人員需要加強對這幾部分功能的了解以及認識，結合現場工程的要求以及需求正確而科學的進行35kV電纜接地裝置的設計。

保護接地主要是針對由金屬外殼的帶電設備或者是裝置而言的，在實際工作的過程中，要求施工人員將電體的外殼和電纜外皮進行接地性的處理，不僅可以保正電纜的絕緣性，還可以有效的防止出現其他的意外。在保護接地中主要分為接地保護和接零，保護相關工作人員需要結合實際建設的要求以及設計的需求，選擇正確的接地方式。

防雷接地主要是針對于雷電天氣的，在一些高層建筑和信號塔中都有所涉及，運用防雷接地可以最大程度的提高建筑物的安全性，防止雷電流導入到物體中。在進行防雷接地時，需要設置避雷針等裝置，從而可以對電力進行良好的導流，將雷電引入地下，而不在建筑物進行流通，防止出現高壓電流的情況，造成不必要的損失。

工作接地主要是為了維護電路和相關設備的平穩和安全運行，也是提高整個電力系統穩定性的重要措施，在實際工作的過程中，需要相關工作人員將電力系統的某一點直接或者是間接在地面上進行連接，例如在進行變壓器連接時，需要根據變壓器的低壓來接地，從而有效的防止由于電路的原因而出現設備的損耗問題。

在35kV電纜施工中進行35kV電纜接地裝置設計的過程中，相關工作人員需要將這一工作看成一個獨立而系統性的主體，將各個接地裝置進行相互的貫穿，一定不要將各個接地裝置看成一個獨立的整體，主要是為了防止在電力系統后期使用的過程中，各個電極之間和地級之間出現干擾的情況。在實際工作的過程中，一定要保證各個電極距離是在20米以上的，從而保證各個電機能夠正常的工作，在實際工程設計的過程中需要從基地功用的分類入手，采取針對性的解決措施，形成統一的電網進行接地。

三、35kV電纜施工中35kV電纜接地裝置設計的方法

3.1接地電阻的設計

在35kV電纜施工中進行35kV電纜接地裝置設計的過程中，首先需要做的是接地電阻的設計，需要將電阻值設定在0.5Ω以下，這樣才可以從整體上提高35kV電纜接地裝置的安全性。假如在實際工作的過程中遇到土壤的話，土壤電阻過高，那么需要根據實際情況對這一數值進行適當的調整，可以通過填充降阻劑來進行適當的調整，假如接地裝置附近有電阻較低的土壤時，在進行接地裝置設置的過程中可以進行以外接地極的操作方法，假如地下深處條件是比較合適的話，那么相關工作人員在實際工作過程中還可以設置井式地極，從而滿足實際的工作要求。

3.2接地極

在選擇接地級的過程中，相關工作人員需要對接地級材質和強度進行精準性的計算，在開展實際工作之前，需要對周邊的工作環境和建設環境進行綜合性的考慮，以提高耐腐蝕性和抗機械損傷為主來開展日常的工作。與此同時還要多方位的考慮，在建設周邊很有可能出現的安全問題以及影響因素，相關工作人員在進行完這一工作之后，需要著重的考慮土地的導電性和接地電阻等相關的條件，明確接地極在后續使用過程中很有可能出現的問題，以此作為主要的依據，確定接地級的類型，并且最大程度的防止由于土地的原因而對接地極造成一定的影響。在實際工作的過程中，假如土壤的電阻率是比較低的，各項條件也是比較優越的，那么在實際接地級的過程中，要適當的減少埋設的深度，根據現場的現狀以及要求科學合理的選擇深度，從而保證整個工作的有序進行。在進行接地極操作時，工作人員需要充分的利用周邊自然的接地極作為主要的接地極，不僅可以降低整個接地極操作的成本投入，還在一定程度上延長了接地極的使用壽命。

3.3接地導體

在進行接地導體設置的過程中，一定要保證接地導體和接地極之間是非常穩固的，并且導電性也可以達到預期的狀態，相關工作人員可以采用熱熔焊機或者是夾具的機械連接方式，按照說明書中的內容以及實際的設計標準開展日常的工作，保證在安裝過程中接地集合導體是非常完整，沒有出現破損的。導體的橫截面應當滿足電源對導體最小截面的要求，這樣才可以保證接地導體能夠承受較大的電流。

結束語

電纜接地系統對電纜線路的安全運行有著重要的影響。在今后的電纜施工、運行中要加強管理，不斷總結經驗，尋求防止電纜接地系統失效的新措施，為提高電纜線路供電可靠性提供重要保證。

參考文獻：

[1]從光，韓曉鵬，周作春，等.高壓單芯電纜接地系統破壞后的懸浮電壓分析[J].供用電，2009，26（5）：61-64.