交流單芯海底電纜接地回路電阻對金屬護套電流分布特性的影響

黃烜城， 雷志城*， 梅 睿， 徐擁軍， 李 雷， 吳 鍇

(1.江蘇方天電力技術有限公司， 南京 211100； 2.中天科技海纜有限公司， 南通 226400；3.西安交通大學 電氣工程學院， 西安 710048)

0 引 言

能源轉型是世界能源技術發展的趨勢，而新能源和可再生能源是推動未來能源轉型的關鍵[1-5]。隨著海上風電技術的興起，海底電纜線路的里程日漸增加，海底電纜的運行性能也成為研究熱點[6-9]。長距離的陸纜通常會采用交叉互聯等方式降低金屬護套的感應電壓和感應電流[10]，但海底電纜受敷設環境限制，無法采用交叉互聯、本體換位等接地措施抑制感應電流、電壓[11]。目前，國內海纜接地相關的研究主要集中在接地方式對海纜載流量和運行損耗的影響上，并未關注海底電纜終端接地附件結構不適對海纜絕緣性能的影響[12-16]。

本工作通過一起220 kV海纜終端因接地附件固定連接結構局部過熱，進而引發過熱部位電纜主絕緣擊穿的事故案例，采用ATP-EMTP電磁暫態模擬軟件，研究海纜金屬護套與鎧裝在接地結構處存在接觸不良時的電壓、電流分布和損耗，并提出保障海纜接地結構層間分流比例、減少金屬護套側接地電流等改善措施，為類似海纜線路工程接地結構的改進及接地附件的選擇提供工程指導。

1 現場案例及事故原因分析

1.1 事故描述

2020年2月18日，某風電廠海纜線路發生保護動作，檢查后發現海上升壓站氣體絕緣金屬封裝開關設備(GIS)室220 kV海纜進線B相鉛合金護套接地結構處有焦糊現象，外部破損，海纜故障部件樣品見圖1。……