【摘 要】隨著我國(guó)電力行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)單芯電力電纜護(hù)層過(guò)電壓進(jìn)行保護(hù)已經(jīng)成為相關(guān)工作人員的重要工作內(nèi)容。這項(xiàng)工作具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性，因此，要求工作人員從對(duì)電壓保護(hù)器以及接地電阻等方面入手，來(lái)對(duì)單芯電力電纜護(hù)層過(guò)電壓保護(hù)技術(shù)進(jìn)行分析和研究。以期達(dá)到用電安全，減少故障的目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】電力電纜；過(guò)電壓；保護(hù)器；接地電阻

隨著科技的發(fā)展，多數(shù)的電力電纜都采用了單芯的形式，在進(jìn)行線路敷設(shè)時(shí)，如果金屬護(hù)層互聯(lián)后直接接地，且電纜芯有電流通過(guò)，形成的環(huán)流對(duì)電纜線產(chǎn)生了嚴(yán)重的破壞作用，加劇了電纜的老化現(xiàn)象。如果電纜進(jìn)行一端三項(xiàng)互聯(lián)接地，金屬護(hù)層中就沒(méi)有電流的環(huán)流，但是存在著沖擊過(guò)電壓以及工頻感應(yīng)過(guò)電壓，能夠直接穿過(guò)電纜的絕緣層，引發(fā)接地故障，不僅會(huì)出現(xiàn)熱損耗，同時(shí)也會(huì)影響電纜的使用壽命。

1.電纜護(hù)層過(guò)電壓保護(hù)器

現(xiàn)如今，我國(guó)多數(shù)的電力公司采用的電纜護(hù)層保護(hù)器的保護(hù)單元以及外絕緣等都采用了較為先進(jìn)的材料。其中保護(hù)單元主要運(yùn)用氧化鋅非線性電阻片，外絕緣多用硅橡膠外套。對(duì)于這些材料的運(yùn)用具有一定的合理性，不僅具有良好的保護(hù)特性，同時(shí)也不失美觀，而且，在以后的運(yùn)行過(guò)程中，很少需要對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。另外，需要對(duì)其安裝的位置進(jìn)行確定，要對(duì)工頻感應(yīng)電壓進(jìn)行限制，同時(shí)盡量減小沖擊過(guò)電壓對(duì)電纜線的破壞，更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)外絕緣的保護(hù)。

1.1對(duì)保護(hù)器進(jìn)行選擇

保護(hù)器是電纜運(yùn)行中的重要部件，因此，在對(duì)其進(jìn)行選擇的時(shí)候要充分考慮到多種因素。其中，保護(hù)器在通過(guò)沖擊電流時(shí)要考慮到外絕緣的耐壓值；要確保保護(hù)器在接受最大工頻電壓是可以承受至少5秒鐘，而在通過(guò)最大沖擊電流時(shí)要承受至少20次，這些都是最基本的要求。需要注意的是保護(hù)器的閥片數(shù)的決定因素是受到的工頻過(guò)電壓。其中，這兩種因素之間都存在著反比的關(guān)系。

1.2要實(shí)現(xiàn)電纜金屬屏蔽層和保護(hù)器之間的合理連接

要盡量將連接線的長(zhǎng)度控制在一定的范圍內(nèi)，在具體的運(yùn)用過(guò)程中，最好采用同軸電纜的形式。另外，要對(duì)連接線的截面提高重視，要加強(qiáng)對(duì)其的測(cè)試，保證其達(dá)到熱穩(wěn)定的相關(guān)要求。同時(shí)，要保證連接線和護(hù)層的絕緣水平相一致，要在保護(hù)器上附加動(dòng)作記錄器。只有這樣才能有效地保證電纜的金屬屏蔽層和保護(hù)器之間的連接。

1.3保護(hù)器參數(shù)設(shè)計(jì)

高壓電纜護(hù)層過(guò)電壓保護(hù)器（簡(jiǎn)稱：護(hù)層保護(hù)器）一般采用氧化鋅非線性電阻片作為保護(hù)單元、瓷套作為外絕緣。護(hù)層保護(hù)器安裝在電纜線路交叉互聯(lián)箱體內(nèi)和電纜終端位置，其作用是：（1）限制電纜線路金屬護(hù)層中的工頻感應(yīng)電壓；（2）迅速減小電纜線路金屬護(hù)層中的工頻過(guò)電壓和沖擊過(guò)電壓。亦即：（1）在電纜線路正常工作狀態(tài)時(shí)，高壓電纜護(hù)層保護(hù)器呈高電阻狀態(tài)，截?cái)嚯娎|金屬護(hù)層中的工頻感應(yīng)電流回路；（2）當(dāng)電纜線路出現(xiàn)接地故障或雷電過(guò)電壓、或內(nèi)部過(guò)電壓導(dǎo)致電纜金屬護(hù)層中出現(xiàn)很高的工頻過(guò)電壓或沖擊過(guò)電壓時(shí)，高壓電纜護(hù)層保護(hù)器呈低電阻導(dǎo)通狀態(tài)，使故障電流經(jīng)保護(hù)器迅速瀉入大地，起到保護(hù)電纜外護(hù)層絕緣的作用。

2.電力電纜線路保護(hù)接地要求

在電力電纜運(yùn)行的過(guò)程中，對(duì)其進(jìn)行安全保護(hù)的重要方式就是設(shè)置電力線路保護(hù)接地。眾所周知，在電力電纜受到外界的影響，出現(xiàn)接地故障或者是受到雷擊等問(wèn)題時(shí)，需要利用大地來(lái)形成電流的回路，保證電纜的安全性。另外，如果接地的電阻值沒(méi)有滿足電纜線路的運(yùn)行要求，就會(huì)出現(xiàn)電纜外絕緣層的破壞以及損壞電力設(shè)備的現(xiàn)象，因此，在進(jìn)行接地裝置設(shè)置時(shí)，要將電阻值降低。對(duì)電纜線路的接地電阻進(jìn)行選擇可以從以下幾個(gè)方面入手：

2.1 35KV及以下電力電纜的接地電阻

一般情況下，這種類(lèi)型的電纜通常都是以三芯為主，在其運(yùn)行時(shí)，不會(huì)在金屬的鎧裝層外形成磁場(chǎng)，也不會(huì)有感應(yīng)電壓以及電流的存在。在電纜運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)多種情況，如果電纜的芯線的總電流量不等于零，根據(jù)金屬鎧裝層的相對(duì)阻力，可以在金屬鎧裝層的兩側(cè)進(jìn)行接地保護(hù)，但是對(duì)于具體的問(wèn)題要進(jìn)行具體的分析，不能一概而論。但是多數(shù)的工程設(shè)計(jì)都會(huì)選用既經(jīng)濟(jì)，性能又好的設(shè)備。

2.2高壓?jiǎn)涡倦娏﹄娎|終端的接地電阻

在一些工程中，高壓?jiǎn)涡倦娎|護(hù)層和大地之間不是直接相連的，中間會(huì)設(shè)置一定的護(hù)層器以及避雷針等相關(guān)的設(shè)備。這樣會(huì)降低沖擊過(guò)電壓的沖擊作用，實(shí)現(xiàn)電壓的安全穩(wěn)定。出現(xiàn)這種情況主要應(yīng)該考慮短路故障中的工頻過(guò)電壓的接地問(wèn)題，基本做法主要有兩種，首先是降低金屬護(hù)照的感應(yīng)電壓，其次就是減小接地電阻。運(yùn)用這兩種方式可以有效地避免受到接地點(diǎn)位的影響。因此，設(shè)置接地電阻需要相關(guān)的工作人員具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)技能。

2.3高壓?jiǎn)涡倦娏﹄娎|中間接頭的接地電阻

高壓?jiǎn)涡倦娏﹄娎|線路正常運(yùn)行時(shí)，中間接頭經(jīng)護(hù)層保護(hù)器接地，護(hù)層保護(hù)器呈高電阻，起交叉換位、限制電纜金屬護(hù)層工頻感應(yīng)電壓作用；當(dāng)雷電波和內(nèi)部過(guò)電壓波侵入電纜線芯，或電纜線路發(fā)生接地故障時(shí)，護(hù)層保護(hù)器呈低電阻，使電流經(jīng)保護(hù)器迅速瀉入大地，將金屬護(hù)層中的過(guò)電壓鉗制在電纜外護(hù)層沖擊絕緣水平以下，以達(dá)到保護(hù)電纜的目的。電力電纜線路中間接頭位置的接地體接地電阻R的要求：工程設(shè)計(jì)中，考慮到跨步電壓和接觸電壓，常選取R≤1Ω比較合理；若因客觀因素限制不能滿足R≤1Ω要求時(shí)，R值可適當(dāng)放寬至R<5Ω為宜。35kV變電站正在運(yùn)行的35kV單芯電力電纜的金屬護(hù)層接地方式，以前采用的是一端三相互連并接地另一端不接地方式。在運(yùn)行過(guò)程中多次發(fā)生因系統(tǒng)單相接地產(chǎn)生內(nèi)部過(guò)電壓，造成單芯電力電纜的金屬護(hù)層多點(diǎn)擊穿進(jìn)而擊穿電纜主絕緣、補(bǔ)償電容器發(fā)生響爆事故。使變電站大面積停電嚴(yán)重影響生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失巨大。后經(jīng)論證將單芯電力電纜的金屬護(hù)層不接地端經(jīng)護(hù)層保護(hù)器接地。加裝護(hù)層保護(hù)器后單芯電纜再?zèng)]發(fā)生上述事故系統(tǒng)運(yùn)行可靠。35kV、110kV及以上單芯電力電纜線路必須經(jīng)護(hù)層保護(hù)器可靠接地，以防止雷電過(guò)電壓和內(nèi)部接地過(guò)電壓造成電纜金屬護(hù)層多點(diǎn)接地故障。

3.總結(jié)

綜上所述，在我國(guó)多數(shù)的電力電纜都屬于單芯電纜，但是由于電纜線的構(gòu)造和工作原理的復(fù)雜性，如果出現(xiàn)電纜金屬的接地故障現(xiàn)象，要對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和修復(fù)具有一定的難度，而且在維修的過(guò)程中會(huì)形成大面積的停電現(xiàn)象，給人們的供電問(wèn)題帶來(lái)較大的不便。因此，研究電力電纜護(hù)層過(guò)電壓機(jī)理及其保護(hù)技術(shù)顯得尤為重要。本文基于國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從電纜護(hù)層過(guò)電壓保護(hù)器參數(shù)選擇和電纜接地電阻要求兩個(gè)方面探討單芯電力電纜護(hù)層過(guò)電壓保護(hù)技術(shù)。以防止雷電過(guò)電壓和內(nèi)部過(guò)電壓造成電纜金屬護(hù)層多點(diǎn)接地故障。

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