黎懿

摘 要：針對(duì)當(dāng)前110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|金屬護(hù)套在接地方式上的特殊性以及必須考慮的問(wèn)題進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|金屬護(hù)套接地可采取的方式進(jìn)行了詳細(xì)介紹，認(rèn)為采取“金屬屏蔽層一端直接接地，另一端經(jīng)護(hù)層保護(hù)接地”“中點(diǎn)接地”以及“金屬屏蔽層分段交叉互聯(lián)后經(jīng)保護(hù)器接地”上述三種接地方式是可行的，對(duì)確保110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|安全運(yùn)行有積極作用與價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高壓?jiǎn)涡倦娎|；金屬護(hù)套；接地方式；110 kV

中圖分類(lèi)號(hào)：TM247 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.11.159

文章編號(hào)：2095-6835（2016）11-0159-02

在城市建設(shè)改造進(jìn)程不斷推廣發(fā)展的背景下，110 kV高壓電纜線(xiàn)路大量建設(shè)并投入運(yùn)行，且大量線(xiàn)路開(kāi)始覆蓋于人群集中區(qū)域，如何保障線(xiàn)路運(yùn)行的安全性成為了電力工作人員高度重視的問(wèn)題之一。目前成都地區(qū)，相關(guān)供電公司運(yùn)行維護(hù)的110 kV及以上輸電電纜超過(guò)219條，長(zhǎng)度超過(guò)713 km，其中110 kV電纜173條。

我國(guó)現(xiàn)行《電力安全規(guī)程》當(dāng)中有明確規(guī)定：電氣設(shè)備非帶電金屬外殼均需要做接地處理，高壓電纜金屬屏蔽層需正常接地。目前，110 kV高壓電纜線(xiàn)路多采用單芯電纜，其線(xiàn)芯部分與金屬屏蔽層的關(guān)系可以視作“變壓器初級(jí)繞組裝置”，即在高壓?jiǎn)涡倦娎|線(xiàn)芯有電流通過(guò)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁力線(xiàn)交鏈金屬屏蔽層，線(xiàn)芯兩端出現(xiàn)感應(yīng)電壓。高壓電纜長(zhǎng)度與感應(yīng)電壓大小有正相關(guān)關(guān)系，即在高壓電纜線(xiàn)路較長(zhǎng)的情況下，金屬護(hù)套感應(yīng)電壓疊加后所會(huì)對(duì)人身安全產(chǎn)生危害。在這一背景下，圍繞110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|金屬護(hù)套的接地方式進(jìn)行探討，以保證高壓電纜運(yùn)行的安全性。

1 110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|金屬護(hù)套接地問(wèn)題

在我國(guó)現(xiàn)行《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)程》的要求下，對(duì)于電壓等級(jí)在35 kV及以下水平的電纜線(xiàn)路，多設(shè)置為三芯電纜形式。電纜線(xiàn)路的運(yùn)行過(guò)程中，流經(jīng)三個(gè)現(xiàn)行的電流綜合為零，因此，在金屬屏蔽層兩端均未檢測(cè)有感應(yīng)電壓的存在。這意味著對(duì)此類(lèi)電纜線(xiàn)路而言，在對(duì)兩端進(jìn)行直接接地的條件下，不會(huì)有感應(yīng)電流流經(jīng)金屬屏蔽層。但在電壓等級(jí)高于35 kV的情況下，電纜線(xiàn)路多采取單芯形式。

當(dāng)單芯電纜線(xiàn)芯通過(guò)電流時(shí)，就會(huì)有磁力線(xiàn)交鏈金屬屏蔽層，使它的兩端出現(xiàn)感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓的大小與電纜線(xiàn)路的長(zhǎng)度和流過(guò)導(dǎo)體的電流成正比。當(dāng)高壓電纜很長(zhǎng)時(shí)，護(hù)套上的感應(yīng)電壓疊加起來(lái)可達(dá)到危及人身安全的程度，在線(xiàn)路發(fā)生短路故障，遭受操作過(guò)電壓或雷電沖擊時(shí)，屏蔽形成很高的感應(yīng)電壓，甚至可能擊穿護(hù)套絕緣。在這一情況下，若仍然按照常規(guī)方法將金屬屏蔽層兩端做三相互聯(lián)式接地處理，則金屬屏蔽層上將會(huì)產(chǎn)生非常大的環(huán)流，換流值可以達(dá)到電纜線(xiàn)芯電流的50%～95%，導(dǎo)致明顯的電纜損耗。同時(shí)，還會(huì)致使金屬屏蔽層表面發(fā)熱，影響電纜線(xiàn)路運(yùn)行過(guò)程中的載流量水平，加速單芯電纜的絕緣老化。即對(duì)于35kV電壓等級(jí)以上高壓?jiǎn)涡倦娎|而言，不能采取電纜兩端直接接地的接地方式。但在金屬屏蔽層一端不接地的情況下，若存在過(guò)電壓或雷電流沿高壓?jiǎn)涡倦娎|流動(dòng)，則對(duì)于高壓?jiǎn)涡倦娎|而言，金屬屏蔽層不接地端可能出現(xiàn)非常高的沖擊電壓。若系統(tǒng)發(fā)生短路，短路電流流經(jīng)線(xiàn)芯，也可能導(dǎo)致金屬屏蔽層不接地端出現(xiàn)高水平的工頻感應(yīng)電壓，形成環(huán)流。在金屬屏蔽層采用一端互聯(lián)接地的方式下，必須采取相應(yīng)的方法與手段對(duì)護(hù)層上的過(guò)電壓進(jìn)行合理限制。在安裝過(guò)程中，需根據(jù)線(xiàn)路實(shí)際情況在金屬屏蔽層或單芯電纜鋁包層相應(yīng)位置采取可行且有效的連接方式以及接地方式，并配合對(duì)護(hù)層保護(hù)器的設(shè)置，以避免電纜護(hù)層出現(xiàn)絕緣擊穿的現(xiàn)象，起到維護(hù)110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|安全且穩(wěn)定運(yùn)行的效果。

2 110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|金屬護(hù)套接地方案

在110 kV高壓電纜線(xiàn)路的安裝中，需遵循現(xiàn)行《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)程》的相關(guān)要求，即在110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|線(xiàn)路金屬護(hù)套僅設(shè)置一點(diǎn)接地的情況下，金屬護(hù)套任意一點(diǎn)所產(chǎn)生感應(yīng)電壓應(yīng)控制在50 V（針對(duì)未采取不能任意接觸金屬護(hù)套安全措施的情況而言）～100V（針對(duì)采取金屬護(hù)套分段絕緣或絕緣后交叉互聯(lián)接線(xiàn)的情況而言）區(qū)間內(nèi)。根據(jù)該要求，110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|金屬護(hù)套的有效接地方式包括如下幾種類(lèi)型。

2.1 金屬屏蔽層兩端以不同方式接地

110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|金屬護(hù)套可以采取“金屬屏蔽層一端直接接地，另一端經(jīng)護(hù)層保護(hù)接地”的接地方式，如圖1所示。結(jié)合圖1，在110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|長(zhǎng)度小于700 m時(shí)，屏蔽層一端可做直接接地處理，另一端則在護(hù)層保護(hù)器支持下進(jìn)行接地。

根據(jù)相應(yīng)規(guī)范要求，交流系統(tǒng)110 kV及以上單芯電纜金屬層單點(diǎn)直接接到時(shí)，下列任一情況下，應(yīng)沿電纜鄰近設(shè)置平行回流線(xiàn)：①系統(tǒng)短路時(shí)電纜金屬層產(chǎn)生的工頻感應(yīng)電壓，超過(guò)電纜護(hù)層絕緣強(qiáng)度或護(hù)層電壓限制器的工頻電壓；②需抑制電纜鄰近弱點(diǎn)線(xiàn)路的工頻耐壓。當(dāng)出現(xiàn)上述情況時(shí)，還需要安裝一條回流線(xiàn)（沿電纜線(xiàn)路保持平行狀態(tài)），對(duì)回流線(xiàn)兩端進(jìn)行直接接地處理。在回流線(xiàn)的敷設(shè)中，其與中間一項(xiàng)電纜的間隔距離應(yīng)當(dāng)控制為（0.7×相鄰電纜間距），并且需要在線(xiàn)路中心位置進(jìn)行換位。由于增加有回流線(xiàn)，所以單相短路回路電流可不經(jīng)過(guò)大地而通過(guò)回流線(xiàn)返回。即在單相接地狀態(tài)下，金屬護(hù)套外護(hù)層絕緣性能以及保護(hù)器所承受工頻過(guò)電壓大小不會(huì)受到地網(wǎng)電位的影響，且可以使得一部分因110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|接地電流所產(chǎn)生磁通得到回流線(xiàn)流進(jìn)磁通的抵消，以起到降低過(guò)電壓水平的目的。在工程實(shí)踐中，在成都地區(qū)采用“金屬屏蔽層一端直接接地，另一端經(jīng)護(hù)層保護(hù)接地”的接地方式時(shí)，該種接地方式多用于排管敷設(shè)和電纜線(xiàn)路的“π”接中，且均未設(shè)置回流線(xiàn)。

2.2 中點(diǎn)接地

110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|金屬護(hù)套可以采取“中點(diǎn)接地”的接地方式，如圖2所示。結(jié)合圖2，對(duì)110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|金屬護(hù)套采取中點(diǎn)接地方案的基本思路是：在線(xiàn)路中點(diǎn)位置安裝專(zhuān)用絕緣接頭，通過(guò)絕緣接頭斷開(kāi)電纜屏蔽層，屏蔽兩端則經(jīng)由護(hù)層保護(hù)器實(shí)現(xiàn)接地，電纜終端屏蔽可做直接接地處理。需要注意的是，在針對(duì)110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|金屬護(hù)套采用中點(diǎn)接地方式時(shí)，視實(shí)際情況，若電纜長(zhǎng)度、敷設(shè)和運(yùn)輸方式能夠滿(mǎn)足要求，則僅需在電纜中點(diǎn)部位破開(kāi)電纜保護(hù)套，并將接地裝置直接安裝于鋁波紋護(hù)套上。安裝好后，可做金屬護(hù)套以及外護(hù)

層防水工作。該方案的優(yōu)勢(shì)在于：電纜未直接安裝絕緣接頭，避免了在電纜運(yùn)行期間出現(xiàn)絕緣性能薄弱的問(wèn)題。同時(shí)，110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|本體無(wú)畸變電場(chǎng)，可有助于提高電纜整體使用壽命以及載流量水平，達(dá)到維護(hù)電纜線(xiàn)路安全運(yùn)行的目的。工程實(shí)踐中，本地區(qū)暫時(shí)無(wú)工程實(shí)際使用該種接地方式。

2.3 金屬屏蔽層分段交叉互聯(lián)后經(jīng)保護(hù)器接地

110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|金屬護(hù)套可以采取“金屬屏蔽層分段交叉互聯(lián)后經(jīng)保護(hù)器接地”的接地方式，如圖3所示。結(jié)合圖3，在110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|整體敷設(shè)線(xiàn)路較長(zhǎng)（多指1 000 m以上）時(shí)，可以采用“金屬屏蔽層分段交叉互聯(lián)后經(jīng)保護(hù)器接地”的接地方式。該接地方案的基本思路是：將110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|線(xiàn)路整體劃分為長(zhǎng)度相等的三段式或三段整倍數(shù)段，每個(gè)小段之間均裝設(shè)絕緣接頭，并在絕緣接頭位置三項(xiàng)屏蔽之間應(yīng)用同軸電纜，經(jīng)交叉互聯(lián)箱進(jìn)行換位連接。同時(shí)，在交叉互聯(lián)箱中裝設(shè)有一組護(hù)層保護(hù)器，線(xiàn)路上每?jī)山M絕緣接頭夾接一組直通接頭。需要注意的是。為了最大限度的地控制110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|線(xiàn)路相對(duì)于鄰近輔助電纜以及通信電纜的感應(yīng)電壓影響，可盡量采用交叉互聯(lián)式的接線(xiàn)方式。但該方案是本地區(qū)目前工程實(shí)踐中在隧道、淺溝等具備條件的通道中優(yōu)先選擇的接地方式。

3 結(jié)束語(yǔ)

110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|金屬護(hù)套必須經(jīng)由接地處理后運(yùn)行，同時(shí)需要考慮對(duì)其金屬護(hù)套感應(yīng)電壓的限制。本文探討了110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|金屬護(hù)套的接地問(wèn)題，并對(duì)金屬護(hù)套可采取的接地方式進(jìn)行了介紹與分析，以方便工作人員更好地針對(duì)110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|進(jìn)行巡查與維護(hù)，以免導(dǎo)致高壓電纜過(guò)電壓現(xiàn)象所致電纜外保護(hù)層擊穿問(wèn)題，達(dá)到提高110 kV高壓?jiǎn)涡倦娎|整體運(yùn)行安全性水平的目的。

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〔編輯：胡雪飛〕