由聚北十十九线缺陷引发的电缆接地方式的思考

石武　聂晶良　王晓娟　陈至斌

摘 要：文章通过对35千伏聚北十十九线电缆缺陷的分析，对35千伏单芯电缆金属护层接地方式的比较，感应电压和环流的计算，通过对规范的分析最终确定满足要求的接地方式。

关键词：单芯电缆；金属护层；接地方式

1 问题的发现

2014年4月22日上午，电缆线路巡视人员周期巡线时发现35千伏聚北十十九线聚北十九变32537门构C相电缆终端接地线脱落，属于紧急缺陷。电缆运行检修二队立刻联系调度申请停电，办理电力线路事故应急抢修单。于当天下午组织人员抵达现场消缺。到达现场后，作业人员发现在原设计与安装中将接地線与JS-8放电计数器连接，并且没有安装避雷器。作业人员根据现场情况，将接地线与钢架直接相连接地，处理完毕，线路恢复运行。

2 原因分析

35千伏聚北十十九线电缆型号为YJLV-22/35-1×95，长460米，杆号为21#杆-聚北十九变32537门构，敷设方式为电缆桥架，2012年7月投入运行，接地方式为21#杆保护器接地，聚北十九变侧通过放电计数器接地。

21#杆金属护层保护器的连接方式为星型连接，中性点接地，由于保护单元为氧化锌非线性电阻片，高压电缆护层保护器会在电缆线路正常工作状态时呈现高电阻状态，使金属护层中的工频感应电流回路被截断；而当电缆线路中出现导致金属护层中出现很高的工频过电压或冲击过电压的情况时，如接地故障、或大气过电压、操作过电压等，电缆护层保护器将会呈现导通的低电阻状态，使故障电流迅速经保护器泄入大地，起到保护电缆外护层绝缘的作用。

聚北十九变侧通过JS-8放电计数器接地，由于JS-8放电计数器是全波整流式结构，如图1。电缆运行情况下，在电场的作用下产生电磁感应现象，在大气过电压、操作过电压时导致金属护层感应电压最大，R上的压降经全波整流给电容器C充电，然后C再对磁电式计数器L放电，放电电流不能直接导入大地，电缆金属护层中有环流通过，在电缆根部铜屏蔽断开处产生局部放电现象，导致三相电缆接地线不同程度的损坏。针对这种情况电缆运行检修二队对所辖81条35千伏电缆线路进行普查，发现喇十三线聚北十九分支新2#杆-聚北十九变电所聚北十九变侧（目前未投入运行）存在同样问题。

3 单芯电缆的设计要求

根据规程BG50217-94《电力工程电缆设计规范》要求，交流单相电力电缆的金属护层必须直接接地，且在金属护层上任一点非接地处的正常感应电压应满足：在不能任意接触金属护层未采取安全措施时，不得大于50V；在采取安全措施后，不得大于100V。

交流单芯电力电缆的金属护层接地方式有以下三种。

（1）一端直接接地。线路较短，能满足规范要求时，可采取一端直接接地。

（2）两端直接接地。在线路较长，且一端直接接地无法满足规范要求的35千伏及以上电缆线路中，如电缆输送容量小，可采取两端直接接地。

线路较短或利用率很低的35千伏以上高压电缆线路，也可以采取两端直接接地的方式。

（3）交叉互联接地。除（1）、（2）两项外的较长线路，可划分出包含三个长度均等区段的单元系统，在区段内设置绝缘接头使电缆金属护层以交叉互联的方式接地接地。

4 感应电压及环流

4.1 感应电压的产生

当电缆中有交变电流通过时，感应电压会在交变电场中的金属护层上生成，其大小与通过线芯的电流、电流频率、电缆的长度成正比。此外，电缆的布置方式也会对感应电压产生影响，由于主要讨论电缆接地方式，文章将电缆设定为品字型布置。

计算感应电压和环流时，负荷电流在电缆正常情况下按照500A考虑。

5 结论与建议

通过对35千伏聚北十十九线电缆缺陷分析得知，35千伏单芯电缆的采用两端保护接地方式不符合规程要求，因此将35千伏聚北十十九线电缆聚北十九变侧改为直接接地。在高压单芯电缆的设计中，由于电缆金属护层存在感应电压，为保护巡视检修人员的安全，需要在一端直接接地、两端直接接地及交叉互联接地中选取计算感应电压的幅值小于50V的接地方式。

单芯电缆的线芯与金属屏蔽可看作一个变压器的初级绕组。当电缆线芯通过交流电流时，其周围将产生的交变的磁力线，金属屏蔽与一部分磁力线铰链产生感应电压，感应电压的大小与电缆线路的长度和通过的电流成正比。在电缆较长时，护套上会叠加起可危及人身安全的的感应电压，金属屏蔽上也会在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时形成很高的感应电压，甚至可能击穿绝缘。如果两端同时接地形成闭合通路，金属屏蔽中将生成环形电流，产生很大的环流损耗，使电缆发热，影响载流量，减短使用寿命。因此，电缆金属护层的接地应可靠合理，外护套应有良好的绝缘。

参考文献

[1]BG50217-94电力工程电缆设计规范[S].北京：中国计划出版社，1995：8-9.

作者简介：石武（1990-），男，吉林省松原市，本科，初级，电缆方向。

聂晶良（1970-），男，吉林省吉林市永吉县，大专，助理工程师，电缆方向。

王晓娟（1963-），女，黑龙江省宾县，中专，工程师，电缆方向。

陈至斌（1966-），男，江苏省南京市，技校，技师，电缆方向。