输电走廊内水泵不启动问题的研究

王黎明

输电走廊内水泵不启动问题的研究

王黎明

王黎明 辛 亮 江建华

国网上海市电力公司电力科学研究院

王黎明（1984年4月生）男，毕业于上海交通大学获硕士学位，工程师，中国电机工程学会电磁干扰委员会变电站电磁环境及电磁兼容学组委员，现工作于国网上海市电力公司电力科学研究院，主要从事电力设施电磁影响研究工作。

本文以一起由低压线路接触不良而引起的感应电投诉问题为基础，分析了感应电产生的原因，并在结合现场处理经验的基础上，探讨了解决这一类问题的方法，并提出了避免平行线、临时接地和选用直埋电缆等一些建议。

随着天气逐渐转暖，位于上海郊区的淡水养殖业也逐渐复苏，这种养殖大部分使用水泵从周边河道内抽水，为水塘供水。高压走廊内同样存在这样的养殖场，近日，作者便接到多起投诉，大多涉及，高压走廊内的水泵不能启动，且将低压电源进户线切断后，线路仍然带电等问题。本文主要针对其中一起典型投诉案例进行了理论分析，并在理论分析的基础上结合现场处理经验提出了解决这类问题的方法。

问题概述

如图1所示，A点是供电公司引下线接至电能表的部位；A点以后的低压架空线及入泵房线均由用户自行架设。B、C点均为水泥杆，线路通过铝导线连接；D点水泥杆上有引下线，通过熔丝开关向农户水泵供电。其中，BC间动力线位于500kV输电线路正下方与500kV输电线路平行长度约500m。D处为农户养殖用水泵电源。去年春季，在500kV高压输电线路架设前，该处水泵可正常使用，冬季停用；今年春季，在500kV高压输电线路投入运行后，该处水泵无法正常启动，农电工自测线路电压存在电压不平衡现象，且将A处熔丝开关拔下使AD段线路与电网断开后，AD段线路仍带有上百伏的电压，投诉农户怀疑与该500kV输电线的架设有关。

图1 投诉现场平面图

感应电原理

初步分析农户的投诉，出现这种拔下熔丝开关后线路仍然带电的现象，可能是因为低压线路与超高压电力线路平行，进而产生的静电感应问题。

为了更加了解这一现象，首先介绍一下感应电原理。感应电压的产生主要来自感性耦合和容性耦合。当某导线A流过交流电流时，在其周围便产生一个交变磁场，如线路B与A平行或接近平行，则会在B线路上感应出一个纵电势，沿导线方向分布，且根据B导线对地绝缘程度的不同而对应于不同的对地电位。这种由于导线之间的互感效应而产生的磁耦合的结果称为感性耦合。其大小决定于电流产生磁场的强弱。而由于导线之间存在的电容耦合效应，依靠带电导线电压产生的电场，使导线感应出一定的对地电位，称为静电感应。对于与高压线路平行的低压线路，由于低压线路与高压线路距离相对较远，在其两端未接地时，其感应电压主要来自静电感应。

按照静电感应的原理。当一个导体接近一个带电体时，靠近带电体的一面导体将感应出与带电体极性相反的电荷，而背向带电体的一面，将感应出与带电体极性相同的电荷。因此，当低压线路接近高压线路时，相当于一个导体一样，在低压线路上会积累电荷，产生感应电压。

感应电压的大小，可由电容分压的公式得出即：

式中U1为低压线路感应出的电压，U为高压线路电压，C1为高压线路与低压线路之间的电容，CU为低压线路与大地之间的电容。由上式可看出。感应电压的大小与带电体电压的大小成正比，与导体和带电体的电容C1成正比，当导体、带电体和接地体的几何尺寸基本不变的情况下，感应电压的大小可以近似地认为与导体和带电体的距离成反比。

对于本起投诉，由于用于水泵供电的低压线路与高压线路平行近500m，根据感应电原理，在A处熔丝拔出、D处未接负载时，AD段线路属于两端未接地，在AD段线路上会出现一个感应电压。

现场测试及问题解决初步检测及分析

现场测试采用内阻为1MΩ的万用表进行检测。AD间线路接通时，A处三相间电压分别为：390V/390V/390V，三相电压平衡，处于正常水平；BC段及AB段输电线接头处即E点、F点有明显放电声；C、D两处三相间电压分别为：900V/900V/400V，电压较高，测试时有麻电感。

用场强测试仪测量500kV输电线下B点（距地面1.5米处）场强为3.18kV/m，属于正常水平。

由初步检测结果分析，该条380V低压动力线进户时线电压正常且平衡。 AB段及BC段采用铝导线进行连接，跳线连接点E、F或存在氧化问题，B处的E、F放电声可能由于接触不良引起；C、D处的相间电压严重不平衡及电压过高也有可能与B处的接触不良引起。

进一步测量及结果

进一步检测时，将A处进户线熔丝断开，B处三相全部接地，D处三相间电压接近于0，BD间线路阻抗为零；A处三相间电压接近于0，AB间线路阻抗约为3kΩ，AB间线路存在接触不良现象。

在A处进户线熔丝断开及B、C处三相全部安全接地状态下，将A、C间线路中存在的接头E、F重新连接，重新连接过程中发现连接铝线有严重氧化现象，部分接头接触不良。

重新接线后，线路正常通电，D处相间电压分别为：390V/390V/390V，水泵可正常启动；A处熔丝断开时，出线端相间电压分别为：80V/80V/100V，为正常感应电压水平。

结语

这是一起典型的由线路接头处接触不良而导致的感应电压过高进而引起的用电投诉问题。农户所投诉的线路虽然因平行于高压输电线路而产生了较高的感应电压，但当低压线路接触良好时，感应电是可以通过接入该低压线路的配电设施及负载释放的，完全不影响接入设备的使用；而当线路接触不良时，由于感应电没有释放通道或释放不充分，便会造成三相电压严重不平衡，影响接入设备如水泵等的使用。

对于这类问题，解决的第一步便是查看低压线路是否有断线或解除不良的现象。

措施与建议

虽然感应电可以通过一定的途径加以释放，但为了消除或限制与超高压电力线路平行的未接地金属导体上产生的静电感应现象，减少感应电对用户的影响，作者提出以下三点建议。

1）避免平行线。在接入电源点允许的情况下，使低压配电线路尽量与500kV输电线路走向垂直，避免平行走向，从而消除平行线路引起的静电感应。

2）在检修与高压线路平行的低压线路时，合理使用临时接地线。该措施可消除感应电对检修人员的影响且不需要附加成本，但应注意遵守电工安全操作规程。在接地操作时应先用万用电表测量线路的相间电压，确认电源尚未供电。接地操作时应先将接地线与大地可靠连接，然后再把接地线的另一端与动力线的四根芯线相连（避免人手先触及存在感应电的芯线而受惊）。在用氖泡电笔验证无感应电后，即可带接地线工作，工作完成后拆除临时接地线。

3）改用农用直埋电缆。该措施的成本较高，但可以完全消除平行线路的感应电问题，建议有条件的地区采用。需要注意的是要防止农户耕作时不慎损坏线路，因此应埋设在一定深度，在地埋线路处上方应加石板保护并设置明显的标识。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.01.075