110kV电缆线路护层接地方式及护层保护措施

摘要：近年来，随着城市改造建设的加速、电网网架结构的改善，城区110kV电缆线路大量投入运行。110kV电缆线路以其设计寿命长、受外界自然条件影响小、日常维护工作量相对较小、不影响城市景观等优点得到了肯定。文章对110kV电缆护层接地方式及护层保护的措施进行了分析。

关键词：110kV电缆线路；护层保护；接地方式；电网网架结构；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM757 文章编号：1009-2374（2017）10-0200-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.101

當过电压在击穿电缆外护层的绝缘部分之后，便会造成电缆金属护层多个位置上出现故障问题，进而使得环流及热损耗增强，甚至会使得电力电缆无法得到正常工作，并会对其使用年限造成不利影响。同时在故障出现之后，无法通过测寻、修复来进行解决，更无法通过停电检修来进行解决，因此需要做好护层保护工作。

1 常见护层接地方式

1.1 单端接地

电缆的线路长度低于500m时，通常终端部分都是采取电缆金属护套来实现将其中的一端直接接地，并把另外一侧通过非线性的电阻保护器，从而完成间接接地处理，促使金属护套对地处于绝缘状态，进而防止有回路的问题产生。

1.2 交叉互联

将电缆线路划分成多个大段，并且再将每一个大段，划分成均等的各个小段，在每个小段间，应当采取绝缘接头的方式，使各个小段能够连接，并且对于绝缘接头上的金属护套三相间，采用同轴电缆作为材料，同时借助接地箱连接片来做到换位连接，此外对于绝缘接头来说，应当做好接地箱的安装工作。

同时需要完成护层保护器的安装工作，对于各个大段来说，其两端对应的护套应当做到互联接地。

1.3 护套两端接地

对于电缆线路来说，若是距离相对较短，并且传输功率不足时，那么对于金属护套来说，能够出现的感应电压便相对有限，所造成的损耗也十分微弱，从而不会对载流量产生较多的影响。在护套当中存在的中点接地，真实情况是单端接地。对于电缆线路来说，当距离比较长时，需要在电缆线路内借助金属护套来做到接地，并且在电缆两端的位置上要做到对地绝缘，同时还要做好护层保护器的配置工作。

1.4 电缆换位金属护套交叉互联

金属护套若是存在交叉互联，那么就应当采用三相电缆作为材料来使得连续换位得以保证，从而使得三相电缆哪怕不是以水平形式排列，也能够通过每个小段的换位来实现每个大段的全换位，使得感应电压的相量之和，得出的数值为零，就是代表基本上不存在环流。然而这一类型的连接方式只能够在电缆换位空间内加以运用与开展。

2 电缆单相接地故障情况下的金属护层感应电压计算举例

例如，110kV电缆线路若是处于单相接地，那么对其护层感应电压进行计算时，应当按照这一步骤进行：根据电缆线路所对应的型号，便可以计算出路线的回路长度为690m，当其发生单端接地，这样在故障出现后，便可得出计算公式：

U=[R+（Rg+j2ω×10-4lnD/Rs）L]Id

式中：R代表接地电阻；Rg表示的是大地电阻；Rs代表的为电缆护套的半径长度；L代表的是电缆护套的长度；D代表的是大地当中的电流所穿透的深度；Id代表的为单相接地出现故障时候的电流；ρ代表的为土壤当中的电阻率；f所代表的为电缆频率。

这时单相接地电缆处于700A，接地的电阻值达到0.2Ψ，大地的电阻值处于0.0493Ψ/km，土壤当中的电阻率为150Ψ·m，大地当中的电流穿透深度处于1143.15m的时候，电缆的半径为0.0827m，同时经计算得知护套电压值为1638+j2893V。那么根据计算公式可知，接地电阻若为0.2Ψ，单相接地电流若为7000A，对于长度为690m的电缆金属护层，产生的感应电动势，便会在3kV上下，同时地电位可以上升到1638V。那么便可知晓对于110kV电缆线路，其对应的接地电阻，应当处于极大限制。这是由于对于感应电压值来讲，会与接地电流产生正比的关系，所以接地电流若是较大，那么金属护层所对应的电压，也会上升到较高的值。

如果接地系统在安装时，出现差错或者在维护中出现检测不完善的时候，都会留有隐患存在。比如说，回电缆线路若是采取四段敷设，则接地系统应为单端接地和交叉互联单元所构成。如果出现安装或者是检修不到位的情况，便会造成绝缘接头没有达到交叉互联，同时对于电缆金属护层小段也呈现断开状态，此外，直接接地接头，也没有与大地进行接通。那么一旦发生单相接地故障，便会使得金属护套感应电压出现叠加，进而在局部位置上使得护层电压升高，从而对外护套造成严重危害，也许会造成更为严重的问题出现。

3 护层保护及限制护层过电压的相关措施

3.1 110kV以上电缆通道的规划与设计

对于110kV及其以上电压等级的电缆通道，在规划与设计时不仅需要满足对应要求，还应当满足电缆埋设区域特征。通常需要在地势上有所注重，避免地势较低造成的积水问题出现，同时也要防止安装在存在隐患或是施工的区域，从而避免存在破坏。在白蚁灾害较为严重的地区，还应当在防水、防腐、防火的同时，做好防蚁工作，从而防止出现破坏问题。

3.2 对电缆分段长度做到合理设计与计算

对于电缆来说，在分段时长度不应当太长，需要结合实际状况与感应电压得出的值来做出划分。在交流系统当中，只有使电缆金属护层感应电压处于正常值，方可完成单芯电力电缆的配置工作。同时在电缆截面选择时，应当结合工作电流在进行原则。对于没有按照品字结构，来对单芯电力电缆做出配置，当一条通路配置大于两个以上时，需要在感应电压计算出相互之间存在的影响。

3.3 提升护层感应电压的设计与验算结果

当护层感应电压处于故障与正常工作两种不同情况时，得出的结果有着很大的差别。当处于正常工作电流的时候，虽然护层感应电压是满足标准要求的，但依旧需要通过验算来查看当故障问题出现之后是否有损坏问题出现。

3.4 符合电缆设计规范前提下采用新型外护套

为了能够使电缆护层的厚度满足技术层面的需求，在合理的情况下，应当适当地对新型外护套加以使用。目前认为是，当电缆外护套的厚度达到4.0mm时，它的绝缘水平可以在长时间内处于一个稳定状态。对于所用到的材质来说，目前在江西这边所用到的电缆材质大多数为PE或者为PVC材质，同时在外面会涂上一层石墨。对于PE材质来说，其制作出来的护套有着较高的硬度，并且受到环境温度变化的影响较小，而对于PVC材质来说，其制作出来的护套硬度不强，同时会受到环境温度变大所造成的影响。另外，还有其他多种形式的电缆外护套可以在施工中得到选择与应用。

3.5 按照规范来对电缆外护层实施检测保护

电缆牵引力与测压力，需要控制在既定范围之内，然后结合电缆通道的走向来完成施工方案的制定工作，并在敷设路径上完成滑轮的布置。继而再根据图纸开展施工工作，这时电缆排列方式、分段长度需符合设计标准；敷设后需进行回填细沙，并做好耐压试验的开展工作，如果出现损坏等问题需要及时发现并做好处理

工作。

3.6 通道允许时应用回流线

回流线增添之后，对于单相短路回流电流来说，不会流经大地，而是会通过回流线得到返回。回流线的应用，在单相接地当中，会使外护层绝缘与保护器所受到的工频过电压，会与电网电位之间缺乏关联性，对于回流线的磁通，会抵消接地电流时所产生的一部分磁通，进而使得电压值可以得到降低。对于回流线当中的阻抗，与两端接地的电阻来说，应当和系统中最大零序电流与回流线感应电压进行匹配。

3.7 使地阻能够达到标准要求

电力电缆线路保護接地，能够对电力电缆线路在运行时提供安全保障。对于电力电缆线路来说，不管是在工作与运行当中，还是发生内部过电压、雷电过电压以及出现接地故障，都应当以大地为回路，并运用电位钳来对接地电位实施控制。接地电位和接地装置所对应的电阻值有着较大的关联，同时接地电阻值也会因为入地电缆频率及波形变化产生影响，另外也会与接地装置对应的辐射方式等条件存在着较大的关联。这样一来，接地电阻值若无法为电缆运行加以保障，那么故障发生时，接地电流会呈现极大程度的上升，甚至能够达到几百伏。这样一来，由于出现地点位反击，使得电力电缆外护层绝缘会被击穿，并使金属护层出现接地故障等问题，另外还会受到地点位上升的影响，造成电气设备间出现相邻反击，从而不仅可能会带来跨步电压，也会容易导致人员伤亡事件的出现。所以在地理与经济条件有所保障的前提下，需对优化措施做到有效运用。

3.8 加强环流监测

电力电缆线路若是处于单端接地时，那么一般是没有环流出现的，当处于交叉互联接地时，那么也会因为对称排列使得三相环流能够达到平衡状态，通过环流检测来与之前的记录做出比较，这样对于电缆护层当中的问题便可实施有效处理。同时对护层绝缘水平还需不断测试，当出现参数不合理问题时便要及时更换。

4 结语

对于110kV电力电缆金属护层过电压保护来说，其会与电力电缆规划设计工作、施工安装工作、运行维护等各项工作相关。而对于这里面涉及到的所有环节，均需要严格把关，只有这样方可使电力电缆线路得到长久运行。

参考文献

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[2] 盛鹏，李杰.110kV电缆线路护层接地方式及护层保护的一些措施[J].四川电力技术，2008，（S1）.

[3] 于建伟，于建水，郗力强，高晨语.10kV电缆线路的运行维护及管理[J].化工管理，2016，（20）.

作者简介：汪志明（1983-），男，江西婺源人，江西省送变电建设公司电力工程师，研究方向：项目管理。

（责任编辑：小 燕）