高压电力电缆金属屏蔽层接地问题的研究

梁竞业

摘 要：在我国经济不断发展、城市化进程不断加快的形势下，城市供配网中的110kV以下高压电缆于地下电力电缆线路中具有更加广泛的应用。在单芯电缆线芯存在电流流通的情况下就会在金属屏蔽层产生磁链，以及金属屏蔽层两端部位形成感应电势。采取高压电力电缆金属屏蔽层接地方式以后，能够有效的避免人身触电问题，维护电力系统平稳的工作。本文对于高压电力电缆金属屏蔽层接地相关问题展开分析，提供给实践工作有价值的指导。

关键词：高压电缆；金属屏蔽层；接地问题

高压电力电缆金属屏蔽层接地能够有效的保障线路以及电气设备不出现损伤的问题，而且可以维护好电力系统的平稳运行。但是当前对于高压电力电缆金属屏蔽层接地方式的应用，并未形成统一标准，如果不能应用正确的接地方式，则可以导致电力事故问题，不仅会出现危及人们的生命安全，而且也会给企业造成深重的灾难。所以，不断的研究不同长度下电缆金属屏蔽层接地问题，找到最佳的接地方式至关重要。

一、高压单芯电力电缆与统包电力电缆接地方式差异性分析

在统包电力电缆中，涉及到三芯或者四芯电缆，电力电缆内的芯线分布方式就是“品字形”，而且具有对称性特点。如果在三相负荷平衡的状态中，就会得到相等大小的流经各芯线电流，以及三相电流矢量和是零。因此，感应电压并不会发生于金属护套或金属屏蔽层中。但是在单芯电力电缆中，如果芯线内出现流经交流电流的情况，则金属屏蔽层或者金属护套上，高压单芯电力电缆能够形成磁链现象。这时，在单芯电力电缆金属屏蔽层仅予以一端接地的情况下，如果电压等流经单芯电力电缆线芯就会于形成高冲击电压。而且在出现电力系统短路故障期间，高压单芯电力电缆的金属屏蔽层不接地端容易产生高工频感应电势，一旦不能对此电压产生承受，则势必会大大损伤到电缆金属屏蔽层绝缘，另外高压单芯电力电缆也会形成多点接地现象产生环流问题。因此，要充分的认知到统包电力电缆、高压单芯电力电缆接地的差异性。

二、高压三芯电力电缆金属屏蔽层接地方式

通常情况下，10kV电缆采取交联聚乙烯改装高压三芯电力电缆。在正常运行期间，如果三相电流具有同等大小的数值，而且的金属屏蔽层或金属护套上不具有磁链，就可以通过法拉第电磁感应定律渠道，得到金属护套或者金属屏蔽层两端部位无感应电势的结果。在这种情况下，进行金属护套或金属屏蔽层两端接地之后，无流经感应电流的情况，电缆产生发热以及老化。如果运行中的三芯电力电缆三相负荷在非平衡状态中，会出现零序电流导致三芯电力电缆屏蔽层两端出现感应电压的情况，而且通常情况下这种电压并不高，因此普遍的实施两端直接接地的方式在10kV 高压三芯电力电缆的金属屏蔽层或者金属护套中。高压三 芯电力电缆金属屏蔽层实施两端直接接地的形式中，具有良好的便捷性，可以避免繁杂的操作流程，提升工作效率。但是其具有较高的适用条件，例如需要10kV高压三芯电力电缆线路长度适中，避免过长，同时电缆传输容量裕度大，以及传输的功率较低等。

三、实施高压电力电缆金属屏蔽层接地的重要价值

首先，如果在损伤高压电力电缆线芯绝缘以后，出现了对金属屏蔽层断路的问题，则短路电流能够沿接地线在大地进行融入，能够有效的避免出现电缆火灾的问题。其次，高压电力电缆金属屏蔽层可以在绝缘线芯中，充分的屏蔽线芯的交变电流所导致电磁场，进而降低电磁场干扰外界的程度，起到良好的保护效果。接下来，正常平稳运行状态的高压电力电缆，电缆线芯双屏蔽以及金属护套的电容电流，出现回路在大地中流进。最后，如果高压电力电缆于运行期间出现了断路的不良状况，则金属屏蔽层可以尽快的帮助电力电缆承担部分电流量，进而避免系统内高压电力电缆绝缘于过流状态中形成热击穿的问题，会有效的防止严重的电力事故致停电状况，维护好经济效益。另外，高压电力电缆中由于三相负荷失衡所形成零序电流导致的感应电势问题，经接地线同大地产生断路，避免在高压电力电缆跟接地支架之间具有的电位差现象引发不良放电问题。

四、高压电力电缆金属屏蔽层接地方式探究

（一）金属屏蔽层的两端分别接地

通常情况下，如果单芯电力电缆线路长度适中，即五百米之内，高压单芯电力电缆金属屏蔽层或者金属护套两端接地模式是采取两端分别直接接地以及保护器接地的方式。高压单芯电力电缆金属屏蔽层未产生闭合回路时能够明显的将环流进行降低，并且也可以做到彻底的消除。这种情况下，能够推动单芯电力电缆载流量的增加，而且对于电缆安全的运行做出有力保障。另外，依照现有电力安全标准提出的规范，强调了金属屏蔽层或金属护套上非直接接地一端的感應电势必须要控制在科学的范围之中，即在50V以内，如果存在高压单芯电力电缆连接架空线路的情况，则连接端金属屏蔽层同地是直接连接状态，应用保护器进行接地另一端。

（二）高压电力电缆金属屏蔽层交叉互联接地

如果高压电力电缆线路具有较长的长度，即超过一千米，则实施交叉互联安装接地方式。即一根高压单芯电力电缆线路平均分成几个小段再进行交叉互联，一共是三段，将绝缘接头分别安装到各电力电缆相连之间，并且电力电缆安装绝缘接头部位，通过同轴电力电缆引出，经保护器展开接地。对于电力电缆的两终端金属屏蔽层采取直接接地模式，最终构建起交互联段位各小单元的结果。在遇到更长的电力电缆线路情况下，是将直接通头安置到各交叉互联段位连接之间，并且使得金属屏蔽层交叉互联，经这一渠道实现直接的接地。应用交叉互联接地的方式，一方面能够明显的将单芯电力电缆金属屏蔽层上环流程度降低，另一方面能够大大的增加输电电缆的载流量以及传输的容量。

（三）单芯电力电缆金属屏蔽层中点接地

如果单芯电力电缆线路长度在一千米之内，则采取的接地方式就是于高压单芯电力电缆线路中间部位，先剥开单芯电力电缆的金属屏蔽层，之后再进行直接的接地。在高压单芯电力电缆线路一端接地，设计金属屏蔽层上不接地端感应电压时要掌控在50V之内为宜。应用电力电缆金属屏蔽层中点接地的举措，能够看作为高压单芯电力电缆线路互相连接的安装接线方式，而且主要的表现就是两端分别是直接接地以及经过保护器接地的形式。

结语：

高压单芯电力电缆不同于统包电缆接地举措，施工期间必须要充分的分析电缆载流量长度以及变化等问题，科学的选择高压电力电缆接地方式。最终的目标就是，使得高压电力电缆金属屏蔽层存在一点接地状态，而且可以让电力电缆金属屏蔽层接地方式具有较高的经济性，维护高压电力电平稳安全的工作。

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