单芯电缆护层电流

110kV电力电缆感应电压分析及控制

城市要发展，电力要先行。随着生产力的发展、城市化进程的加快，生产生活对供电可靠性的要求越来越高。电力电缆由于其占地省、供电可靠、有利于美化城市等诸多优点，在电力系统中占比越来越大，很多城市电缆化率越来越高，有些城市甚至实现了全电缆线路供，电力电缆的可靠运行直接影响整个电网的可靠供电。110kV电力电缆由于其电压等级较高，且为了便于运输和现场施工，一般采用单芯电缆，单芯电缆由于其结构特点，投入运行后其金属护套上会产生感应电压，本文主要就110kV电缆感应电压产生的原理及金属护套的接地方式进行分析讨论。

标签： 110kV电缆;感应电压;接地方式

单芯是指在一个绝缘层内只有一路导体。当电压超过35kV时，大多数采用单芯电缆，它的线芯与金属屏蔽层的关系，可看作一个变压器的初级绕组中线圈与铁芯的关系。当单芯电缆线芯通过电流时就会有磁力线交链铝包或金属屏蔽层，使它的两端出现感应电压。因单芯电缆金属护层与芯线中交流电流产生的磁力线相铰链，使其两端出现较高的感应电压，因此要求护层有良好的绝缘，同时要求电缆金属护套接地可靠。当单芯电缆过马路或者是过墙时应穿管保护，应用的这种保护管应该是非磁性材料的金属管或非金属管。

一、110kV电力电缆在运行中的感应电压

110kV电力电缆在三相交流电网中运行时，当电缆导体中有电流通过时，导体电流产生的一部分磁通与金属护套相交链，与导体平行的金属护套中必然产生纵向感应电压，产生的感应电压数值与电缆排列中心距离和金属护套平均半径之比的对数成正比，并且与导体负荷电流，频率以及电缆的长度成正比。在等边三角形排列的线路中，三相感应电压相等;在水平排列线路中，边相的感应电压较中相感应电压高。

在实际的运行过程中，如果把110kV电力电缆两端金属护套直接接地，护套中的感应电压将产生以大地为回路的循环电流，此电流大小与电缆线芯中负荷电流大小密切相关，同时，还与间距等因素有关。循环电流致使金属护套因产生损耗而发热，将降低电缆的输送容量;如果采取金属护套单端接地，另一端对地绝缘，护套中没有电流流过，但是感应电压与电缆长度成正比，当电缆线路较长时过高的感应电压可能危及人身安全，并可能导致设备事故。因此必须妥善处理金属护套感应电压。电缆运行规程规定，单芯电缆金属护套感应电压不得超过50V。

ｌ　ｌ　０ｋＶ单芯电缆交叉互联箱接线错误引发事故的　原因及解决措施　薛志彬’李辉　高文民　（１中国华冶科工集团有限公司邯郸机电安装分公司河北邯郸０５６００３　２．唐山三友热电有限责任公司　河北唐山０６３３０５）　摘要：本文阐达了单芯电缆护层的接地要求及方式，并以一起１１　０ｋＶ单芯电缆交叉互联箱因接线错误引　起的事故为例，分析了故障产生的原因，提出了相应的处理措施及注意事项，可供同类电路的运行和维护参考　借鉴。　关键词：单芯电缆交叉互联箱接线　中图分类号：ＴＢ４９２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００２－３６０７（２０１５）０８—００４６－０３　１概述　目前，常用的１　１　０ｋＶ及以上电　缆，多为单芯电缆。当电缆通过交流　电流时，其周围产生的一部分磁力线　将与屏蔽层铰链，使屏蔽层产生感应　电压。在电缆较长线路发生短路故　障、遭受操作过电压或雷电冲击时，　屏蔽层上的感应电压甚至可能击穿护　套绝缘。如果金属屏蔽两端同时接　地使屏蔽线路形成闭合通路，金属屏　蔽中将产生环流和环流损耗，使电缆　发热。不仅影响电缆的载流量，还会　减短电缆的使用寿命。因此，应采取　合理措施降低电缆金属屏蔽层或护套　上的感应电压，以保护人身和设备的　安全。　２单芯电缆护层接地要求、原理　和方法　《电力工程电缆设计规范》　（ＧＢ５０２１７－２００７）规定，电缆的铝　包或金属屏蔽层都要接地。通常３５ｋＶ　以下电压等级的电缆都采用两端接地　方式，这是因为这些电缆大多数是三　芯电缆，在正常运行中，流过三个线　芯的电流总和为零，在铝包或金属屏　蔽层外基本上没有磁链，这样，在铝　包或金属屏蔽层两端就基本上没有感　应电压，所以两端接地后不会有感应　电流流过铝包或金属屏蔽层。但是当　电压超过３５ｋＶ时，因大多数电缆都采　用单芯电缆，而单芯电缆的线芯与金　属屏蔽的关系，可看作是一个变压器　的初级绕组，所以，当单芯电缆线芯　通过电流时就会有磁力线交链铝包或　金属屏蔽层，使它的两端出现感应电　压。感应电压的大小与电缆线路的长　度和流过导体的电流成正比，电缆很　长时，护套上的感应电压叠加起来可　达到危及人身安全的程度。在线路发　生短路故障、遭受操作过电压或雷电　冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电　压，甚至可能击穿护套绝缘。此时，　如果仍将铝包或金属屏蔽层两端三相　互联接地，则铝包或金属屏蔽层将会　出现很大的环流，其值可达线芯电流　的５０％～９５％，形成损耗，使铝包或　金属屏蔽层发热，这不仅浪费了大量　电能，而且降低了电缆的载流量，并　加速了电缆绝缘的老化，因此单芯电　缆不应两端接地。个别情况（如短电　缆或轻载运行时）方可将铝包或金属　屏蔽层的两端三相互联接地。　然而。当铝包或金属屏蔽层有一　端不接地后，接着带来了下列问题：　当雷电流或过电压波沿线芯流动时，　电缆铝包或金属屏蔽层不接地端会出　现很高的冲击电压；在系统发生短路　时，短路电流流经线芯时，电缆铝包　或金属屏蔽层不接地端也会出现较高　的工频感应过电压。在电缆外护层绝　缘不能承受这种过电压的作用而损坏　时，将导致出现多点接地，形成环　流。因此，在采用一端互联接地时，　必须采取措施限制护层上的过电压。　安装时应根据线路的不同情况，按照　经济合理的原则在铝包或金属屏蔽层　的一定位置采用特殊的连接和接地方　

110KV单芯电缆直接接地与保护接地的区别

电力安全规程规定：电气设备非带电的金属外壳都要接地，因此电缆的铝包或金属屏蔽层都要接地。通常35kV及以下电压等级的电缆都采用两端接地方式，这是因为这些电缆大多数是三芯电缆，在正常运行中，流过三个线芯的电流总和为零，在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链，这样，在铝包或金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压，所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。但是当电压超过35kV时，大多数采用单芯电缆，单芯电缆的线芯与金属屏蔽的关系，可看作一个变压器的初级绕组。当单芯电缆线芯通过电流时就会有磁力线交链铝包或金属屏蔽层，使它的两端出现感应电压。感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比，电缆很长时，护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度，在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。此时，如果仍将铝包或金属屏蔽层两端三相互联接地，则铝包或金属屏蔽层将会出现很大的环流，其值可达线芯电流的50%--95%，形成损耗，使铝包或金属屏蔽层发热，这不仅浪费了大量电能，而且降低了电缆的载流量，并加速了电缆绝缘老化，因此单芯电缆不应两端接地。[个别情况（如短电缆或轻载运行时）方可将铝包或金属屏蔽层两端三相互联接地。]

然而，当铝包或金属屏蔽层有一端不接地后，接着带来了下列问题：当雷电流或过电压波沿线芯流动时，电缆铝包或金属屏蔽层不接地端会出现很高的冲击电压；在系统发生短路时，短路电流流经线芯时，电缆铝包或金属屏蔽层不接地端也会出现较高的工频感应电压，在电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的作用而损坏时，将导致出现多点接地，形成环流。因此，在采用一端互联接地时，必须采取措施限制护层上的过电压，安装时应根据线路的不同情况，按照经济合理的原则在铝包或金属屏蔽层的一定位置采用特殊的连接和接地方式，并同时装设护层保护器，以防止电缆护层绝缘被击穿。

关于单芯电力电缆接地方式

35kV及以下电压等级的电缆都采用两端接地方式， 这是因为这些电缆大多数是三芯电缆，在正常运行中，流过三个线芯的电流总和为零，在铅包或金属屏蔽层外基本上没有磁链。这样，在铅包或金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压，所以两端接地后不会有感应电流流过铅包或金属屏蔽层。

但是当电压超过35kV时，绝大多数采用单芯电缆供电，单芯电缆的导体线芯与金属屏蔽层的关系，可看作一个变压器的初级绕组。当单芯电缆线芯通过电流时就会有磁力线交链铅包（或铝包）或金属屏蔽层，使它的两端出现感应电压。

感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比，电缆很长时，护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度，当线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电电压冲击时，电缆的金属屏蔽层上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。

此时，如果仍将铝包或金属屏蔽层两端三相互联接地，则铝包或金属屏蔽层将会出现很大的环流，其值可达线芯电流的50%--95%，形成损耗，使铝包或金属屏蔽层发热，这不仅浪费了大量电能，而且降低了电缆的载流量，并加速了电缆绝缘老化，严重情况会导致电缆的护套着火，因此单芯电缆不应两端接地。个别情况（如短电缆小于100M或轻载运行时）方可将铝包或金属屏蔽层两端三相互联接地。

然而，当铝包或金属屏蔽层有一端不接地后，接着带来了下列问题：

（1）当雷电流或过电压波沿线芯流动时，电缆铝包或金属屏蔽层不接地端就会出现很高的感应性冲击电压；

（2）在系统发生短路时，短路电流流经线芯时，电缆铝包或金属屏蔽层不接地端也会出现较高的工频感应电压，在电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的作用而损坏时，将导致出现电缆的金属护层多点接地，并在电缆的长度方向上形成多处环流。

因此，在采用一端互联接地时，必须采取措施限制护层上的过电压，安装时应根据线路的不同情况，按照经济合理的原则在铝包或金属屏蔽层的一定位置采用特殊的连接和接地方式，并同时装设护层保护器，以防止电缆护层绝缘被击穿。