01单芯电缆线路接地系统的 处理及感应电势计算

浅谈高压电缆金属屏蔽层接地问题电力安全规程规定：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可靠接地。

10kV高压电缆金属屏蔽层通常采用两端直接接地的方式。

这是由于10千V电缆多数是三芯电缆的缘故。

上世纪中期前，10kV 电缆均采用油浸纸绝缘三芯电缆。

结构多为统包型，少量为分相屏蔽型。

上世纪末期开始大量使用交联聚乙烯绝缘分相屏蔽三芯电缆，逐步淘汰了油纸电缆。

九十年代以来，随着城市经济建设的迅猛发展，负荷密度增大，环网开关柜等小型设备的应用，城市变电所出线和电缆网供电主干线电缆开始采用较大截面单芯电缆。

单芯电缆的使用提高了单回电缆的输送能力，减少了接头，短段电缆可以使用，方便了电缆敷设和附件安装，也由此带来了金属屏蔽接地方式的问题。

标签：三芯电缆、单芯电缆、一端接地一、单芯电缆金属护套工频感应电压计算单芯电缆芯线通过电流时，在交变电场作用下，金属屏蔽层必然感应一定的电动势。

三芯电缆带平衡负荷时，三相电流向量和为零金属屏蔽上的感应电势叠加为零，所以可两端接地。

单芯电缆每相之间存在一定的距离，感应电势不能抵消。

金属屏蔽层感应电压的大小与电缆长度和线芯负荷电流成正比，还与电缆排列的中心距离、金属屏蔽层的平均直径有关。

1、电缆正三角形排列时，以YJV-8.7/12kV-1×300mm2单芯电缆为例，电缆屏蔽层平均直径40mm，PVC护套厚度3.6mm，当电缆“品”字形紧贴排列，负荷电流为200A时，算得电缆护层的感应电压为每公里10.7V。

2、电缆三相水平排列时，设电缆间距相等，当三相电缆紧贴水平排列，其它条件与1相同时，算得边相的感应电压为每公里16.9V，中相的感应电压为每公里10.7V；当电缆间距200mm时，算得边相的感应电压为每公里36.1V，中相的感应电压为每公里31V。

边相感应电压高于中相感应电压。

（1）当电缆长度与工作电流较大的情况下，感应电压可能达到很大的数值。

交流系统单芯电缆金属层正常感应电势算式
0.1 交流系统中单芯电缆线路一回或两回的各相按通常配置排列情况下，在电缆金属层上任一点非直接接地处的正常感应电势值，可按下式计算：
Es=L*Es0 (F.0.1)
式中 Es――感应电势（V）；
L――电缆金属层的电气通路上任一部位与其直接接地处的距离（km）；
Es0――单位长度的正常感应电势（V/km）。

0.2 Es0的表达式见表F.0.2。

表F.0.2 Es0的表达式
注：1 ω＝2Лf；
2 r――电缆金属层的平均半径（m）；
3 I――电缆导体正常工作电流（A）；
4 f――工作频率（Hz）；
5 S――各电缆相邻之间中心距（m）；
6 回路电缆情况，假定其每回I、r均等。

1.设计电压电缆及附件的设计必须满足额定电压、雷电冲击电压、操作冲击电压和系统最高电压的要求。

其定义如下：额定电压额定电压是电缆及附件设计和电性试验用的基准电压，用U0/U表示。

U0——电缆及附件设计的导体和绝缘屏蔽之间的额定工频电压有效值，单位为kV；U——电缆及附件设计的各相导体间的额定工频电压有效值，单位为kV。

雷电冲击电压UP——电缆及附件设计所需承受的雷电冲击电压的峰值，既基本绝缘水平BIL，单位为kV。

操作冲击电压US——电缆及附件设计所需承受的操作冲击电压的峰值，单位为kV。

系统最高电压Um——是在正常运行条件下任何时候和电网上任何点最高相间电压的有效值。

它不包括由于故障条件和大负荷的突然切断而造成的电压暂时的变化，单位为kV。

定额电压参数见下表（点击放大）330kV操作冲击电压的峰值为950kV；500kV操作冲击电压的峰值为1175kV。

2.导体电阻2.1导体直流电阻单位长度电缆的导直流电阻用下式计算：式中：R，——单位长度电缆导体在0 ℃温度下的直流电阻；A——导体截面积，如导体右n根相同直径d的导线扭合而成，A=n n d2/4;p 20——导体在温度为20℃时的电阻率，对于标准软铜p 20=0.017241。

, mm2/m：对于标准硬铝：p 20=0.02864。

，mm2/m；首页1234a ——导体电阻的温度系数（1/℃）；对于标准软铜：=0.00393℃-1；对于标准硬铝：=0.00403 ℃-1；k1——单根导线加工过程引起金属电阻率的增加所引入的系数。

一般为1.02-1.07 （线径越小，系数越大）；具体可见《电线电缆手册》表3-2-2；k2——用多根导线绞合而成的线芯，使单根导线长度增加所引入的系数。

对于实心线芯，=1；对于固定敷设电缆紧压多根导线绞合线芯结构，=1.02 （200mm2以下）〜1.03 （240mm2 以上）k3——紧压线芯因紧压过程使导线发硬、电阻率增加所引入的系数（约1.01）；k4——因成缆绞合增长线芯长度所引入系数，对于多芯电缆及单芯分割导线结构，（约1.11）；］k5——因考虑导线允许公差所引入系数，对于紧压结构，约1.01；对于非紧压型，k5=［d/（d-e）］2 （d为导体直径，e为公差）。

单回路高压单芯电缆金属护套感应电压及限制措施发表时间：2019-12-27T10:51:41.343Z 来源：《中国电业》2019年第18期作者：韦华[导读] 随着社会的发展和进步，现阶段社会各个行业越来越多的拓展了其发展规模摘要：随着社会的发展和进步，现阶段社会各个行业越来越多的拓展了其发展规模，因此大型企业对供电量的需求也越来越高，但由于化工行业在内的多种大型企业自身的供电需求以及生产限制，使得在企业内部不方便进行架空线路的建设，由此厂区内的主要供电线路会使用电缆在桥架中进行敷设的方法，以此满足企业的生产用电需求。

但对于类似110kv单回路高压单芯电缆线路的使用来说，在正常情况下会由于电缆的长度增加而产生更多的问题。

例如电缆金属护套的发热等问题。

从而需要对这些实际存在的问题进行有效的解决和控制，以此确保企业的生产稳定和生产安全。

关键词：单回路高压单芯电缆：电缆金属护套；感应电压及限制措施一、单回路高压单芯电缆金属护套感应电压概述随着社会各行业生产技术和生产规模的逐渐扩大，现阶段采用单回路高压单芯电缆进行供电的企业，在实际生产的整个过程中会由于单回路高压单芯电缆金属护套产生过高的感应电压，而切实影响到生产的稳定进行和生产过程的安全。

从而需要对这一问题进行有效的解决。

具体的，对于金属护套感应电压的产生，是因为当单芯电缆线中有相应的交变电流流过时，交变电流本身周围就会存在交变磁场，从而交变磁场会与电缆回路形成交变磁通，也从而使其与电缆的金属护套产生交链，至此，金属护套就会带有一定的感应电压，感应电压的实际存在会切实影响到线路的检修和维护，并且感应电压所引起的感应电流，会造成金属护套发热严重，进一步使得电能过多的浪费，并降低电缆的载流量，最终会使得电缆加速老化和出现绝缘方面的问题。

从而对于实际使用造成较大的安全隐患和威胁。

根据国标中制定的相关规范和要求，在GB50217-2017《电力工程电缆设计规范》中提出：在没有采取相应能够有效防止人员接触金属护套而产生安全事故的基础上，交流单芯电力电缆整个线路产生的感应电压不应该超过50V。

单芯电缆线路接地系统的处理及感应电势计算1 概述一般情况下，高压电力电缆和截面较大的中压电力电缆常常制造成单芯结构。

在单芯电缆线路的敷设过程中，常常要涉及到电缆的接地方式及电缆金属屏蔽的感应电势计算。

单芯电缆的导线与金属屏蔽的关系，可看作一个变压器的初级绕组与次级绕组。

当电缆的导线通过交流电流时，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，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击冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。

如果屏蔽两端同时接地使屏蔽线路形成闭合通路，屏蔽中将产生环形电流，电缆正常运行时，屏蔽上的环流与导体的负荷电流基本上为同一数量级，将产生很大的环流损耗，使电缆发热，影响电缆的载流量，减短电缆的使用寿命。

因此，电缆屏蔽应可靠、合理的接地，电缆外护套应有良好的绝缘。

2 几种常用的接地方式以下是单芯电缆线路接地线路的几种常用接地方式：2.1 屏蔽一端直接接地，另一端通过护层保护接地当线路长度大约在500~700m及以下时，屏蔽层可采用一端直接接地(电缆终端位置接地)，另一端通过护层保护器接地。

这种接地方式还须安装一条沿电缆线路平行敷设的回流线，回流线两端接地。

敷设回流线时应使它与中间一相电缆的距离为0.7s(s为相邻电缆间的距离)，并在线路一半处换位。

见图1：图11、电缆2、终端3、电缆金属屏蔽(护套)接地线4、护层保护器5、接地保护箱6、回流线7、接地箱2.2 屏蔽中点接地当线路长度大约在1000~1400m时，须采用中点接地方式。

在线路的中间位置，将屏蔽直接接地，电缆两端的终端头的屏蔽通过护层保护器接地。

中间接地点一般需安装一个直通接头。

见图2：图21、电缆2、终端3、电缆金属屏蔽（护套）接地线4、保护器5、接地保护箱6、接地线7、接地箱8、中间接地点（直通接头）中点接地方式也可采用第二种方式，即在线路中点安装一个绝缘接头，绝缘接头将电缆屏蔽断开，屏蔽两端分别通过护层保护器接地，两电缆终端屏蔽直接接地。

单芯电力电缆接地系统的处理电缆接地监控箱、接地保护箱电缆护层保护器电缆固定夹具系列资料汇编长沙电缆附件有限公司2008．12目录前言 (2)第一章单芯电缆线路接地系统的处理 (3)第一节A、B、C、三相单芯电缆基本的接地方式 (5)第二节单相单芯电缆基本的接地方式 (10)第三节接地电缆（线）的基本要求..................... 错误！未定义书签。

第四节直通接头、绝缘接头、接地接线盒简介... 错误！未定义书签。

第二章单芯电缆接地环流监测箱. (15)第三章27.5kV单芯电缆护层保护箱（/器） (17)第四章10kV单芯电缆护层保护器 (19)第五章电缆终端固定与电缆固定夹具 (19)一、27.5kV电缆户外终端典型安装固定示意图...... 错误！未定义书签。

二、27.5kV电缆户外终端头与端子板部尺寸图 (21)三、电缆固定夹具系列产品 (22)1、单孔铝合金系列电缆固定夹具 (22)2、三孔“品字形”铝合金系列电缆固定夹具 (24)3、三孔“一字形”铝合金系列电缆固定夹具 (25)4、壁挂式电缆固定夹具 (27)5、悬挂式电缆固定夹具 (28)6、壁挂式电缆固定挂钩 (30)前言目前，对运行中的电力电缆进行安全性能进行有效监控，还是个棘手问题，特别是对电缆线路的绝缘缺陷与老化的监控，除采取局部放电在线监测技术外，没有其他可行的办法。

但在线监测方法容易受到环境干扰影响产生误判、漏判，且成本费用较高，没有实际运行作用。

根据对电缆线路的故障统计与分析，三芯电缆线路约10%为产品本身的制造质量问题，50%为施工（电缆敷设与电缆头的制作安装）质量引起，40%为外力损伤电缆；单芯电缆线路有约10%为产品本身的制造质量问题，30%为施工（电缆敷设与电缆头的制作安装）质量引起，20%接地方式不符合规范，40%为外力损伤电缆外护套或及主绝缘。

选择结构形式合适，质量可靠的电缆及电缆附件是确保电缆系统安全运行的首选条件。

浅谈风电场单芯电力电缆控制感应电压戴晓亮李腾飞姚一波（特变电工新疆新能源股份有限公司，陕西西安710119）引言随着国民经济快速发展，国民对于电力负荷用电量大幅增加，且随着城市建设对于景观的要求，电力电缆在风电场配电系统的应用越来越多，而单芯高压电缆也越来越多。

但是由于单芯电缆在实际用过程中存在感应电压，在施工过程中，容易形成感应电流，造成电缆屏蔽层过热，进而出现事故。

导致单芯电力电缆的应用不能被广大电力公司所接受。

鉴于以上原因，通过与各大设备厂家沟通，并借阅相关国家标准规范，指定出一套有利于在实际电力工程中应用的方法。

1项目概述根据电力安全规程规定：35kV及以下电压等级的三芯电缆都采用两端接地方式，这是因为在正常运行中，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。

但当采用单芯电缆，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。

这部分磁通使金属护套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，并且与导体负荷电缆、频率及电缆长度成正比。

且在等边三角形排列的线路中，三相感应电压相等；在水平排列的线路中，边相的感应电压比中相感应电压高。

在此我们提出一种通过采用接地电阻箱及交叉互联箱的方法降低及消除感应电压、感应电流的方法。

2系统方案电缆护层两端接地，金属护套感应电压会在金属护套中产生循环电缆，此电缆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，将降低电缆的输送能量，更有甚者将会发生电缆互层爆炸的危险。

交流系统中单芯电缆线路一回或两回的各相按通常配置排列情况下，在电缆金属层上任一点非直接接地处的正常感应电势值，可按下式计算：E s=L伊E S0（1）E s为感应电势（V）；L为电缆金属层的电气通路上任一部位与其直接接地处的距离（km）；E s0为单位长度的正常感应电势（V/km）。

浅谈风电场单芯电力电缆控制感应电压在风力发电光伏发电工程施工中，高压（10kV、35kV）单芯电缆的应用能够在很大程度上提高系统电能输送，但是由于电缆感应电压的存在，大多电力公司在单芯电缆应用时都非常谨慎。

文章主要根据电力电缆设计规范及相关安全运行规程，通过计算将35kV及10kV单芯电力电缆感应电压、电流消除的控制在安全规范以内。

标签：发电；单芯电力电缆；感应电压引言随着国民经济快速发展，国民对于电力负荷用电量大幅增加，且随着城市建设对于景观的要求，电力电缆在风电场配电系统的应用越来越多，而单芯高压电缆也越来越多。

但是由于单芯电缆在实际用过程中存在感应电压，在施工过程中，容易形成感应电流，造成电缆屏蔽层过热，进而出现事故。

导致单芯电力电缆的应用不能被广大电力公司所接受。

鉴于以上原因，通过与各大设备厂家沟通，并借阅相关国家标准规范，指定出一套有利于在实际电力工程中应用的方法。

1 项目概述根据电力安全规程规定：35kV及以下电压等级的三芯电缆都采用两端接地方式，这是因为在正常运行中，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。

但当采用单芯电缆，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。

这部分磁通使金属护套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，并且与导体负荷电缆、频率及电缆长度成正比。

且在等边三角形排列的线路中，三相感应电压相等；在水平排列的线路中，边相的感应电压比中相感应电压高。

在此我们提出一种通过采用接地电阻箱及交叉互联箱的方法降低及消除感应电压、感应电流的方法。

2 系统方案电缆护层两端接地，金属护套感应电压会在金属护套中产生循环电缆，此电缆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。