电缆线路护套接地分析
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110kV高压单芯电缆线路金属护套接地方式110kV高压电缆线路护套必须接地运行,并且考虑限制其护套感应电压,文章讲解其不同的接地方式和原理,以便运行人员更好地巡查、维护和消缺,以免造成高压电缆过电压导致电缆外护层击穿,从而形成环流和腐蚀,最终影响电缆线路物载流量、运行寿命及人身安全。
标签:电缆护套不接地危害;护套接地方式;中点接地方式;交叉互联接地方式近年来,随着城市改造建设的加快,110kV高压电缆线路大量投入运行,并且大量110kV高压电缆线路敷设在人群密集区,其运行的安全性倍感重要。
《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,按照GB50217-1994《电力工程电缆设计规程》的要求,35kV及以下电压等级的电缆基本上为三芯电缆,在正常运行中,流过三个线芯的电流总和为零,在金属屏蔽层两端基本上没有感应电压,所以采用两端接地不会有感应电流流过金属屏蔽层,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,高压电缆很长时,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。
110kV高压电缆外护套故障及原因分析摘要:经济的快速发展提高了社会对电力的要求,电力负荷的增加也对电力系统提出了更高的要求。
为了更好的抵御极端天气的自然灾害,进一提升城市主城区电网的可靠性,减少对居民生活和生产用电的影响,同时解决市区内用地面积,架空线路线行走廊占用面积大,影响美观,近年来越来越多的高压架空线改为电缆化下地,以确保电力传输的稳定性和安全性,但电缆在施工过程因地下管线复杂,老城区内电缆沟位置不够,多以地下管道形式为主,这样的敷设方式给施工及后期电缆检修带来了诸多不便。
因此,相应的电力维护及施工必须掌握和灵活地应用110kV电缆保护层接地故障检测技术。
本文详细分析了电缆故障的原因,并提供了很多方案,说明了如何找到电缆故障点。
关键词:110kV电力电缆外护套;故障查找;故障诊断中图分类号:TM75 文献标识码:A引言电力电缆主要是用于传输和分配发电厂(所)发出的电能,并兼作为各种电气设备之间连接之用。
是电力系统中用于传输和分配大功率电能的主要元件。
随着我国电力工业高速发展,在输电缆路中,电力电缆是架空输电缆路的重要补充,实现架空输电缆路无法完成的任务,电缆在电网中有着不代替的重要地位。
电力电缆故障探测是一项技术性与经验性都比较强的工作,长期以来,测试人员所掌握的探测技术与测试经验大都是从现场实际测试中获得的。
1、110kV电力电缆护套作用电缆外护套起到保护和绝缘作用,电缆敷设环境经常伴有水份、腐蚀性物质等,倘若外护套受损,位于电缆外层的外护套能起到保护波纹铝护套免受周围电缆物质的腐蚀,进而避免危及电缆的主绝缘,直到绝缘击穿,发生事故。
另外外护套破损会使波纹铝护层产生多点接地,在运行过程中导体电流的电磁感应用使电缆金属护层环流增大,降低电缆线路的输送容量。
110kV电缆故障主要分为四类:短路故障、接地故障、断路故障和混合故障。
护套属于上述接地故障。
电缆故障的原因可能是由自己的设备质量引起的,而不考虑外部力量或内部原因,因此需要适当的诊断和维修。
第1篇一、引言电缆接地是电力系统中的重要环节,它关系到电力系统的安全稳定运行以及人身安全。
正确的电缆接地不仅可以有效防止雷电、操作过电压等对电缆的损害,还可以降低故障发生时的故障电流,保障电力系统的安全运行。
以下是关于电缆接地的一些安全规定。
二、电缆接地原则1. 电缆接地应遵循“先接后装、先装后接”的原则,即先完成接地工作,再进行电缆安装。
2. 电缆接地应保证接地电阻符合规定,以降低接地电流,确保接地效果。
3. 电缆接地应采用符合国家标准的接地材料和接地装置。
4. 电缆接地应定期检查、维护,确保接地系统处于良好状态。
三、电缆接地方式1. 电缆接地方式分为直接接地和经保护器接地。
(1)直接接地:将电缆金属护套、铠装层等直接接地,适用于电压等级较低、线路较短的电缆。
(2)经保护器接地:将电缆金属护套、铠装层等通过接地保护器接地,适用于电压等级较高、线路较长的电缆。
2. 单芯电缆接地方式:单芯电缆的金属护套应至少有一点直接接地,其余部分可通过接地保护器接地。
3. 三芯电缆接地方式:三芯电缆的金属护套、铠装层等应在电缆线路两端直接接地。
四、电缆接地安全规定1. 接地电阻(1)直接接地:接地电阻应小于4Ω。
(2)经保护器接地:接地电阻应小于10Ω。
2. 接地线截面(1)接地线截面应满足接地电流的要求,一般不应小于接地电阻的1/20。
(2)接地线截面应满足接地装置的热稳定性和机械强度要求。
3. 接地装置(1)接地装置应采用符合国家标准的接地材料和接地装置。
(2)接地装置应安装牢固,确保接地效果。
4. 接地检查(1)接地检查应定期进行,一般每年不少于1次。
(2)接地检查应包括接地电阻、接地线截面、接地装置等方面。
5. 接地保护(1)接地保护器应选用符合国家标准的接地保护器。
(2)接地保护器应定期检查、维护,确保保护器处于良好状态。
6. 接地标识(1)接地装置应设置明显的接地标识。
(2)接地标识应清晰、醒目,便于检查、维护。
对110kV及以上高压电缆线路的接地系统分析摘要:本文作者通过实际工作中总结与积累经验,主要针对110kv及以上高压电缆的接地的重要性,并通过分析高压电缆接地的要求、方式和采取的措施等。
关键词:高压电缆接地电流电缆接地方式一、前言:经过十几年高压电力电缆施工我们积累了相当一部分的经验,本文综合各类文献并结合工程实际,意图对110kv及以上高压电缆的接地就重要性等方面进行探索。
二、高压电力电缆接地分析当导体内通过电流时会在其周围产生感应电压,对于在发电厂、变电所等用于低压及二次系统控制的电缆,为了防止继电保护装置误动以保证保护装置可靠性以外,也防止控制电缆屏蔽因感应电压而导致保护装置损坏,所以均采取带屏蔽铜网的电缆,并对屏蔽接地有着非常严格的规定;并且要求电缆支架等都要求接地以防止感应电压危及人身安全;而高压电力电缆同样存在这样的问题,本文将针对高压电力电缆在施工及运行中遇到的的一系列敷衍出的问题进行讨论:首先是敷设时的机械保护(电缆抗弯、防水、防火、腐蚀——采取铝、铜等金属外护套)→其次运行中线芯电流(在金属护套上形成1∶1的单匝变压器产生感应电动势——危害人身安全及电气设备运行经济性、可靠性等,采取外屏蔽接地)→接地电流或环流→各种接地方式的解决方法。
为了尽可能减少护套环流我们可以采取多种金属护套的连接与接地方式,这是我要着重讨论的问题。
高压电缆线路的接地方式有下列几种:.金属护套一点接地(一端或中点):无环流,感应电压与电缆长度成正比,短电缆线路常用;⑵. 金属护套两端接地:有环流,感应电压为零,但影响载流量,轻负荷电缆线路常用;⑶. 金属护套交叉换位连接:两端接地,中间用绝缘接头将护层交叉换位连接,无环流,感应电压与电缆长度成正比,但可以限制在允许的范围内,长电缆线路常用。
⑷.电缆换位,金属护套交叉互联:要求测得电缆金属感应电压必须是小于50v为前提,如果不是的话,必须进行相应的检查,是否是电缆的原因还是由于电缆的长度太长而造成的,还是其他原因造成的,如果是长度的原因(一般要求在500~800m的范围具体看测试结果),应相应调整其长度,比如说一组交叉互联加一组接地(一段接地)或其他方式。
浅谈电缆金属护套的接地方法和措施随着我国电网改造的深入,大量的架空线被电力电缆取代。
电力电缆跟架空线不同,它被埋在地下,运行维护较困难,正确使用电缆,是降低工程投资,保证安全可靠供电的重要条件。
在城市配电网络中,应用最广的是10 kV的电力电缆,一般是使用交联聚乙烯铠装三芯电缆,这种电缆金属护套一般只需直接接地即可。
而单芯电缆金属护套的接地和三芯电缆不同。
现从单芯电缆使用过程中经常被忽略的金属护套的感应电动势,现分析一起变电所单芯电力电缆金属护套错误接地引起的故障,并介绍实用的接地措施。
1 单芯电缆金属护套过电压和环流的产生单芯电力电缆的导体中通过交流电流时,其周围产生的磁场会与金属护套交链,在金属护套上会产生感应电动势。
感应电动势的大小与导体中的电流大小、电缆的排列和电缆长度有关。
对三相等边三角形排列的电缆,如果将金属护套两端直接接地,就会在金属护套中形成环流,环流的大小与电缆相应的长度,导体中电流大小有关。
出于经济安全考虑,在一些电缆不长,导体中电流不大的场合,环流很小,对电缆载流量影响也不大,是可以将金属护套的两端直接接地的。
如果仅将电缆的金属护套一端直接接地,在正常运行时,电缆的金属护套另一端感应电压应不超过50 V(或有安全措施时不超过100 V),否则应划分适当的单元设置绝缘接头。
在发生短路故障时,导体中有很大的电流,可能会在金属护套上产生很高的过电压,危及护层绝缘,因此在电缆线路单相接地时,在电缆的未接地端,应加装过电压保护器接地。
2 单芯电缆金属护套的连接与接地为了解决电缆金属护套两端同时接地存在环流,和一端直接接地,在另一端会出现过电压矛盾的问题,电缆金属护套应针对电缆长度和导体中电流大小采取不同的接地形式。
电缆线路不长时,电缆金属护套应在线路一端直接接地,另一端经过电压保护器接地,如图1所示。
电缆越长,电缆非直接接地端产生的感应电压越高,为保证人身安全,电缆在正常运行时,非直接接地端感应电压应限制在50 V以内,在短路等故障情况下,金属护套绝缘的冲击耐压和过电压保护器在冲击电流作用下的残压,配合系数不小于1.4。
110kv电缆线路护层接地方式及保护措施摘要:当前,110kv电缆线路已经逐渐成为城市中替代架空线路的关键输电环节,然而也存在不足之处,主要原因在于该输电系统的架设工作较为复杂,而且技术性要求相当高。
因此,现阶段我国供电企业需要重点探讨的问题是如何充分掌握110kv电缆线路护层接地方法,采取有效的保护措施,只有这样才可以促进企业持续健康发展。
基于此,本文首先介绍了110kv电缆线路的优势性能,然后分析了110kv电缆线路护层的常见接地方法,最后提出了110kv电缆线路护层的保护措施,以供大家学习和参考。
关键词:110kv电缆线路护层;接地方式;保护措施近年来,在社会经济日益发展的背景下,我国电力行业不仅迎来很多发展机遇,而且面临严峻的挑战,要想更好地满足社会对电能的需求,供电企业在发展中将电网建设规模不断扩大。
在该情况下,110kv电缆线路的投入使用可以使电网具有更强的供电能力,而为了提高电网运行的可靠性和稳定向,必须要不断完善且落实110kv电缆线路保护层接地方法,还要结合实际情况,合理制定有效的保护措施。
一、110kv电缆线路的优势性能就110kv电缆线路来讲,其内部是单芯结构形式,在具体应用中体现出多个优势特点,具体表现在以下几个方面:其一,可以使电缆的使用寿命得到延长,以显著减少电网运行过程中产生的总成本,为供电企业创造更多的经济效益。
其二,此电缆线路可以迅速适应自然气候带来的影响,在最大限度上减少网损,而且提升供电质量。
其三,利用电缆线路的保护层可以明显减少电缆线路受损的情况,以免投入大量的维修费用。
其四,该电缆线路是采用高空架网的形式来铺设,所以既安全又可靠。
二、110kv电缆线路护层的常见接地方法(一)单端接地电缆的线路长度不超过500米时,一般来说,终端部分运用电缆金属护套使其中的一端直接接地,而且将另一侧通过非线性的电阻保护器,以做好间接接地处理,让金属护套对地处在绝缘的状态中,以免出现有回路的问题。
0引言高压单芯电缆被广泛应用于输电线路、变电站及工业和商业建筑等领域,传输和分配大量的电能[1],在电力系统中起着重要的作用。
然而,高压单芯电缆的护层由于老化、火灾、机械损坏等多种原因,可能会发生接地故障,对电力系统的安全性和稳定性产生负面影响。
因此,研究和应用高压单芯电缆护层的接地方式成为当今电力工程领域的一个重要课题。
曾含等[2]基于优化包覆层结构,提出高压单芯电缆暂态热路建模方法,将复杂的3层结构统一化处理,并通过实验获取热容和热阻参数。
王航等[3]进行波纹金属护套高压单芯电缆线芯护层互感的研究,使用比奥—萨伐尔定律解算高压电缆线芯电流的磁感应强度,运用高斯定理求解波纹护套截面的磁通量;建立环形纹和螺纹护套的参数方程,并确定内外曲面作为磁通量积分边界,推导出线芯与波纹护套互感和等效直径方法误差的解析公式。
刘日朗[4]采用电磁暂态计算软件(ATP-EMTP )进行输电电缆护层多点接地故障研究,使用仿真软件模拟电缆护层多点接地故障及其他故障情况,比较不同因素对护层环流值产生的影响。
电力系统规划不断扩大,对电气化专用电缆的需求越来越大,电缆作为电力系统中的重要组成部分,是电气绝缘组合电气设备开关柜的进出线,也是电力系统输电、配电导线。
由于电力系统中变电低压设备主要采用全封闭组合电气设备,所有线路导线全部采用高压单芯电缆,而且高压单芯电缆成本低、高压耐受性能强,具有普通电缆不可代替的优势,因此得到广泛应用和批量化生产。
然而,高压单芯电缆在电力系统中的大量应用带来了许多新的故障,如单线接地故障、高压单芯电缆护层套被烧融、高压单芯电缆终端头被击穿等,电缆金属护层的保护功能无法充分发挥,严重威胁电力系统巡视查验人员的生命安全。
经查验,出现这些现象的主要原因在于高压单芯电缆护层的接地方式不合理。
现行的接地方式仍沿用普通电缆接地方式,为两端分别并联接地,这种方式在实际应用中不仅电缆护层感应电势较大,而且电缆接地故障率较高。
电缆外护层接地电流检测原理
电缆外护层接地电流检测原理是指在电缆线路中,通过测量外护套接地电流的大小来判断电缆是否发生故障或异常情况的一种检测方法。
当电缆线路正常运行时,电缆外护套接地电流为零或很小。
然而,当电缆线路发生故障或异常情况时,如电缆外护套破损、接地不良或绝缘损坏等,就会导致外护套接地电流增大。
因此,通过测量外护套接地电流的大小,可以判断电缆是否发生故障或异常情况。
测量外护套接地电流的方法通常采用钳形电流表或专用的外护套接地电流测试仪进行。
这些仪器可以直接夹在外护套上,测量接地电流的大小。
通过定期检测外护套接地电流,可以及时发现电缆线路中的潜在故障或异常情况,从而及时进行维修和处理,保证电缆线路的安全运行。
总结来说,电缆外护层接地电流检测原理是通过测量外护套接地电流的大小来判断电缆是否发生故障或异常情况的一种检测方法。
论110kV电缆线路中的交叉互联接地系统设计摘要:基于110kV电缆线路中的交叉互联接地系统在电网线路的生产和运行中应用的广泛性,本文重点论述了此接地系统的设计原理和实际应用现状,并分析了常见的问题,提出了一些可行的措施,以期能够为相关的实践提供些许理论参考。
关键词:电缆线路交叉互联接地系统原理应用问题措施电缆线路中的交叉互联接地系统的设计原理是将电缆金属护套的一端直接接地,普遍用的是中间绝缘接头和交叉互联箱与三相电缆的金属护套调换位置以后进行重新连接,而另一端则通过保护接地,这样在完全换位的状况下,金属护套中就没有任何环流的通过,两端对地之间也就不会产生相应的感应电压,而是在每段的电缆线中间有一定的感应电压,并能保证换位处的感应电压幅度最高。
这种交叉互联方式的电缆线接地系统有其优势,也会存在着一定的缺陷和问题。
找到适当的方式就能化不利为有利。
一、110kV电缆线路中交叉互联接地系统的原理与应用就普遍情况来看,110kV 以上的高压电缆线路中使用的电缆很多都是单芯电缆,当有电流通过这种单芯电缆线时,便会产生磁力线交链的金属护套层,电缆线的两端面就会出现感应电压。
通过电缆线的电流越大,电缆线的长度越长,感应电压的幅度就越大,三者是呈正比的关系。
但是当电缆线路过长的时候,通过电缆护套上的感应电压相加起来的电压则会在一定程度上危胁到人们的生命安全。
所以当电缆线路发生短路的故障问题时候,或者电缆线路受到雷电的强烈冲击,或者操作不当导致电压过大,就容易形成强度很大的感应电压,有时候它能击破电缆线路的保护绝缘,所以单芯电缆线路的使用中一定要采取合适的接地方法,并按照科学的步骤进行操作,以达到保护人民的生命财产安全和电缆接地系统设备安全的双重目的。
电缆护套的接地方式有一端接地方式、两端接地方式以及交叉互联接地方式,选取那一种要看这种方式所带来的利弊是否平衡,是否能够承载高压电缆线路的正常负荷。
通常,较长的110kV电缆线路的金属护套的不能使用两端接地方式,例如当电缆线路的长度超过1500米时就不能进行两端接地,因为这样会导致金属护套中通过一定量的环流,从而降低了电缆线路的总载流量,而电缆线路中的交叉互联接地方式或者一端接地方式电缆通过的载流量均大于这种两端接地方式的电缆载流量,这样就不会造成资源的浪费,能源也不至于损失过多,由此看来较长的电缆线路一般可以采用护套一端接地方式,或者采用护套中点接地方式,还可以采用交叉互联接地。
关于110kV高压单芯电缆线路金属护套接地方式摘要:110kV高压电缆具有供电可靠性高、受外界因素影响小、占地少、对城市市容环境影响小等优点,在城市输配电网中得到了广泛的应用。
由于金属护套中存在感应电压,高压电缆通常通过金属护套的交叉连接来抑制感应电压。
但是,负载电流不平衡、电缆截面不均匀、电缆排列方式不同、电缆相间距离不同,都会引起金属护套感应电压不平衡,从而产生通过大地的地面环流。
当金属护套接地环大量流过时,会造成大量损耗,导致电缆温度升高,降低电缆的传输效率,缩短电缆的使用寿命。
鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对110kV高压单芯电缆线路金属护套接地方式提出了一些建议,仅供参考。
关键词:110kV高压;单芯电缆线路;金属护套;接地方式引言近年来,随着城市改造和建设的加快,大量的110kV高压电缆线路投入运营,大量的110kV高压电缆线路分布在人口密集地区,因此其运行安全更为重要。
当单芯电缆芯线通过电流时,会产生一个由磁力线构成的金属屏蔽层,这会在两端产生感应电压。
感应电压的大小与电缆的长度和流过导体的电流成正比。
当高压电缆很长时,护套上的感应电压会叠加,危及人身安全。
当发生短路故障、操作过电压或雷击时,会在屏蔽层上形成高感应电压,甚至可能击穿护套绝缘。
因此,加强110kV高压单芯电缆线路的金属护套接地方法十分重要。
1、高压输电线路接地故障定位原理当高压输电线路因为雷击?电容器?投切或断路器等原因产生接地故障时,在高压线路的接地故障点会形成折射行波和反射行波,两种行波会分别向输电线路的两端传播?高压输电线路接地故障点折射和反射行波传播原理图如图1所示?电压波在高压输电线路传播的过程中,如果输电线路突然发生接地故障,会使输电线路的波阻抗发生突变,变得不连续,从而使电压波在故障点处的能量发生改变?图1中A点为高压输电线路的接地故障点,Z1是接地故障点左侧的输电线路波阻抗,Z2是接地故障点右侧的输电线路波阻抗,u1q是高压输电线路未发生接地故障时的行波,u2q和u1f分别是发生接地故障后的折射波和反射波?本文中所采用的行波测距原理如图2所示,其中M点是检测端,从M点向高压输电线路接地故障处发射调制?2、110kV高压单芯电缆金属护套接地问题芯电缆通常用于满足当前电气工程规范的要求。
高压电缆钢铠及金属屏蔽层接地问题浅析作者:王旭升温克波来源:《中国科技纵横》2016年第16期【摘要】在某矿山供电系统中,发生了一起35kV出线电缆故障导致开关速断保护跳闸的故障。
技术人员对电缆线路进行故障点查找,发现B、C相各有一根电缆故障接地,故障点在电缆线路和架空线路连接处铁塔下10m以内。
工作人员对故障电缆进行解除,对电缆故障点进行人工开挖,发现B、C相各一根电缆发生绝缘层击穿现象,外护套小面积烧伤导致A相一根电缆外护套及铠装层损伤。
联系设计院及厂方技术人员,对故障点进行做电缆中间头处理。
结合此次电缆故障,笔者对35kV高压单芯电缆的铜屏蔽及铠装接地问题进行简单的技术分析。
【关键词】高压电缆金属屏蔽接地问题高压电力电缆的铜屏蔽和钢铠一般都需要接地,两端接地和一端接地有什么区别?制作电缆终端头时,钢铠和铜屏蔽层能否焊接在一块?制作电缆中间头时,钢铠和铜屏蔽层能否焊接在一块?为什么金属屏蔽层非得要接地呢?电力安全规程规定: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,在钢铠或金属屏蔽层外基本上没有磁链,这样,在钢铠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钢铠或金属屏蔽层。
但是当电压超过35kV时,大多数采用单芯电缆,单芯电缆在通电运行时,在屏蔽层会形成感应电压,如果两端的屏蔽同时接地,在屏蔽层与大地之间形成回路,会产生感应电流,这样电缆屏蔽层会发热,损耗大量的电能。
如果铜屏蔽及钢铠不接地,使电缆芯线-交联聚乙烯-金属屏蔽层之间的电容C1与金属屏蔽层-电缆外皮-大地间的电容C2形成了串联回路,相当于构成了一个电压分压器,如图1所示。
电缆芯线导体上的电压为系统运行电压,即U1=35/√3 kV,因此铜屏蔽对地电压为:U2=U1×C1/(C1+C2)如果金属屏蔽层上的对地电压超过其对地绝缘承受能力,就会发生击穿放电现象,一旦放电金属屏蔽层通过电弧通道接地,铜屏蔽上的电荷得到释放,因而电压立刻降低,电弧熄灭,电容C2又重新充电,直到电压达到绝缘的击穿电压再次放电,这样周而复始发生间歇性电弧放电现象。
高压电力电缆接地线电流超标原因分析及处理摘要:本文介绍了一起典型的 110 kV 高压电缆金属护套接地电流超标的缺陷。
通过对电缆线路接地系统的原理分析和现场实际连接方式的对比分析,确认电流超标原因。
同时,提供了类似电流超标的预防措施及建议。
〔关键词〕高压电力电缆;接地线;电流超标;原因;处理随着社会经济的不断发展,城市用电量增长迅猛,城市输电线路越来越多地采用高压电缆。
但相较架空输电线路,电力电缆因其隐蔽性高,结构也较为复杂,一旦出现故障,往往很难在数小时内处理好。
因此如何将电缆故障消灭在萌芽状态,成为电缆管理部门最为关心的问题。
下面介绍了一起 110 kV 高压电缆金属护套接地电流过大的问题,通过对接地系统的分析,确定了缺陷原因,并针对性地提出了预防措施。
1 设备概况110 kV 甲乙线为一条纯电缆线路,线路走向为甲变向乙变,全长 2 100 m。
敷设方式为排管和电缆沟混合敷设,电缆型号为 YJLW03-64/110 kV-1×630 mm2 ,甲、乙变电站内均为电缆户外终端,电缆全线共计 4 组中间接头。
该电缆线路建设工程完成投运于 2007-12-21,后经一次线路迁改工程,投运于 2011-03-18。
电缆第一次工程 ( 建设工程 ) 时,共安装 2 组中间接头,电缆全长 2 010 m,如图 1 所示。
图1 110 kV 甲乙线第一次工程 ( 建设工程 ) 系统电缆第二次工程 ( 迁改 ) 工程时,将 1 号接头至 2 号接头及 2 号接头至乙变段的电缆进行部分更改,增加两组接头。
原 2 组接头保留,修改接头顺序编号,如图 2 所示。
图 2 110 kV甲乙线第二次工程 ( 迁改工程 ) 系统2电流超标情况某日班组人员对 110 kV 甲乙线的金属护层接地电流进行检测工作。
当日测量了甲、乙两变电站内尾管接地电流,并与当时的负荷电流进行计算、比较。
根据 Q/GDW 11223—2014《高压电缆状态检测技术规范》,正常运行电缆接地电流绝对值小于 50 A、接地电流与负荷比值小于 20 %、单相接地电流最大值 / 最小值小于 3。
浅谈单芯电力电缆护层接地及护套损伤危害性摘要:单芯电缆护层一端直接接地,另一端通过护层保护接地是可采用的接地方式,而护套两端接地方式不常用,仅适用于极短电缆和小负载电缆线路。
通过护层保护器接地的电缆头接地引线须全绝缘包缠处理。
精细勘察设计优选电缆敷设路径,避免交叉施工、争取合理工期、创造有利电缆敷设环境,把握和优化电缆敷设时机、方法,强化电缆敷设之后的成品保护。
鉴于此,本文主要分析单芯电力电缆护层接地及护套损伤危害性。
关键词:单芯电力电缆;护层接地;护套损伤1、电缆护层接地方式单芯电力电缆正常运行时,金属护层出现感应电势,金属护层均会做接地处理,采用一端接地或两端接地等形式。
(1)护层一端单点直接接地时,未接地端护层将产生感应电势。
在线路发生短路或过电压情况下感应电势很大,危及设备和人员的安全,严重时可能击穿电缆主绝缘层。
采用这种护层接地方式时,需要计算不接地端可能产生的最大感应电势,确保电缆不受过高感应电势而损坏。
(2)护层中央部位单点直接接地方式,与护层单端直接接地相同,在线路未接地端也将产生感应电势。
这种接地方式相比于护层单端接地时,线路长度可以延长1倍。
(3)护层两端直接接地时,通过大地的连通,护层与大地形成环路。
由于感应电势的作用,护层中产生环流。
环流使线路不断发热,电缆运行温度升高,降低线路的载流容量。
由于两端接地,护层上产生电势降低,绝缘层和电缆外护套不易被感应过电压击穿。
由于金属护层中环流值正比于线路电流、长度,线路越长,载流量越大时,环流越大。
因此,这种护层接地方式不适合大容量长距离的单芯电缆线路。
(4)电缆护层交叉互联接地时,护层接地方式接线复杂,施工难度大,成本高,且有多种变化的接线方式,如电缆位置互换等。
每交叉互换单元的护层三相感应电势相位相差120°,相互抵消,线路每单元的感应电势几乎为0,使线路得到最大的保护。
当单芯电缆线路为km以上时,采用这种护层接地方式能满足线路的大容量、长距离要求。
浅析铁路客运专线单芯电缆线路金属护层接地摘要] 铁路客运专线为保证通信、信号等重要负荷的供电可靠性一般设置两路10kV全电缆线路。
为减少电缆线路中间接头、提高电缆线路的供电可靠性,铁路客运专线10kV电力贯通线多采用单芯电缆线路。
本文从单芯电缆结构、金属护层接地原理、接地方式、感应电压计算等方面对单芯电缆线路金属护层接地进行了全面的分析,以期提高客运专线单芯电缆线路的运行可靠性。
[关键词]铁路客运专线、单芯电缆线路、金属护层接地、感应电压计算1 铁路客运专线10kV电力贯通线特点铁路客运专线为保证通信、信号等重要负荷的供电可靠性一般设置两路10kV全电缆线路。
为减少电缆线路中间接头、提高电缆线路的供电可靠性,铁路客运专线10kV电力贯通线多采用单芯电缆线路。
根据我国电力安全规程的规定,电气设备非带电的金属外壳都要接地,因此电缆的金属屏蔽层都要求接地。
对于三芯电缆来说,正常运行时流经三个导电线芯的三相电流相量和为0,在金属屏蔽层两端基本上无感应电压。
但当采用单芯电缆时,其导电线芯有电流通过,就有磁力线交链金属屏蔽层,使金属屏蔽层的两端产生感应电压。
如果接地方式处理不当,将在屏蔽层产生很大的感应电流,从而影响电缆的正常运行,甚至发生事故。
2 单芯电缆的结构及各部分的主要作用单芯电缆从内向外的结构依次为:导体、内半导体层、绝缘层、外半导体层、金属屏蔽层、内护层、金属铠装层、外护层。
(1)导体:传输电能,提供负荷电流的通路。
(2)内半导体层:起均匀导体表面电位的作用,用于改善金属电极表面电场分布,提高绝缘层表面耐电强度。
(3)绝缘层:起绝缘作用,一般采用聚乙烯材料,是将高压电极与地电极可靠隔离的关键部位,能承受工作电压及过电压长期作用,具有较高的耐电强度,能承受发热导体的热效应。
(4)外半导体层:起屏蔽作用,消除绝缘层与金属屏蔽层之间的间隙,用于改善金属电极表面电场分布,提高绝缘表面耐电强度。
(5)金属屏蔽层:也可称作薄铜带屏蔽层,起屏蔽作用,用于形成工作电场的低压电极,提供电容电流及故障电流的通路,以免因短路引起电缆温升过高而损坏绝缘层。
高压电缆金属护套接地环流过大问题及措施摘要:高压电缆在电力系统中的应用越来越广泛,电缆金属护套环流的大小可以客观地反映电缆外护套的操作的状态,影响电缆线路额定操作的承载能力,从而影响电缆的绝缘的寿命和稳定运行,因此,高压电缆金属护套循环监测已成为供电部门运营管理的重要工作。
本文从高压电缆金属护套环流的角度,阐述了电缆金属护套环流的机理和危害,着重于单芯电缆两端直接接地和交联保护模式周期等效电路进行了分析和推导,得出影响护套环流异常的主要因素,提出了预防措施。
关键词:高压电缆;金属护套;环流;保护器引言当高压单芯电力电缆通过电流时,在电缆线芯周围会产生电磁场,其与电缆线芯产生的电流大小成正比。
当该电磁场链到单芯电力电缆金属护套时就会产生感应电压,其大小与电缆长度、敷设方式、回路的排列方式等有关。
当电力电缆外护套受到破损,造成金属护套多点接地,致使感应环流形成回路,从而使金属护套损耗增加,并导致电缆绝缘加速老化破损。
1电力电缆排列方式与护套环流在电力电缆金属护套接地的方式中,选择交叉互联和单点接地的方式越来越多,但原有的电缆外护套出现破裂,导致金属护套交叉互联接地方式分布不均,产生金属护套环流,增加电缆损耗,降低电缆使用寿命。
电力电缆的排列方式一般有水平排列、三角排列、垂直排列。
电力电缆不换位置,护套在交叉互联后,其两端接地。
水平电力电缆排列方式、三角形电力电揽排列方式、垂直电力电缆排列方式的金属护套感应电压在均满足有关规定下,电缆水平排列方式护套环流最小,金属护套损耗最小;三角形排列方式金属护套环流最大,金属护套损耗最大。
根据计算,其各种排列方式的电压数据如下,见表1。
在电力电缆不同的排列方式下,其对金属护套环流的影响也不一样,其中水平和垂直排列方式下的电力电缆金属护套环流产生的影响比三角形排列的方式的影响小。
对于高压电路的电缆线路,为了要降低其金属护套环流的影响,对电力电缆的排列方式的一致程度提出了更高的要求。
高压电缆金属护层多点接地原因分析及预防措施摘要:随着社会经济水平的快速提升,我国的城市建设有了极大的发展,同时也需要安全稳定的电力供给来提供保障。
再加之电力资源需求量不断提升,电力安全问题不得不引起人们的重视。
近些年来,高压电缆已经被广泛应用于电力系统的运行之中,其中电缆保护层对于高压电缆的安全稳定运行而言十分重要。
本文会以部分实例为着笔点,对高压电缆金属护层多点接地的原因进行简单分析,然后针对实际电网运行中经常发生的高压电缆护层多点接地事故提出相应的预防措施,以期为业内人员提供参考。
关键词:高压电缆;金属护层;多点接地;原因分析;预防措施引言:作为电网建设的主要动脉,高压单芯输电电缆通常是应用于35千伏及以上的电网,其连接着重要的变电站以及负荷,为电网安全运行提供有力保障。
电网建设过程中,限制电缆保护层的感应电压以及接地电流需要通过不同的接地方式来实现。
因此,需要综合考虑多种问题来预防电缆金属护层多点接地问题的发生。
1高压电缆金属护层多点接地的相关实例1.1故障过程110KV方中甲线7号交叉互联箱与8号交叉互联箱经巡视发现A相接地线连接存在异常,工作人员通过红外热线成像仪测量发现,其温度最高达到了160.2℃,且通过的电流高达196A,接地电流呈现异常状态。
在电缆负荷电流360A的情况下,接地电流196A占据了2/1以上的比重,所占比重与相关规定所设定的有较大的出入。
通过工作人员的分析,导致出现电流泄露问题的原因是电缆运行振动或绝缘护套在外力的作用下受损。
由于电流泄露到交叉互联箱箱体的内部,电缆外护套多点接地,进而导致接地电流占电缆负荷电流比重超过实际规定,同时引起电缆护层温度升高。
1.2电缆外护套多点接地的危害在高压电缆运行过程中,保障其可以实现高效稳定运行的措施之一便是XLPE电缆金属保护套接地的应用。
在常规状态下,单芯电缆一般是35千伏及以上,其主要是通过电缆芯中交流电产生的磁力线与金属护套铰链来产生感应电压。
电缆线路护套接地分析
1 高压电缆金属护套应正确可靠接地
110kV及以上高压电缆均为单芯,其线芯与金属护套可看作一个变压器,当线芯通过电流时就会有磁力线交链金属护套,在磁力线的作用下,金属护套上会感应电压,感应电压与电缆长度和流过导线的电流成正比。
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,为保障人身安全,金属护套上的感应电压不得超过50V;而当不接地端的电缆金属护套已用绝缘材料包裹时,该感应电压可提高到100V。
另外,在发生不对称短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时,金属护套上会形成很高的感应电压,将使护套绝缘发生击穿。
因此,电缆金属护套对地应保持良好的绝缘,并在设计、安装时,按照安全、可靠、经济合理的原则,在电缆护套的一定位置,根据线路的不同情况,采用护套两端接地、护套一端接地、护套中点接地、护套交叉互联接地、电缆换位接地、金属护套交叉互联接地等特殊的连接和接地方式,以防止电缆护层绝缘被击穿。
2 高压电缆金属护套接地方式
2、1护套两端接地
它是指金属护套在电缆两端直接接地。
这样金属护套将会出现很大的环流,其值可达线芯电流的50%~95%,使金属护套发热,不仅加速绝缘的老化,还降低了载流量,因此金属护套不宜两端
直接接地。
个别情况,如线路很短或轻载运行,运行时护套上的感应电压很小,环流对电缆的载流量影响不大,可采用此接地方式。
2、2护套一端接地
当电缆金属护套有一端接地而另一端不接地,将出现下列问题:首先,当雷电流或过电压波沿线芯流动时,金属护套不接地端会出现很高的冲击电压;另外,在短路电流流经线芯时,金属护套不接地端会出现较高的工频感应电压,造成电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的作用而损坏,并导致电缆出现多点接地,形成环流。
因此,为了保护绝缘,在采用一端直接接地时,另一端需经护层保护器接地限制护层上的过电压,同时安装沿电缆平行敷设的回流线,并在电缆一半处换位。
当接地短路故障时,接地电流可以通过回流线流回系统的中性点。
由于通过回流线的接地电流产生的磁通抵消了一部分电缆接地电流产生的磁通,因此装设回流线后可降低短路故障的感应电压。
由于护套一端接地,另一端经保护器接地,金属护套的其它部位对地绝缘,这样护套与地之间不构成回路,也就不会形成环流。
通常电缆线路长度在500米以下时采用此方式。
2、3护套中点接地
长电缆线路采用一端接地时,由于感应电压太高,易使护层绝缘击穿造成金属护套多点接地。
此时,可在电缆线路的中间将
金属护套接地,电缆两端均对地绝缘,并分别装设保护器。
通常电缆长度在500m以上、1 000m以下时采用此方式。
2、4护套交叉互联
护套交叉互联是指电缆线路分成若干大段,每大段分成长度相等的3小段,每小段之间以绝缘接头连接,绝缘接头处金属护套三相之间用同轴电缆经换位箱进行换位连接,换位箱内装设保护器,每大段的两端护套分别互联并接地。
金属护套任一点的感应电压若超过50V~100V,或为了减小电缆对邻近线路及通信的感应,应采用交叉互联接线。
通常电缆在1 000m以上时采用此方式。
2、5电缆换位、金属护套交叉互联
它是将金属护套交叉互联,同时再将三相电缆本体进行交叉换位。
在此方式下,三相护套电位相量和为零,金属护套中没有环流,因此效果更好。
通常在隧道等电缆较容易换位的地方采用。
3 电缆金属护套可靠接地的保障条件
金属护套接地方式应综合考虑接地电阻、通过电缆的工作电流、短路电流、接地故障电流及电缆的长度等要素,并严格控制接地电阻,合理选择接地线、护层保护器等。
3、1接地电阻
接地电阻值主要与土壤电阻率、接地体、电流频率等因素有关。
通常根据对接地电阻值的要求,确定埋置接地体的形状、尺
寸、数量及布置方式。
接地电阻是接地装置技术要求中最基本的技术指标,原则上接地电阻越小越好。
大接地短路电流系统接地电阻应符合下述要求:R<=2 000/Id(Ω)(当Id>4 000A时,取R<=0、5Ω)。
施工中需按相关规定进行接地体的设置及与引线的连接,避免人为造成接地电阻的增大及在故障时接地回路的开路。
3、2接地线
接地线需能够承受在接地故障时流过金属套的短路电流,所以地线外部,必须具有与高压电缆相同绝缘的外护套,并确保接地线外护套的完整性和延续性。
另外,回流线的选择与设置,应符合下列规定:1)回流线的截面需满足最大暂态电流作用下的热稳定要求;2)回流线的排列配置,应保证运行时回流线产生的损耗最小;3)电缆线路任一终端设置在发电厂、变电所时,回流线应与电源中性线接地的接地网连通。
通常施工中,对接地引线及回流线外绝缘护套的保护没有引起足够的重视,这必然造成绝缘水平下降及损坏,危及人身安全、加大安全稳定供电的风险。
3、3护层保护器
护层保护器常用氧化锌电阻片,因其是非线性电阻阀片,可做成无间隙避雷器,使放电无延迟。
在工作电压下,保护器呈现高阻,通过的工作电流为微安级,护套与大地之间不构成回路。
当护套上过电压达到保护器的起始动作电压,保护器内阻值迅速下降,过电流由保护器流入大地,而护套上的电压仅为通过电流
时保护器的残压,其残压与流过的电流大小基本无关而为一定值。
当作用电压降到动作电压以下时,氧化锌阀片“导通”状态终止,因此不存在工频续流。
保护器的残压和起始动作电压要比冲击过电压低得多,从而使护套绝缘避免受过电压的破坏。
一般来说,护层保护器的冲击残压应低于0、7倍非金属护层的冲击耐受电压值,额定电压应高于电缆一端接地短路时在护套不接地端产生的工频感应电压。
4 金属套的短路电流
绝热状态下短路电流为:
非绝热状态下短路电流为:I=IADε
综上所述,电缆金属护套接地质量的优劣已成为电网安全可靠运行不可忽视的因素。
设计应经济合理、安全实用、便于施工和维护;施工应按照设计和规范精心组织、严格施工,杜绝质量隐患;投入运行后,定期做好试验工作,及时发现和消除事故隐患,使电缆处于可控、在控状态,提高电力系统供电可靠性和稳定性。
参考文献
[1]电力工程电缆设计规范GB50217-xx、
[2]电力设备接地设计技术规程 SDJ8-
79、。