XLPE单芯电缆铠装接地的探讨.doc

XLPE单芯电缆铠装接地的探讨 吴睿力 （广东省工业设备安装公司，广州 510080） 摘 要：通过介绍东莞诺基亚XLPE 绝缘导体截面1000mm2单芯电缆敷设运行情况，对环流做了实测，对正三角形、水平排列的护套感应电压做了计算、比较，提出了正三角形排列一端接地的结论和建议，供各地同行参考。 关键词：XLPE 单芯电缆 金属屏蔽层 环流 感应电压 两端接地 一端接地 某些工程由于受到空间等因素的影响，使用1000mm2的单芯交联电缆进行低压供电。单芯电缆的使用提高了单回电缆的输送能力和施工效率，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。 1 电缆实例 东莞诺基亚移动电话有限公司的电缆系统已投入使用近两年，但低压配电柜MN11至B电房的供电进线电缆于2001年10月15日被发现发热。电缆规格为XLPE-1000mm2,全长约220米。发热部位为电缆头的5m范围内的电缆金属屏蔽层,发热温度约为110℃，发热金属屏蔽层对地电流为110A，电缆同低压柜连接线处不发热，温度约为40℃。电缆分3相，每相有3条XLPE-1000mm2电缆，每相有1～2条电缆的金属屏蔽层发热。电缆排列形式全长为紧贴三角形布置，电缆两端距离电缆端头3～4米处因为进柜原因为平行排列方式。 我司接到诺基亚通知后，立即于当天将发热的电缆金属屏蔽层进行悬空（不接地）的应急处理，经运行13小时后，电缆不发热，但悬空的电缆金属屏蔽层产生了120V左右的感应电压，较危险。 1.1.初步判断电缆的金属屏蔽层发热的原因有两个： 1.1.1.绝缘层被发热击穿，有泄漏电流，使金属屏蔽层带电； 1.1.2.电缆长期使用后，由于电缆受到电场力和配电柜柜顶板受电场力振动，电缆铜索头松动，造成金属屏蔽层的接地处松动；并且由于金属屏蔽层为铝质材料属硬磁材料，磁滞特性非常显著，在涡流效应的影响下，磁损耗日益增大，发热增加。并且没有定期进行维护，造成铜束头松动并和该处的金属屏蔽层长期发热，导致金属屏蔽层和铜束头表面氧化，引起金属屏蔽层接地不良好，接地电阻过大，同时金属屏蔽层的感应电流因电缆的负荷电流保持较高，因而造成局部金属屏蔽层发热。 1.2.验算金属屏蔽层的工频感应电压 1.2.1.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。 1.2.1.1.电缆正三角形排列时，金属屏蔽单位长度的感应电压可按下面公式计算： U = 2aILn(2S/D)×10－7（V/m） I---负荷电流，S---电缆中心距离，D--电缆金属屏蔽层平均直径 以该单芯电缆计算，电缆中心距离约76mm(S)，电缆屏蔽层平均直径60mm(D)，PVC绝缘层约9mm(a),当电缆“品”字形紧贴排列，负荷电流为300A时，算得电缆护层的感应电压为每米0.5伏，全长感应电压计算值约为110伏。 计算值与实测值接近，初步可以认定为第二种原因。 1.2.1.2.电缆三相水平排列时，设电缆间距相等，金属屏蔽单位长度的感应电压可按下式计算：　U＝I（Xs2+XsXm+Xm2）1／2 V／m 边相：　Xs=2aLn(2S/D)×10-7Ω/M 中相：　Xm=2aLn2×10-7Ω/M 由于该段电缆的水平排列距离较短（紧占全长的5％左右），所以忽略该部分的电压叠加值。 1.2.2.同时可由以上计算得知： 1.2.2.1.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。 1.2.2.2.电缆以紧贴三角形布置时，感应电压最小。当电缆相间距离增加，相对位置改变时，感应 电压都会相应地改变。另外，多回电缆同路径敷设，也会对感应电压产生影响。 1.3.处理方法 经停电测试，电缆金属屏蔽层与电缆各相的绝缘电阻值均大于100MΩ，排除了第一种原因。所以采用以下维修方案： 电缆金属屏蔽层采取一端接地，一端悬空（不接地）；使用铝卡卡紧金属屏蔽层引出接地；同时对电缆金属屏蔽层全长有可能接地的地方，使用3M绝缘胶布进行修复，确保电缆金属屏蔽层只有一点接地。 至今为止，经处理后的电缆运行两个月，情况正常，无发热情况。 1.4.同时对电缆金属屏蔽层的循环电流进行实测分析 方式 A相 B相 C相 运行电流 单支288A 单支260A 单支290A 两端悬空感应电压 120V 125V 122V 两端接地循环电流 110A 105A 108A 一端接地对地电压 10