01單芯电缆线路接地系统的处理及感应电势计算.doc

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1 1、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2 1、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。见图3： 图3 1、绝缘接头 2、电缆 3、终端 4、电缆金属屏蔽（护套）接地线 5、接地箱 6、接地保护箱 7、保护器 8、接地线 2.3 屏蔽层交叉互联 电缆线路很长时(大约在1000~1400m以上)，可以采用屏蔽层交叉互联。这种方法是将线路分成长度相等的三小段或三的倍数段，每小段之间装设绝缘接头，绝缘接头处三相屏蔽之间用同轴电缆，经交叉互联箱进行换位连接，交叉互联箱装设有一组护层保护器，线路上每两组绝缘接头夹一组直通接头，见图4。如果三根电缆的三相长度相等，经交叉互联完成护套完全换位后，金属护中的感应电流为零，感应电动势也为零。 图4 1、绝缘接头 2、电缆 3、终端 4、电缆金属屏蔽（护套）接地线 5、接地箱 6、交叉互联箱 7、同轴电缆 8、接地箱 9、直通接头 3 单芯电缆金属护套感应电势计算 计算中用到的技术参数 U：感应电势 I：电缆额定载流量 L：电缆长度 X：单位长度电抗 Xm：两边电缆单位长度电抗 Xs：中间电缆单位长度电抗 Ds：电缆近似外径 S： 相邻电缆中心距离 3.1 电缆敷设方式为平行敷设时的感应电势计算 3.1.1 两边电缆金属护套的感应电势 U = I X L= I × × 10-7× L（V） 注：式中 Xm=2ω（ln）× 10-7（Ω/m）， Xs= 2ω（ln）× 10-7（Ω/m） ω=2πf，f= 50 Hz 3.1.2 中间电缆金属护套的感应电势 U = I Xs L=2 Iω（ln）× 10-7 × L（V））× 10-7 × L（V）