329高压电缆护套电流超标浅析.doc

全国第八次电力电缆运行经验交流会论文集 运行与检修 PAGE 414 PAGE 413 高压电缆护套电流超标浅析 何　文　王淦彪　杨巧源 （广东电网东莞供电局） 摘　要　运行中的110kV及以上高压电缆一般采用单芯结构，单芯电缆金属护套上会形成环流，如果护套电流严重超标会影响电缆的输送容量。本文就一些运行中的110kV单芯电缆护套电流超标的情况进行浅析，提出一些解决问题的对策。 关键词　高压电缆　护套电流　超标分析　对策 1　前言 目前，东莞运行的110kV及以上的电缆共计44条，其中110kV为43条，220kV为1条,总长度72千米。电缆护套电流超过线芯负荷电流10%规定有3条110kV电缆线路,占110kV线路的6.9%。本文就结合一些运行过程中的110kV单芯电缆护套电流曾经发生过的超标情况进行分析。 2　金属护套接地方式及接地电流产生原理 目前，运行中110kV电缆的金属护套接地方式主要有以下两种：（1）护套一端接地（图一）：电缆金属护套在终端位置采用一端互联接地，另一端经护层保护器接地。一般应用在较短的电缆线路。（2）交叉互联接地（图二）：电缆线路分成若干段，每大段原则上分成长度相等的三小段，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互联箱进行换位连接，每一大段的两端护套分别互联接地。一般应用在较长的电缆线路。 图（二）　护套交叉互联图 图（一）　护套一端接地图 110kV电缆一般采用单芯电缆，在单芯电缆构成的交流传输系统中，电缆导体和金属护套间的关系可以看作一个空心变压器，单芯电缆金属护套处于导体电流的交变磁场中，因而在金属护套中产生一定的感应电动势，在电缆的金属护套上会产生感应电压，其大小与电缆线路的长度、截面及电压等级有关，长度愈长；截面愈大；电压等级愈高，其感应电压愈高；如护套形成通路，金属护套中的感应电动势将在护套中形成护套电流。 3　金属护套接地电流 单芯电缆的导体与金属护套之间形成以导体和金属护套为两极，绝缘材料为介质的电容器，在交流电压作用下，产生电容电流。 金属护套接地电流Id由金属护套感应电流Is和电缆电容??流Ic两部分构成即。 3.1　电缆感应电流和电容电流计算式 长度为L的等距平面敷设的三相单芯电缆中流过三相平衡对称工频电流，护套开路，各相每段电缆护套两端感应电压： Us1=Us3＝I2((Xs2+Xm*Xs+Xm2))1/2 Us2＝I2Xs 其中：X1＝X3＝Xs＝2ωln(2S/Ds)×10-7 X2=Xm＝2ωln(2)×10-7 式中， X1、X2、X3分别为芯线与护套间的电磁互感阻抗（Ω/m）；S为边相与中相电缆中心线间距离（m）；Ds电缆金属护套的平均直径（m）；I2电缆芯线电流（A）。 护套内感应电流： 式中，ES为护套内的感应电压，I为负荷电流；Rs为金属护套环路电阻（Ω）；Xs为每相金属护套的电抗（Ω）。 长度为L的三相单芯电缆每相电缆电容： 式中，εr—绝缘的相对介电系数，ε0≈8.86×10-11F/m；ri—绝缘外半径，不包括绝缘屏蔽；rc—导体外半径，包括导体屏蔽。 （金属护套电阻忽略不计） 每相电缆电容电流： 式中 U—电缆的对地电压；ω=2πf ，f—电源频率；Rd—接地电阻；C—每相电缆电容。 当金属护套只有一端接地，不能构成电流通路，护套内只有感应电压电压而无感应电流，所以在金属护套接地端测量的接地电流是电容电流Ic。同时，金属护套一端接地方式的接地电流与电缆负荷电流无关，与线芯电压成正比。 当金属护套两端接地（如金属护套交叉互联接地方式），构成了电流的环路，则护套内有感应电流IS，在金属护套交叉互联接地方式中，电容电流由于护套交叉互联作用相互抵消，所以在金属护套接地端测量的接地电流是感应电流IS。同时，交叉互联接地电流与线芯电压无关，与电缆负荷电流成正比。 3.2　运行中电缆线路的护套接地电流超标分析 曾在2006年5月底，运行电缆线路有护套电流超标线路有110kV跃岭乙麒线电缆、110kV北龙甲线和110kV北龙乙线，5月份的护套电流测量超标值分别为31.2%、19.5%和13.8%，下面以110kV跃岭乙麒线电缆和110kV北龙甲线电缆进行电缆护套电流超标分析。 （1）110kV跃岭乙麒线电缆的金属护套接地方式是一端接地方式，在2006年5月24日测得三相金属护套感应电流分别为A：8.7A、B：8.3A、C：8.1A，而负荷电流为27.9 A，均超出负荷电流的10%；在2005年12月16日测得三相金属护套感应电流分别为A：1.88A、B：1.87A、C：1.87A，负荷电流为16 A，即护套电流没超标。 分析检查情况：由于金属护套是一端接地方式有以下特性：接地电流与电缆负荷电流无关，与线芯电压成正比。从两次的