高压单芯电缆金属护套接地方式的选择

高压单芯电缆金属护套接地方式的选择
发布时间：2021-05-27T09:46:43.430Z 来源：《电力设备》2021年第2期作者：张文飞
[导读] 电缆金属护套长期处在环流中会直接影响到电缆的载流量造成损耗电源电能。

（本钢(集团) 辽宁省本溪市 117000）
摘要：高压单芯电缆金属护套不同的接地方式会对高压单芯电缆产生不同的运行效果，不正确的接地方式在遇到线路短路故障、雷击
冲击及操作过电压时金属护套中会形成很高的感应
电压，直接威及人身和电缆的运行安全，同时，不正确的接地方式会在电缆金属护套中形成环流，电缆金属护套长期处在环流中会直接影响到电缆的载流量造成损耗电源电能。

关键词：高压单芯电缆；不正确的接地方式；电能损耗
Introduction to Change the High V oltage and Single-core Cable Metal Sheath Grounding Method Reduce the Loss of Power Zhangwenfei
（Benxi Steel Group，LiaoningBenxi，117000，China）
Abstract: High voltage and single-core cable sheath grounding method of different will have different running on high voltage single-core cable effect, improper grounding method in case of short circuit fault, lightning shock and operating over-voltage when metal can form high induced voltage in the sheath, direct and personal and the safe operation of the cable, at the same time, the improper grounding method will form the circulation in the cable metal sheath, the cable metal sheath in circulation for a long time can directly affect the carrying capacity of the cable loss caused by power supply electricity.
Key words: High voltage and single-core cable； Incorrect grounding method；Electrical energy loss.高压单芯电缆的特点是受气候条件和周围环境影响小，传输性能稳定，能长期承受电网的工作电压和运行中出现的各种过电压，过电
流，且有较好的机械强度、防腐性能好、体积小、重量轻、易敷设、运行管理方便等优点，深受用户青睐。

目前在本钢集团多家单位使用该电缆，从运行效果来看总体是好的，运行稳定，故障少，为安全输送电能起到了重要作用，然而很多单位在其金属护套保护接地方式上还存在误区，常用传统的金属护套两端接地方式，造成不必要的电能损耗，浪费电力资源。

单芯高压电缆导体和金属护套可以看作是一个空心变压器，电缆导体相当一次绕组，而金属护套相当于二次绕组，在一般情况下，电缆导体中通过的只是载流量安全范围内的工作电流，这时电缆金属护套每米长度的感应电压虽然数值不大，但是由于电缆可能很长，每米长度上的感应电压叠加起来就很大，如果护套形成通路时，护套中的感应电动势将在护套中形成护套电流（环流）。

一、其计算方式如下：
1、高压单芯电缆（3根电缆呈直线并列）正常运行下护套感应电压的计算如式（1）所示。

3根电缆呈直线并列感应电势
A或C相（边相）的Es
Es=L×Eso=0.7×45.695=31.99V
B相（中间相）的Es
Es=L×Eso=0.7×37.68=26.38V
式中Es――感应电势（V）；
A或C相（边相）的电能损耗
某单位35KV高压单芯运行电缆实测两端直接接地金属护套感应电流为120A Ps=UsIs=31.99×120=3.83kW
式中Is――感应电流
B相（中间相）的电能损耗
Ps=UsIs=26.38×120=3.17kW
每天一根电能损耗
W=Pt=3.83kW×24h=91.92kW/天
三、经济损失
从上述案例计算得知，高压单芯电缆两端接地后，电能损耗，
由公式：
全年损耗电费=每天损耗电能（kW·h）×全年天数×电费标准（元/kW·h）
可得：一根1×400m㎡单芯电缆700m全年损耗电能费用=91.92×365×0.5=16775元
从上述案例计算得知，高压单芯电缆两端接地后，电能损耗，
每路供、馈电源为三根(A、B、C)平行敷设估算平均值，可得：3×16775元=50325元
如果全集团按估算10路供、馈电源计算：10×50325元=503250元（约合50万元）
从计算式中不正确的金属护套两端接地方式经济损失不可小计值得探讨。

四、改进措施
1、金属护套两端接地
电缆较短、载流量很少，在此情况下，可以不装设电缆保护器，减少运行维护工作量，电缆金属护套两端直接接地。

2、金属护套一端接地另一端保护接地。

电缆线路很短（500m以内），金属护套通常采用一端直接接地（单点互联接地），另一端通过保护器接地，其他部位对地绝缘没有构成回路，可以减少及消除环流，有利于提高电缆的传输容量及电缆的安全运行。

3、金属护套中点接地，两端保护接地
电缆线路较长时（1000m以内），若电缆线路采用一端接地，其金属护套感应电压将不满足设计规范要求，可以在电缆线路的中点将电缆的金属护套进行单点互联接地，而电缆金属护套的2个终端通过保护接地，且保证电缆金属护套感应电压不超过50V。

五、结论
通过案例计算事实证明了，不正确的单芯高压电缆金属护套接地方式会造成电能损耗，只有根据电缆的载流量、电压等级及长度，选择最佳接地方式才能消除护套间的环流，提高电能的利用率，减少经济损失。

参考文献
[1]钢铁企业电力设计手册(冶金工业出版社上册)
[2]电力电缆手册(机械工业出版社第二版)。