01单芯电缆线路接地系统的 处理及感应电势计算

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）

3.2 电缆敷设方式为三角形敷设时的感应电势计算

如果三根电缆敷设在一等边三角形的三个顶点（即S1 = S2 = S3 = S），则三根电缆的感应电势绝对值相等，有

U = I Xs L=2 Iω（ln）× 10-7 × L（V）

4、结束语

以上为单芯电力电缆接地系统中几种常用的接地处理方式和感应电势的计算方法。在电缆的实际敷设施工过程中，往往要复杂得多，有可能要用到多种接地方式，应根据现场的具体状况综合考虑；感应电势也应根据现场的实际情况进行计算。