kV单芯电缆交叉互联改造分析
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交叉互联的原理为：将每大段电缆分为长度相 等的三小段或三的倍数段，每段之间装绝缘接头，接 头处护层三相之间用同轴电缆引线经交叉互联箱及 保护器进行换位相连。使各大段上的电压辐值相等， 相位相差 １２０°，总感应电压相量和 ０，不产生环流 或环流很小。
通常将三段长度相等或基本相等的电缆组成一 个换位段，其中有两套绝缘接头，每套绝缘接头两侧
2014 年第 3 期
冶金动力
总 第 169 期
METALLURGICAL POWER
11
的不同相的金属屏蔽层采用交叉换位法相互连接， 如图 １ 所示。
（ａ）电缆金属护套换位连接接线
Ｗ相 Ｖ相
Ｕ相
（ｂ）电缆金属护套换位连接时沿电缆长度对地电压分布图 图 １ 交叉换位互联原理接线
金属护套交叉互联的方法是：将 Ｕ 相右侧金属 护套接到 Ｖ 相左侧；将 Ｖ 相右侧金属护套接到 Ｗ 相 左侧；将 Ｗ 相右侧金属护套接到 Ｕ 相左侧。
１
２
３
４
１—护层保护器 ２—同轴电缆内芯 ３—同轴电缆外芯 ４—接地线 图 ２ 交叉互联箱内部结构和连接方式
护层保护器：在金属屏蔽层实行单端接地的非 接地端，或金属屏蔽交叉互联处，为了限制在系统暂 态过程中金属屏蔽层的电压，需装设护层保护器。目 前湘钢一般采用残压较低、工频耐压强度较高的非 线性材料制成的氧化锌阀片电缆护层保护器。
单芯电缆屏蔽实施交叉互联，有效降低感应电压，保证电缆的安全稳定运行。
【关键词】 感应电压；环流；交叉互联
【中图分类号】 TM247
【文献标识码】 B
【文章编号】 1006-6764(2014)03-0010-03
A Study on Cross Connection of 35 kV Single-core Cables
３ 交叉互联改造方案
３．１ 实施交叉互联方案的前提条件 为了满足交叉互联的需要，电缆金属屏蔽层必
须具有一定的绝缘性能，即改造前金属屏蔽层不能 存在接地情况。如果存在多点接地，接地点之间会产 生环流，使得交叉互联的分段电缆屏蔽层电压降不 能平衡，最终改造效果会大打折扣。经前期监测，目 前三中央送电动鼓风机站的电缆三相都存在多点Fra Baidu bibliotek 地情况，那么要对该回路电缆进行改造，必须先着手 处理多点接地状况。在湘钢对屏蔽接地故障的处理 办法是采用脉冲法，先通过定位屏蔽层的接地点，再 将其进行包扎垫胶皮做绝缘处理。 ３．２ 交叉互联系统的主要组成 ３．２．１ 交叉互联箱
【Key words】 ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ； ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔ； ｃｒｏｓｓ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ
１ 前言
目前，湘钢 ３５ ｋＶ 单芯电缆是供电的主要方 式，特别是长距离输送电。而在 ３５ ｋＶ 长距离单芯 电缆输送电过程中，由于隧道内电缆无规则摆放，在 电缆屏蔽层上感应出超出安全电压的过电压，影响 电缆的正常运行。因此，为了有效降低感应过电压， 湘钢 ３５ ｋＶ 超过 １５００ ｍ 的单芯电缆采用交叉互联 方式，保证运行电缆的安全运行。
２ ３５ ｋＶ 单芯电缆交叉互联改造实施
２．１ 电缆屏蔽层接地方式 通常三芯电缆（一般为 ３５ ｋＶ 及以下电压等级
电缆）都采用两端接地方式，因为在电缆运行中，流 过三个线芯的电流总和为零，在电缆金属屏蔽层基 本没有感应电压。而单芯电缆（一般为 ３５ ｋＶ 及以 上电压等级电缆）一般不能采取两端直接接地方式。 原因是：当单芯电缆线芯通过电流时金属屏蔽层会 产生感应电流，电缆的两端会产生感应电压。感应电 压的高低与电缆线路的长度和流过导体的电流成正 比，当电缆线路发生短路故障、遭受雷电冲击或操作 过电压时，屏蔽层上会形成很高的感应电压，甚至可
能击穿电缆外护套，严重者造成电缆单相接地事故 甚至短路“放炮”事故。单芯电缆两端直接接地，电缆 的金属屏蔽层还可能产生环流，而单芯电缆两端接 地产生的环流甚至可达到电缆线芯正常输送电流的 ３０％￣８０％，这既降低了电缆的载流量、又浪费电能 形成损耗，并加速了电缆绝缘老化。因此单芯电缆不 应两端接地，高压单芯电缆线路安装时，应该按照 《电力工程电缆规程》 的要求采取特殊的接地方式， 为提高电缆的输送容量和防止电缆外护层被击穿。 经我厂与长沙电缆附件厂技术交流，了解到单芯长 距离电缆的交叉互联技术是一种有效的解决方案。 ２．２ 交叉互联原理
冶金动力
2014 年第 3 期
10
METALLURGICAL POWER
总 第 169 期
３５ ｋＶ 单芯电缆交叉互联改造分析
谢国良
（湖南华菱湘潭钢铁集团有限公司动力厂，湖南湘潭 ４１１１０１）
【摘 要】 由于 ３５ ｋＶ 单芯电缆屏蔽存在单点或多点接地，在运行过程中屏蔽层产生感应电压，屏蔽层形
成环流，使电缆发热，加速老化，甚至形成很高的感应电压，击穿电缆外护套。针对这种现象，对 ３５ ｋＶ 长距离
ＸＩＥ Ｇｕｏｌｉａｎｇ
(The Power Plant of Valin Xiangtan Iron and Steel Co., Ltd., Xiangtan, Hunan 411101, China)
【Abstract】 Ｄｕｅ ｔｏ ｓｉｎｇｌｅ－ｐｏｉｎｔ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ－ｐｏｉｎｔ ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ３５ ｋＶ ｓｉｎｇｌｅ－ｃｏｒｅ ｃａｂｌｅ， ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｆｏｒｍｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｌａｙｅｒ， ｗｈｉｃｈ ｈｅａｔｓ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ， ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｓ ａｇｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ ａｎｄ ｅｖｅｎ ｆｏｒｍｓ ｈｉｇｈ ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｏｌｔ－ ａｇｅ ｔｏ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ｔｈｅ ｏｕｔｅｒ ｓｈｅａｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ． Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ， ｔｈｅ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｏｆ ｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅ ３５ ｋＶ ｓｉｎｇｌｅ－ｃｏｒｅ ｃａｂｌｅ ｗａｓ ｃｒｏｓｓ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ， ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｏｌｔ－ ａｇｅ ａｎｄ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｓａｆｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｂｌｅｓ．
通常将三段长度相等或基本相等的电缆组成一 个换位段，其中有两套绝缘接头，每套绝缘接头两侧
2014 年第 3 期
冶金动力
总 第 169 期
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11
的不同相的金属屏蔽层采用交叉换位法相互连接， 如图 １ 所示。
（ａ）电缆金属护套换位连接接线
Ｗ相 Ｖ相
Ｕ相
（ｂ）电缆金属护套换位连接时沿电缆长度对地电压分布图 图 １ 交叉换位互联原理接线
金属护套交叉互联的方法是：将 Ｕ 相右侧金属 护套接到 Ｖ 相左侧；将 Ｖ 相右侧金属护套接到 Ｗ 相 左侧；将 Ｗ 相右侧金属护套接到 Ｕ 相左侧。
１
２
３
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１—护层保护器 ２—同轴电缆内芯 ３—同轴电缆外芯 ４—接地线 图 ２ 交叉互联箱内部结构和连接方式
护层保护器：在金属屏蔽层实行单端接地的非 接地端，或金属屏蔽交叉互联处，为了限制在系统暂 态过程中金属屏蔽层的电压，需装设护层保护器。目 前湘钢一般采用残压较低、工频耐压强度较高的非 线性材料制成的氧化锌阀片电缆护层保护器。
单芯电缆屏蔽实施交叉互联，有效降低感应电压，保证电缆的安全稳定运行。
【关键词】 感应电压；环流；交叉互联
【中图分类号】 TM247
【文献标识码】 B
【文章编号】 1006-6764(2014)03-0010-03
A Study on Cross Connection of 35 kV Single-core Cables
３ 交叉互联改造方案
３．１ 实施交叉互联方案的前提条件 为了满足交叉互联的需要，电缆金属屏蔽层必
须具有一定的绝缘性能，即改造前金属屏蔽层不能 存在接地情况。如果存在多点接地，接地点之间会产 生环流，使得交叉互联的分段电缆屏蔽层电压降不 能平衡，最终改造效果会大打折扣。经前期监测，目 前三中央送电动鼓风机站的电缆三相都存在多点Fra Baidu bibliotek 地情况，那么要对该回路电缆进行改造，必须先着手 处理多点接地状况。在湘钢对屏蔽接地故障的处理 办法是采用脉冲法，先通过定位屏蔽层的接地点，再 将其进行包扎垫胶皮做绝缘处理。 ３．２ 交叉互联系统的主要组成 ３．２．１ 交叉互联箱
【Key words】 ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ； ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔ； ｃｒｏｓｓ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ
１ 前言
目前，湘钢 ３５ ｋＶ 单芯电缆是供电的主要方 式，特别是长距离输送电。而在 ３５ ｋＶ 长距离单芯 电缆输送电过程中，由于隧道内电缆无规则摆放，在 电缆屏蔽层上感应出超出安全电压的过电压，影响 电缆的正常运行。因此，为了有效降低感应过电压， 湘钢 ３５ ｋＶ 超过 １５００ ｍ 的单芯电缆采用交叉互联 方式，保证运行电缆的安全运行。
２ ３５ ｋＶ 单芯电缆交叉互联改造实施
２．１ 电缆屏蔽层接地方式 通常三芯电缆（一般为 ３５ ｋＶ 及以下电压等级
电缆）都采用两端接地方式，因为在电缆运行中，流 过三个线芯的电流总和为零，在电缆金属屏蔽层基 本没有感应电压。而单芯电缆（一般为 ３５ ｋＶ 及以 上电压等级电缆）一般不能采取两端直接接地方式。 原因是：当单芯电缆线芯通过电流时金属屏蔽层会 产生感应电流，电缆的两端会产生感应电压。感应电 压的高低与电缆线路的长度和流过导体的电流成正 比，当电缆线路发生短路故障、遭受雷电冲击或操作 过电压时，屏蔽层上会形成很高的感应电压，甚至可
能击穿电缆外护套，严重者造成电缆单相接地事故 甚至短路“放炮”事故。单芯电缆两端直接接地，电缆 的金属屏蔽层还可能产生环流，而单芯电缆两端接 地产生的环流甚至可达到电缆线芯正常输送电流的 ３０％￣８０％，这既降低了电缆的载流量、又浪费电能 形成损耗，并加速了电缆绝缘老化。因此单芯电缆不 应两端接地，高压单芯电缆线路安装时，应该按照 《电力工程电缆规程》 的要求采取特殊的接地方式， 为提高电缆的输送容量和防止电缆外护层被击穿。 经我厂与长沙电缆附件厂技术交流，了解到单芯长 距离电缆的交叉互联技术是一种有效的解决方案。 ２．２ 交叉互联原理
冶金动力
2014 年第 3 期
10
METALLURGICAL POWER
总 第 169 期
３５ ｋＶ 单芯电缆交叉互联改造分析
谢国良
（湖南华菱湘潭钢铁集团有限公司动力厂，湖南湘潭 ４１１１０１）
【摘 要】 由于 ３５ ｋＶ 单芯电缆屏蔽存在单点或多点接地，在运行过程中屏蔽层产生感应电压，屏蔽层形
成环流，使电缆发热，加速老化，甚至形成很高的感应电压，击穿电缆外护套。针对这种现象，对 ３５ ｋＶ 长距离
ＸＩＥ Ｇｕｏｌｉａｎｇ
(The Power Plant of Valin Xiangtan Iron and Steel Co., Ltd., Xiangtan, Hunan 411101, China)
【Abstract】 Ｄｕｅ ｔｏ ｓｉｎｇｌｅ－ｐｏｉｎｔ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ－ｐｏｉｎｔ ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ３５ ｋＶ ｓｉｎｇｌｅ－ｃｏｒｅ ｃａｂｌｅ， ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｆｏｒｍｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｌａｙｅｒ， ｗｈｉｃｈ ｈｅａｔｓ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ， ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｓ ａｇｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ ａｎｄ ｅｖｅｎ ｆｏｒｍｓ ｈｉｇｈ ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｏｌｔ－ ａｇｅ ｔｏ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ｔｈｅ ｏｕｔｅｒ ｓｈｅａｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ． Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ， ｔｈｅ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｏｆ ｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅ ３５ ｋＶ ｓｉｎｇｌｅ－ｃｏｒｅ ｃａｂｌｅ ｗａｓ ｃｒｏｓｓ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ， ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｏｌｔ－ ａｇｅ ａｎｄ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｓａｆｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｂｌｅｓ．