5.1.4 高压电缆的护套环流(2)

（3）金属护套环流的影响因素

负荷电流对环流的影响
在两端直接接地方式的基础上，讨论负荷电流对电缆载流量 的影响： 工作电流 100 A相环流 B相环流 C相环流 97.4 比例
80.34 120.5
160.0 200.9 241
80.5 120.8
161.1 201.4 241.7
1 1.50
2.00 2.50 3.00
上述算例中三相芯线电流在 金属护套中的感应电压分别为：
Ea 3.11 j9.64 10.1372
Eb 6.80 j3.92 7.85 30
Ec 6.80 j 7.51 10.13 132
负荷电流在金属护套中 感应电压矢量图
从图的感应电压矢量图中可以看出，对中间相（B相）来说两个 边相（A、C相）仍然是对称的，但它们已经不是互差 120º ，这样，引 起了两个边相环流的不对称，滞后于中间相120º 的那个边相（ C相） 的护套环流比其它两相的要大。
谢谢！
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按照图所示等值电路，可以得到关于护套环流的回路方程：
I sa ( R jX ) I s ( R1 R2 Re ) E , Ea a , I ( R jX ) I ( R R R ) E sb s 1 2 e b Eb , I ( R jX ) I ( R R R ) E sc s 1 2 e c Ec
方程的系数矩阵是一对称矩阵，与电缆的结构、尺寸及排列 方式有关；两端直接接地和交叉互联的系数矩阵有所不同；

右端项可根据芯线电流及电缆结构求得； 解方程就可得到三相护套环流。
（2）金属来自百度文库套环流的试验

两端直接接地方式下计算与试验的比较
【算例 1】广州员村变电站 110kV 赤员东进线，采用山东鲁能 800mm2交联聚乙烯单芯电缆，长度为 749 米，金属护套一端直 接接地，另一端经保护器接地 ( 试验中人为将其直接接地 ) 。在 正常运行时芯线工作电流为 110A，用钳表在试验线路上测得的 三相护套环流有效值见表。 A相环流(A) 试验值 计算值 97 88.4 B相环流(A) 92 88.5 C相环流(A) 116 107.3
C相环流(A) 148 153.8 144.2

交叉互联两端接地方式下环流计算与试验的比较
【算例3】区庄—东堤线采用日本古河500mm2交联聚乙烯单芯 电缆，护套交叉互联两端接地。三小段长度分为别 0.738km 、 0.651km、 0.777km。负荷电流为 175A时，用钳表在实际线路 上测得的三相护套环流与编程计算的护套环流的有效值见表。 A相环流(A) B相环流(A) 试验值 计算1 计算2 11.2 8.6 10.1 13.8 9.9 11.6 C相环流(A) 4.5 5.8 6.8
► 由于其它相护套环流在三相护套上感应的电压Ea’，Eb’，Ec’ 与护套环流成正比。可以对方程（ 1）进行整理，并写成矩阵形 式，得到：
RRA RR12 RR13 I sa E a RR21 RRB RR23 I E sb b RR31 RR32 RRC I sc Ec
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交叉互联方式下分段均匀性对环流的影响
在交叉互联接地方式下，护套环流的大小与分段的均匀性有很 大关系。不改变电缆的结构及其参数，保持负荷电流为100A， 讨论分段的不均匀性对交叉互联电缆环流的影响。
表 分段均匀性对交叉互联环流的影响（电缆线路总长不变） 三小段长度 A相环流 B相环流 C相环流


三小段长度相等时环流最小，不到工作电流的 1%；分段越不均 匀，环流越大。因而为了充分利用交叉互联的优势，应尽量使 三小段长度相等。 当电缆正三角形排列，线路分段均匀（三小段等长）时，根据 编制的程序计算出三相环流均为零，与理论分析一致。这是由 于三相护套完全换位，在总长上感应电压之和为零的缘故。
5. 高压电缆金属护套过电压 及其防护
5.1 单芯电缆护套的工频电压
5.2 单芯电缆护层的冲击过电压
5.3 电缆外护层的保护及其保护器
5.1.4 高压电缆金属护套环流及其影响因素
（1）金属护套环流的的计算
金属护套交叉互联两端接地或两端直接接地的接地方式存在 护套环流。
导体 金属护套
图
两端直接接地
【算例2】 广州电厂柴油发电机A站－B站110kV联络线电缆,采用 日本三菱500mm2交联聚乙烯单芯电缆，全长970米，金属护套一 端直接接地，另一端经保护器接地(试验中人为将其直接接地)。 负荷电流160A，用钳表在实际线路上测得与编程计算的护套环流 的有效值见表。
A相环流(A) B相环流(A) 试验值 计算1 计算2 115 127.7 119.7 110 127.4 119.4
0.7， 0.7， 0.9
0.7， 0.7， 0.8
8.61
4.47
8.48
4.42
6.26
3.44
0.7， 0.7， 0.7 0.7， 0.7， 0.6 0.7， 0.7， 0.5 0.7， 0.7， 0.4
0.39 5.20 10.86 17.22
0.39 5.25 11.01 17.57
0.39 2.90 6.46 10.34
图 交叉互联两端接地
当三相芯线上有交变电流时，三相金属护套上感应出电压 Ea， Eb，Ec；
►
护套环流在其它相金属护套回路中产生感应电压 Ea’，Eb’， Ec’ ；
► ►
考虑上述两个感应电压后，可得到金属护套两端接地和交叉
互联两端接地的等值电路，如图所示。



R1,R2为护套两端接地电阻 Re为等效的大地漏电阻 R＋jX为金属护套自阻抗 Isa、Isb 、Isc为三相护套环流； Is=Isa+Isb+Isc；
150
200 250 300
146.2
194.9 243.6 292.3
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从表可以看出，环流随着负荷电流的增大，金属护套的环流 成正比的增长。这是由于工作电流增大时，金属护套上的感 应电压随之等比增大，在电缆结构、长度相同的条件下，护 套环流也随之等比增大。 对于交叉互联的接地方式，也可以得到与两端直接接地方式 下一致的结论：环流（其它条件不变）随着负荷电流的增大 而成正比的增大。 此外，改变电缆的总长度，经计算得到：环流的大小与电缆 长度基本无关。