高压电缆金属护层接地系统常见缺陷及管控措施

高压电缆金属护层接地系统常见缺陷及管控措施

摘要：文章结合高压电缆金属护层接地系统常见的几种典型缺陷，分析了各种接地系统缺陷下电缆金属护层中的感应电压、接地环流及危害，并提出相应的管控措施，从源头上提升电缆运行质量。

关键词：高压电缆；接地系统；接地缺陷；管控要点

引言

随着城市电网快速发展，高压电缆在城市输电网中的应用越来越广泛，但电缆运维及施工中出现的各种问题也日益增多。其中，电缆接地线被盗、多点接地及交叉互联接地方式错误是较常见的问题[1-2]。本文针对这几种电缆护层接地系统常见缺陷进行讨论，并总结相应的管控要点，从源头上提升电缆运行质量。

1 金属护层接地系统分类

为降低高压电缆金属护层感应电压，高压电缆线路一般主要如下两种接地方式[3]：

1.1 金属护层一端直接接地，另一端保护接地

当电缆线路不长，电缆金属护层可采取一端直接接地，另一端经保护器接地，或者线路中间单点直接接地等连接方式，使金属护层不构成回路，消除金属护层上的环形电流。示意图如图1所示。

图2 金属护层交叉互联电缆线路示意图

金属护层采用交叉互联方式后，能大大降低电缆线路金属护层的感应电压，提高电缆线路的输送容量。

2 金属护层接地系统常见缺陷

金属护层通过单点接地或交叉互联接地能够降低金属护层感应电压，减小接地环流。但若接地系统出现问题，则可能导致出现过大的接地环流及环流损耗，使电缆发热，影响电缆的载流量，缩短电缆使用寿命。据统计，约70%的电缆附件故障原因来自于接地系统问题，所以在电缆线路发生运行故障后，应首先检查接地系统问题。下面介绍几类常见的接地系统问题。

2.1终端塔接地引下线被盗

终端塔接地引下线被盗是最常见的接地系统问题，就南昌地区而言，约50%的终端塔均发生过接地引下线被盗的情况。终端塔一般采用直接接地或保护接地两种方式，若直接接地引下线被盗，将导致电缆金属护层上出现较大的悬浮电压，容易造成电缆外护层击穿，或对侧保护器严重发热乃至击穿接地，引发线路故障。

为了减少接地线被盗情况，建议在满足接地电阻的前提下，改用铁塔接地方式或通过铝

芯电缆接地。同时为避免因接地引下线被盗导致对侧悬浮电压过高，建议电缆终端塔侧接地

方式设置为保护接地。

2.2 金属护层多点接地

金属护层多点接地问题多产生于电缆施工阶段，由于电缆敷设不当，导致电缆外护层受损，金属护层接地所致。电缆金属护层多点接地，可能会造成接地环流过大，使高压电缆护

层发热，加速绝缘老化，甚至直接击穿护层绝缘薄弱部位，引发电缆故障。

为减少多点接地问题的出现，运维单位应加强电缆敷设环节管控，要求施工单位在电缆

敷设后及时开展外护层绝缘电阻测量及外护层耐压试验，以确认电缆外护层状况是否良好。

2.3同一交叉互联段内两个交叉互联箱接地线相位不一致

交叉互联箱的接地线相位不一致多发生于施工阶段，由于施工单位在电缆敷设后未正确

标注电缆相位，从而导致附件厂家错误安装电缆接地线相位。交叉互联箱接地线相位错误，

将会严重破坏整个单元段的交叉互联接地系统，使得接地环流急剧上升，甚至引发接头故障。

如图3为某220kV电缆线路的交叉互联段环流示意图，其中#2接头井内的交叉互联箱A、C接地线接反，从而导致交叉互联系统出现较大的接地环流。

图3 某220kV电缆线路交叉互联段环流示意图

2.4同一交叉互联段内两个交叉互联箱内铜排连接方式不一致

交叉互联箱内铜排连接方式不一致则多发生于附件安装阶段，由于附件厂家未核实同一

交叉互联段内铜排连接方式所致。在迁改工程中尤其需要注意，当新迁改线路与老旧线路处

于同一交叉互联段时，极易出现上述情况。

与2.3原理一致，若交叉互联箱内铜排连接方式不一致，同样会严重破坏整个单元段的

交叉互联接地系统，使得接地环流急剧上升，严重者引发接头故障。如图4为某110kV电缆

线路的交叉互联段环流示意图，其中#2接头井内的交叉互联箱铜排连接方式相反，从而导致

交叉互联系统出现较大的接地环流。

图4 某110kV电缆线路交叉互联段环流示意图

2.5同一交叉互联段内两个交叉互联箱同轴电缆内外芯方向不一致

交叉互联箱同轴电缆内外芯方向不一致与2.4情况相似，多发生在附件安装阶段，且容

易出现在新迁改线路与老旧线路处于同一交叉互联段的情况下。当内外芯方向不一致，同样

会严重破坏整个单元段的交叉互联接地系统，使得接地环流急剧上升，引发接头故障。

3 金属护层接地系统管控措施

通过对上述5种常见接地系统缺陷的分析，发现部分缺陷（2.1）发生在运维阶段，多数

缺陷（2.2-2.5）发生于施工阶段。针对接地引下线被盗问题，应从设计角度出发，如改用铁

塔接地或铝芯电缆接地方式，或通过在接地引下线外套上非磁导通钢管，以减少被盗风险；

同时为降低接地线被盗后对接地系统的影响，终端塔侧建议采用保护接地方式。

对于多点接地及交叉互联接地系统缺陷，多发生于电缆施工阶段，除加强对电缆敷设、

附件安装等环节的管控，如检查电缆接地线相位、铜排连接方式及同轴电缆内外芯方向是否

一致，还应在竣工验收时对电缆交叉互联系统开展导通性试验，以验证交叉互联系统换位是

否正确。

4 结语

高压电缆接地系统缺陷，会引起电缆护层感应电压升高、接地环流增加，不仅损耗电能，而且影响供电可靠性。因此，运维人员应在高压电缆安装施工阶段，应加强质量管控，并对

电缆接地系统进行全面检测，以确保接地方式正确。

参考文献

[1]朱双.接地装置被盗引起的高压电缆故障分析[J].基础科学.2016；

[2]张巍.110kV电缆交叉互联不完全换位引发的事故分析[J].科技与企业.2014（3）；

[3]GB 50217-2018 电力工程电缆设计标准。