高压单芯电力电缆交叉互联接地系统的缺陷和检测

高压单芯电力电缆交叉互联接地系统的缺陷和检测

发表时间：2018-12-12T16:54:15.120Z 来源：《基层建设》2018年第29期作者：李俊生1 张璐2 [导读] 摘要：文章结合高压单芯电力电缆护层交叉互联接地系统的几种典型错误接线方式，用矢量法分析了各种错误接线下电缆金属护套中的感应电压及危害，提出科学的检测方法，快捷有效地排除运行故障。

1.国网太原供电公司山西太原 030021；

2.国网山西省电力公司客户服务中心山西太原 030021

摘要：文章结合高压单芯电力电缆护层交叉互联接地系统的几种典型错误接线方式，用矢量法分析了各种错误接线下电缆金属护套中的感应电压及危害，提出科学的检测方法，快捷有效地排除运行故障。

关键词：交叉互联；不完全换位；感应电压；检测

随着城市电力系统的发展，高压单芯电缆在城市电网中的应用越来越广泛，但电缆施工中出现的各种问题也日益增多。其中，电缆护层交叉互联接地系统出现错误是较常见的问题。本文针对几种电缆护层交叉互联接地系统的错误连接方式进行讨论，提出科学的方法进行针对性检测，排除缺陷。

1概述

1.1电缆护层交叉互联接地系统

当电缆线路较长时，可采用电缆护层交叉互联接地方式。这种方法是将电缆分成若干大段，每大段分成长度相等的三小段，每小段之间装设绝缘接头，接头处护层三相之间用同轴电缆经交叉互联箱进行换位连接（称“交叉互联”），电缆线路每一大段的两端护层分别接地。

2.2电缆交叉互联接地系统的作用

电缆护层采用交叉互联的接地方式，各大段的电压值相等，相位相差120°，在理想状况下（不包括其他电缆的感应电场、运行环境、敷设间距差等因素），每一大段的三相护层总感应电压矢量和理论上为0，不产生环流。电缆上最高的护层电压可限制在50V内。 2电缆护层交叉互联接地系统分析

2.1正确的交叉互联接地系统

一般情况下，电缆护层的交叉互联方式有两种（以A相为例）：Ⅰ段A相（A1）在#1交叉互联箱换位至Ⅱ段B相（B2）、在#2交叉互联箱换位至Ⅲ段C相（C3），即A1—B2—C3换位法。

2.2施工中常见的几种错误的电缆护层交叉互联接地系统

由于电缆线路较长，且敷设于电缆沟、电缆隧道内，通讯方式不通畅，加上安装人员施工时未详细核对相序，且验收人员在验收时缺少核对相序的检测仪器及方法，往往造成电缆运行一段时期后发现因护层换位错误而导致环流过大的情况。以下是针对护层交叉互联换位错误的总结，以及提出几种检测电缆护层有无正确换位的方法。

2.2.1典型错误接线一：#1与#2交叉互联换位方向相反

这种电缆护层换位不完全的情况较常见。因电缆属于隐蔽工程，在地下走向不一定是直线，往往造成施工人员在不同方向的交叉互联箱采用相同的连接方法。以A相为例：Ⅰ段A相（A1）在#1交叉互联箱换位至Ⅱ段B相（B2）、在#2交叉互联箱换位至Ⅲ段A相（A3），即A1—B2—A3换位法。另一种连接方式为A1—C2—A3。

2.2.2典型错误接线二：电缆护层同轴电缆内外芯朝向接反

电缆护层同轴电缆内外芯朝向一般不出错，但一旦同轴电缆某节点连接错误使护层换位不完全，护层中环流将显著增大并造成运行故障，且不易被发现。以A相为例：#1交叉互联箱，电缆护层的感应电压为单端护层感应电压的倍。

2.2.3典型错误接线三：电缆护层同轴电缆断线

当电缆护层连接处理不当或者交叉互联箱处连接板的螺栓未拧紧时，将出现电缆护层断线的情况。以A相为例：护层的同轴电缆A相外芯与B相内芯连接处理不当，造成A相外芯与B相内芯未形成电气连接。

3电缆护层交叉互联接地系统出现错误的危害

高压单芯电缆因金属护层换位不完全造成的缺陷主要有以下危害：

①造成电能的大量消耗。假设一条交联聚乙烯高压单芯电缆由于施工不慎导致护层换位不完全，若电缆的年平均载流量为120A，可以估算出电缆护层平均环流I≥30A，设接地系统的回路电阻为R=0.2Ω，则可以计算出每年因护层换位不完全导致消耗的电能为：P=3I2Rt=4.7304×103kW•h。由上可得结论：电缆护层因换位不完全造成的线损是惊人的。

②降低了电缆的载流量。由于电缆护层通过大环流而发热，导致电缆绝缘及表层聚集热量，不但加速了电缆主绝缘老化，而且电缆的载流量将会极大的下降。

③将会威胁运维人员的安全。若电缆护层出现上述的断线情况，将在断点处形成悬浮电位，感应电压将大于或等于30V，对运维人员的人身安全将造成隐患。

④降低了供电可靠性。电缆护层不完全换位，将导致电缆护层感应电压升高，一旦感应电压击穿电缆外护层绝缘，将造成单点或多点接地，严重的会引起火灾，对电网的供电可靠性造成严重的影响。

4检测方法

针对以上几种错误接线，本文提出几种针对护层有无正确换位的检测方法：

①对每个交叉互联箱进行逐个检测。即检测人员利用低压摇表对交叉互联箱进行电缆护层同轴电缆内外芯朝向测试，首先排除同轴电缆内外芯朝向接错的可能性，然后一一核对交叉互联箱的接线方式，确保每一大段的交叉互联段连接正确。这种方法比较基本，但耗费人力物力，且当电缆护层同轴电缆有断线情况时检测不出。

②竣工验收时利用低压摇表对电缆护层交叉互联每一大段进行检测。即在电缆护层已连接完成的情况下（以A相为例，假设连接为A1—B2—C3），将交叉互联大段的末端A、B相接地，C相悬空，然后用高压摇表在交叉互联大段的首端对A、B、C相进行电缆外护层绝缘试验。（因为是竣工验收，电缆外护层绝缘一般为良好）在电缆护层连接正确的情况下，测试A相时摇表将显示外护层绝缘的数值，测B、C 相时数值为0。若不是这个结果，则可以判断电缆护层交叉互联不完全换位。

③竣工验收时利用低压摇表及万用表对电缆护层交叉互联每一大段进行检测。即在电缆护层已连接完成的情况下（以A、B相为例，假设连接为A1—B2—C3，B1—C2—A3），将交叉互联末端的B相接地，用低压摇表在交叉互联首段对A、B相进行加压（50V），用万用表在交叉互联末端对C、A相进行电压测试。若UCA为50V，则电缆护层连接正确。若不是这个结果，则可以判断电缆护层交叉互联不完全换位。

5结语

高压单芯电缆护层交叉互联不完全换位，会引起电缆护层的感应电压升高，环流增大，不但损耗了电能，而且影响供电的可靠性。因此，高压单芯电缆在安装施工时一定要加强质量监测，运维人员在电缆投运前应对电缆护层交叉互联系统进行全面检测，确保电缆护层的换位正确。

参考文献

[1]李宗廷.电力电缆施工[M].北京：中国电力出版社，1993.

[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]庄义国，谢文焜.一起35kV高压电力电缆安装缺陷的分析与处理[J].电气技术，2009，（7）.