110kV及以上高压电缆线路的接地系统论文_王礼伟

110kV及以上高压电缆线路的接地系统论文_王礼伟

(深圳供电规划设计院有限公司 518054)

摘要:电力企业的发展为高压电缆线路接地系统的优化创造了有利条件,但不同接地系统其应用效果不一,因此需要进行更加深入的探讨,从而可有效保证社会用电安全。对此,本文将对110kv及以上高压电缆线路的接地系统进行分析,并探讨其在应用过程中存在的一些问题及相关优化措施。

关键词:高压电缆;接地系统;应用;措施

高压电缆线路接地系统可有效保证电路安全,具有较高的应用价值。在此过程中,相关技术人员存在一些误区,如,部分技术人员认为在高压电力电缆的铜屏蔽与钢铠之间的接地没有区别,但实际工作过程中,其接地方式需结合具体情况进行具体分析。此外,电网规模的扩大也要求高压电缆线路具有更高的可靠性。接地系统可有效防止感应电压对人身安全产生威胁,因此,在电网建设过程中,应当注重接地系统应用的分析。

1高压电力电缆接地系统概述

当电流通过导体时,导体周围会产生感应电压,这一感应电压会影响电路可靠性,因此,在搭建高压电力电缆时,会采取一定的屏蔽措施。接地系统的应用原理为通过铜网或者钢铠等金属形成一个屏蔽系统,保护电缆运行。但接地系统在安装及设计上需要注意一系列问题,才能保证其应用效果。目前,高压电力电缆接地主要包括金属护套一点接地、金属护套两端接地、金属护套两端接地、敷设“三七开”回流线及电缆换位,金属护套交叉互联等五种方式,应用场景不同,接地施工方式也不同[1]。因此,相关人员应当提升自身素质,为电网可靠性发展提供技术支撑。

2电缆接地系统应用特点

2.1金属护套一点接地

金属护套一点接地系统中感应电压会随着电缆长度的增长而增加,因而常用于短电缆线路,在应用过程中,基本上不产生环流。此外,在安装过程中,在无安全措施的情况下,需保证其另一端感应电压小于50v,如超过50v,则需设置绝缘接头。尤其是在电路短路时,过高的过电压会损坏护层绝缘,因此,为避免此类现象影响接地系统应用性能,需在未接地端安装保护器。

2.2金属护套两端接地

金属护套两端接地在应用过程中无感应电压,但会产生环流,并对电缆载流量有一定影响。因此,为保证其工作性能,其一般应用于轻负荷电缆线路。同时,为避免金属护套与大地形成一个回路扩大电损量,应尽量避免在长距离输电场景中应用。此外,在应用金属护套两端接地时,一定要保证电缆载流量在金属护套可承受范围之内。

2.3金属护套交叉换位连接

金属护套交叉换位连接,其在应用过程中要求两端接地,并且在中间需安装绝缘接头连接护层,实现护层的交叉换位,此外,金属护套交叉换位连接在应用过程中无环流,感应电压与电缆长度有关。但相对于金属护套一端接地,其感应电压的可控性更强,绝缘层的设置可缓解感应电压现象,因此,其可应用于长电缆线路。

2.4敷设“三七开”回流线

在电缆线路中,当出现单向接地故障电流时,会相应的产生一个磁场,会影响外界环境,因此,需要设置一个屏蔽导体。对此,可将绝缘导线沿电缆线路敷设,敷设方式可分为平行敷设及三七开敷设,前者会产生感应电压,应用效果不佳,因此在高压电缆中常采用三七开的敷设方式,即1.7s、0.3s、0.7s敷设,绝缘导线需选用阻抗较低的导线,并且两端接地,使得回路电流沿这一导线返回,因此,这一导线也称之为回流线[2]。在应用过程中,应做好防盗及增补,实时保护电路安全。

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2.5电缆换位,金属护套交叉互联

电缆换位,金属护套交叉互联应用条件较为复杂,第一步,需要测电缆金属感应电压,确保其数值在50v以下;第二,需分析感应电压值异常的原因,可从电缆长度方面进行排查。其应用特点为感应电流低,环流小,且无需设置回流线。

3高压电缆线路接地系统的应用措施

3.1计算相关应用参数

在高压电缆接地系统应用过程中需要计算相关参数,从而优化接地方式。其中包括感应电压、过电压、感应电势。感应电压计算一般是针对金属护套一点接地,由于其一般应用电缆长度在500m以下的高压电缆线路中,其感应电压与电缆长度成正比关系,因此,感应电压值一般在50v以下。在金属护套稳态过电压计算中,需结合具体场景具体分析。如单芯电缆护层单端接地时,根据相关规程,其未接地端感应电压正常值需在65v以内,一般保持在50v以下,感应电视的计算公式为,其中,I为线芯电流,Xs为单位产地金属屏蔽层的感抗。

3.2接地系统的排列敷设

接地系统的排列敷设一般分为两种,第一,等边三角形排列敷设,三角形排列敷设在理想状态下可实现三相感应电压相等,从而可使得电缆两端合成的感应电压相互低效,在此情况下,电缆载流量将不会受到影响。但在实际过程中无法做到完全的理想状态。第二,直线型排列敷设,其铺设较为简单,在施工中较为常用。

3.3接地线质量检查

在安装接地系统是,需保证接地线截面及质量,保证其可靠性。在确定接地线规格时,应当根据电缆线路接地电流进行合理调整。与此同时,也可参考国外先进经验优化接地方式,其中美国采用的游丝卡紧法可有效优化施工过程。在实际应用中,不同接地方式对接地线要求也不一致,例如,在通过敷设回流线保护高压电缆时,则需要选用阻抗较低的绝缘导线。

3.4接地施工

在施工过程中,应充分考虑应用场景,保证铜屏蔽层、铠甲层与各相绝缘外屏蔽接触良好。同时,还需注重施工细节分析,明确两端接地与一端接地的应用差别,做好相关防护措施。在此基础上,需注重电缆附件设置,并正确分析高压电缆故障实质[3]。例如,在某110kv变电站中,电缆单相长度为80米,其一端采用钢丝铠装结构作为金属护层,并同时采用铜屏蔽,两端直接接地,后在运行中出现故障,经检测故障原因为电缆发热导致金属护层受到损坏导致其温度超过电缆允许运行最高温度。而经过深入分析得知电缆发热的原因为金属护套运行中产生的环流。

结语

电网规模的发展,其可靠性研究也愈发受到社会关注,高压电缆作为电力传输的重要设备,其电路可靠性与供电质量具有紧密联系。因此,在此过程中,相关人员应当加强对高压电缆的研究。其中,需结合具体应用场景合理安排敷设方式,并做好现场勘测工作,避免回流线被盗影响电路安全。与此同时,还需注重接地线质量检测,选用适宜规格的接地线保证其防护性能。

参考文献:

[1]陈军.110KV电缆线路设计原则分析[J].科学技术创新,2019(24):164-165.

[2]许超超.探讨110kV及以上高压电缆线路的设计[J].电子测试,2019(11):117-118.

[3]皇甫天.探讨110kV及以上高压电缆线路的设计[J].通讯世界,2018,25(12):72-73.

论文作者:王礼伟

论文发表刊物:《河南电力》2019年6期

论文发表时间:2019/12/11

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