摘要：安哥拉卡宾达省供电及入户连接项目采用60kV单芯电缆，长度约4km。经过理论计算，结合当地情况，电缆较短时，采用一端直接接地，另一端保护接地；电缆较长时，采用金属护套交叉互联接地方式。
关键词：安哥拉卡宾达省；60kV单芯电缆；金属护套接地方式
Angola 60kV Single core Cable Line Metal
Sheath Grounding
Zhang Yuan
Abstract: Angola Cabinda province power supply and user connection project using 60kV single-core cable, about 4km. After theoretical calculation, combined with local conditions, the cable is short, the use of one end of the direct grounding, the other end of the protection of grounding; cable longer, the use of metal sheath cross-connect grounding.
Key Words:Angola Cabinda; 60kVSingle - core Cable; Metal Sheath Grounding.
1、主体工程概况
安哥拉卡宾达省供电及入户连接项目新建2座60/30kV变电所、1座60/15 kV变电所、改建1座60/15kV 变电所，新建54km的60kV高压线路，新建37.2km的30kV中压线路、61座变压器以及17500户低压入户连接，工程总造价6000万美元。2016年9月1日开工，预计2018年3月1日送电。
其中60kV高压线路架空50km，电缆4km。电缆分为两段，一段是SE CABINDA（卡宾达变电所）至SE AEROPORTO（机场变电所），长度约3.67km；另一段是SE AEROPORTO至D1电缆终端塔，长度约0.33km。电缆型号采用YJLSY-36/60kV-1×500mm²。
2、电缆金属护套的接地方式及特点
电力安全规程规定：电气设备非带电的金属外壳都要接地，因此电缆的铝包或金属屏蔽层都要接地。通常35kV及以下电压等级的电缆都采用两端接地方式，这是因为这些电缆大多数是三芯电缆，在正常运行中，流过三个线芯的电流总和为零，在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链，这样就没有感应电压，所以两端接地后不会又感应电流。
对于单芯电缆，由于缆芯导体与同心套在主绝缘体上的金属护套之间，构成1:1的单匝变压器，芯线电流生产的磁力线一部分与金属护套交链，并在护套上感应出电动势。感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比，电缆很长时，护套上的感应电压叠加起来可达到危机人身安全的程度，在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽层上形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。
根据GB50217-2016的要求，在未采取能有效防止人员任意接触金属层的安全措施时，交联单芯电力电缆线路的金属层上任一点非直接接地处的正常感应电势不得大于50V。通常，单芯电缆金属护套接地方式有4种。
2.1电缆金属护套两端直接接地
电缆金属护套两端不经任何保护器直接接地，此接地方式维护工作量小，但金属护套上存在环流，适用在电缆长度很短、传输功率很小的场合。
2.2电缆金属护套一端直接接地、另一端保护接地
电缆线路较短时、金属护套通常采用一端直接接地，另一端通过保护器接地。这种接地方式可以减小及消除环流，提高电缆的传输容量及运行安全性。
2.3电缆金属护套中点接地、两端保护接地
当电缆线路较长时，在电缆线路的中点将电缆金属护套直接接地，电缆两终端的金属护套通过保护器接地。此接地方式时一端直接接地的引伸，可以把一端直接接地电缆的最大长度增加一倍，且电缆不安装中间接头，避免产生绝缘薄弱环节，提高电缆使用寿命及载流量，减小运行维护工作量。
2.4电缆金属护套交叉互联接地
当电缆线路很长时，金属护套可采用交叉互联方式安装。此方式将电缆线路分成3个等长小段，每小段间安装绝缘接头，金属护套在绝缘接头处用同轴电缆引出并经互联箱进行交叉互联后，通过保护器接地，电缆两终端的金属护套直接接地，形成1个互联段位。
电缆线路更长时，通过若干个互联段位连接形成多段互联。互联段位间安装中间接头，金属护套直接接地。交叉互联方式可以减少金属护套感应电压及环流，提高传输容量。
3、60kV电缆感应电压的计算
3.1电缆布置方式与感应电势的关系
单芯电缆的常见的布置方式有三种：品字形布置、一字形布置和L型布置。不同的布置方式，产生的感应电势也不同。
根据规范，在电缆金属层上任一点非直接接地处的正常感应电势值为：
4、工程应用
本工程单芯电缆路径位于安哥拉卡宾达省市中心，人员密集，考虑人身安全及今后运营检修方便，电缆沿人行道路下方采用一字形直埋敷设，埋深深度为1.2m。其中，SE CABINDA至SE AEROPORTO段电缆长度为3.67km，金属护套采用交叉互联接地方式，将电缆分成3个单元，每个单元分为3个近似等长小段；SE AEROPORTO至D1段电缆长度为0.33km，采用一端直接接地、另一端保护接地方式。结合地形情况，电缆分段及电缆护套接地示意图见图1。
经计算，SE CABINDA至SE AEROPORTO段电缆Es（A、C）最大正常感应电势为49.9V，最小为42.6V；Es（B）最大正常感应电势为41.3V，最小为35.2V。SE AEROPORTO至D1段正常感应电势为36.6V；Es（B）正常感应电势为30.3V。均满足规范小于50V的要求。
考虑到安哥拉雨季雨势较大，电缆沟、电缆井内排水困难，直接接地箱、保护接地箱、交叉互联接地箱采用户外IP65不锈钢箱体，安装在地面上。其中保护接地箱、交叉互联接地箱内安装护层保护器LHQ-60。
5、结论
通过对单芯电缆金属护套感应电压的计算和接地方式的探讨，在安哥拉卡宾达省供电及入户连接工程60kV单芯电缆敷设中，得出以下结论：
（1）同等条件下，品字形敷设方式感应电势最小，其次是L型敷设，一字形敷设最大。
（2）安哥拉电网60kV送电电缆传输容量较大，一般在城市中应用，人员密集，考虑人身安全及今后运营检修方便，电缆沿人行道路下方采用一字形直埋敷设。当电缆较短时，建议采用一端直接接地，另一端保护接地；当电缆较长时，建议采用交叉互联接地方式。
参考文献
[1] 欧景茹，祁树文，杨世春，等.高压单芯电缆线路金属护套接地方式[J].吉林电力，2005（2）：19-21.
[2] GB50217-2016，电力工程电缆设计规范[S].
作者简介
张圆（1986-），中铁上海设计院集团有限公司电化处，工程师，邮编200070。
论文作者:张圆
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/19
标签：护套论文; 电缆论文; 金属论文; 互联论文; 安哥拉论文; 方式论文; 感应论文; 《电力设备》2017年第13期论文;