高压电力电缆接地线电流超标原因分析及处理

作者:未知

  【摘 要】高压电力电缆的安全是电力使用安全的重要保证。当另一处接地时,会产生较大的循环损失热量,使电缆温升过高,危及电缆安全。随着电力电缆的使用逐年增加,绝缘缺陷引起的隐患也随之增加。因此,保证电力电缆安全稳定运行,并且通过分析,快速、准确地找到电缆故障点,已经是目前电力系统研究的重点工作。
  【关键词】高压电力电缆;接地线;电流超标;原因分析;处理
  1导言
  电力电缆的可靠性在很大程度上取决于其绝缘性能。为保证电缆安全稳定的运行,对电缆绝缘进行实时在线监测显得极为重要。
  2电力电缆接地线的作用
  电力电缆接地是接地系统总体的重要组成部分,对系统安全运行有着重要的意义,可以防止人身触电,保障系统正常运行,保护线路和设备免遭损坏,同时可以防止电气火灾以及雷击和静电等危害。不管是单芯电缆还是三芯电缆,电力电缆的金属屏蔽层和金属护套都必须直接接地。三芯电缆正常运行时,三相不平衡电流较小,在金属屏蔽层外的磁通也较小,在电缆金属屏蔽层两端不会产生较大感应电压,流过金属屏蔽层的环流较小,三芯电缆金属屏蔽层都采用两端接地。单芯电缆运行时,在金属屏蔽层外的磁通较大,在电缆金属屏蔽层两端会产生较大感应电压,当线路不长且感应电压不高满足规范时,金属屏蔽层采用一端接地;当线路较长感应电压较大时,金属屏蔽层采用一端接地,另一端经过电压保护器接地。电力电缆线芯中通过的电流将在金属屏蔽层中产生感应电压,电力电缆金属屏蔽层或金属护套可通过电缆接地线与大地的短路形成等电位,降低电力电缆中的感应电压,防止电缆感应电压过大造成人身设备伤害。电缆金属屏蔽层接地线可以使电缆线芯对金属屏蔽层或金属护套的电容电流流入大地;当电缆线芯与金属屏蔽层发生绝缘击穿形成短路时,短路电流可以通过接地线流入大地。
  3可能造成高压电力电缆接地侧接地线电流超标的原因
  3.1高压电力电缆屏蔽层有两点接地
  我国有关电力安全的文件中明确规定了不同高压电力电缆屏蔽层的接地方式:两点接地仅仅适用于35kV及以下的电缆,不可用于高于35kV的电缆,这与电缆的内部结构有很大关联。35kV以下的电缆一般是三芯电缆,一般情况下其电流之和等于零,所以在金属屏蔽层以外基本上没有磁链。如此一来,金属屏蔽层的两点电压等于零,接地之后也不会形成电流。但是如果电力电缆的电压超过了35kV,便会使金属屏蔽层形成感应电压,因为这种电缆大多使用单芯电缆。
  3.2 110kV系统出现异常
  如果高压电力电缆的铝包或者是金属屏蔽层有一点不接地,则当雷电流通过线芯时便会在高压电力电缆的铝包或者是金属屏蔽层形成非常高的冲击电压。如果110kV电力电缆系统出现短路,那么铝包或者是金属屏蔽层也可能会出现很高的感应电压。这样一来,电缆保护层承受不住这种高压,便会出现多点接地的现象,然后便出现了环流,从而使得接地线电流超出正常标准。
  3.3三相电缆排列不对称
  对于交叉互联单元而言,三个区段相等时,因此正常运作时的金属保护层几乎没有感应电压,同时也不会存在环流。三相对称排列时电压相位差是固定的,都是120°,而且幅值一样,所以接地电势差等于零。我们研究中的110kV高压电力电缆三相排列不对称,因此金属保护层的电压向量之和不为零,从而通过两个接地点和金属保护层形成环流。
  4高压电力电缆接地线电流超标的处理方法
  4.1线路停电
  我们研究的对象为长达100m的110kV高压电力电缆,且其接地线电流远大于正常标准,因此在对线路改造之前首先应当对其进行断电处理。这样一来,当解开连接片以后,就不会出现电流太大而使得设备出现损坏的情况,同时也保证了施工人员的生命安全。
  4.2避免形成环流
  用铜线将电缆的高压配电装置一侧的底座与其外壳相连,然后解除终点底座与法兰盘的连接片,此时需要注意的是每一相应当由两片连接片。将连接片解除之后再把高压电力电缆的接地线设置成一个接地点,如此接地线与高压配电装置的外壳就不能够形成回路,同时也不会出现电流。
  4.3对屏蔽层进行绝缘检查
  上述操作完成之后,将接地线甩开,使用高于电缆电压等级的兆欧表对屏蔽层进行绝缘检查,保证绝缘效果良好,避免出现多点接地的情况,从而避免接地点与大地之间形成回路。
  5电力电缆接地注意事项
  5.1合理选择电缆
  随着城市化进程的不断加快,高层建筑慢慢成为建筑主导,从而导致单相用电设备的逐渐增加,在电网系统中,由于电气设备的庞杂,从而致使出现三相负荷紊乱的问题发生,从而发生三次谐波,如果普通情况下三项电流相同时,其基波的相位角互差 120 度,但是,中性线的谐波依据在同一位置,并为相互抑制,相反相互融合,如果谐波电流的因素较多,相线电流可能小于中性线电流,目前我国的某些厂子仍然延续传统理论,相线的截面设置为中性界面的 2-3 倍,随着非线性负荷的逐渐增多,特别是大量三次以及数次谐波气体放电灯等非线性负荷的大势所趋,促使中性线的过载问题日渐严重,目前诸多电气故障以及电气火灾均由此造成,因此,要求我们必须对用电安全问题予以重视,并且采取有效措施改变现状,目前采取的 TN-C配电系统已经淘汰,并不能对人们的需求予以满足,且难以安全使用,常见的配电系统逐渐演化为 TN-S及TN-C-S接地系统,电缆采取相线与中性线等径电缆目前正成为时代主流。
  5.2接地线质量和裁面
  进行交联电缆接头的制作过程中,必须分别连接铜屏蔽层与铠甲层,不得中断,其次,两者之间务必采取分隔绝缘,通常将软质铜编织进行连接,从而恢复铜屏蔽,其次在铜屏蔽层力进行两端焊接,为了确保每隔绝缘外屏蔽的稳定运行,通常采取镀锡地线进行铠甲跨接,选择电线电缆过程中需要结合实际接地电流大小。镀锡软铜编织线仅仅在橡塑电缆中使用,接地线和金屬护套焊接范围、焊接以及铜屏蔽层均应该满足设计标准,电缆接地线必须能够与接地网直接连接,不得串联,此外,接电线要在接地网的接线端上进行压接,从而确保电缆的连接可靠以及检测方便,美国的游丝卡紧法以及法国的卡扣捆扎法都能够实现安全接地,并且避免高温灼烧电缆绝缘,可以借鉴采纳。
  5.3电缆防雷工作
  微机房的电源、路灯照明的电缆、电缆户外变电所的电缆、微波站以及户外电缆,按照相关规定,必须采用屏蔽电缆,与此同时,铁管或电缆进户之前,需要将水平直埋不得小于 11m,埋地深度不得小于 0.7m,从而降低电缆末端的外皮和芯线之间的电压差,由于雷电或者雷电流可能从户外引入,从而烧坏电气设备,所以必须要对进户电缆两端接地进行严格管理。
  6结语
  高压电力电缆是许多发电厂的重要设备,其接地线电流超标是一种比较少见的异常情况。当高压电力电缆的接地线电流超标时,铅包中的保护层就会被损耗并且伴随着散发热量,这样一来便直接降低了电力电缆的输送量。如果另一处接地,则会导致出现大型的环流,并且加剧其损耗和热量发散,使电力电缆的温度不断升高,严重的话则会危及电缆的安全。本次研究对象为一条长约100m的110kV高压电力电缆,经过一段时间的观察,发现其接地线电流超标现象比较频繁,已经严重超出了规定的最高电流,给日常的生产带来了巨大的安全隐患。
  参考文献:
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  (作者单位:大庆油田矿区服务事业部园林绿化公司)
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