高压电缆接地的问题

高压电力电缆的铜屏蔽和钢铠一般都需要接地,两端接地和一端接地有什么区别?制作电缆终端头时,钢铠和铜屏蔽层能否焊接在一块?制作电缆中间头时,钢铠和铜屏蔽层能否焊接在一块?
35KV高压电缆多为单芯电缆,单芯电缆在通电运行时,在屏蔽层会形成感应电压,如果两端的屏蔽同时接地,在屏蔽层与大地之间形成回路,会产生感应电流,这样电缆屏蔽层会发热,损耗大量的电能,影响线路的正常运行,为了避免这种现象的发生,通常采用一端接地的方式,当线路很长时还可以采用中点接地和交叉互联等方式。
在制作电缆头时,将钢铠和铜屏蔽层分开焊接接地,是为了便于检测电缆内护层的好坏,在检测电缆护层时,钢铠与铜屏蔽间通上电压,如果能承受一定的电压就证明内护层是完好无损。如果没有这方面的要求,用不着检测电缆内护层,也可以将钢铠与铜屏蔽层连在一起接地(我们提倡分开引出后接地)。
为什么高压单芯交联聚乙烯绝缘电力电缆要采用特殊的接地方式?
电力安全规程规定: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,在铝包或金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压,所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。但是当电压超过35kV时,大多数采用单芯电缆,单芯电缆的线芯与金属屏蔽的关系,可看作一个变压器的初级绕组。当单芯电缆线芯通过电流时就会有磁力线交链铝包或金属屏蔽层,使它的两端出现感应电压。
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及人身安全的程度,在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时,屏蔽上会形成很高的感应电压,甚至可能击穿护套绝缘。
此时,如果仍将铝包或金属屏蔽层两端三相互联接地,则铝包或金属屏蔽层将会出现很大的环流,其值可达线芯电流的50%–95%,形成损耗,使铝包或金属屏蔽层发热,这不仅浪费了大量电能,而且降低了电缆的载流量,并加速了电缆绝缘老化,因此单芯电缆不应两端接地。[个别情况(如短电缆或轻载运行时)方可将铝包或金属屏蔽层两端三相互联接地。]
然而,当铝包或金属屏蔽层有一端不接地后,接着带来了下列问题:当雷电流或过电压波沿线芯流动时,电缆铝包或金属屏蔽层不接地端会出现很高的冲击电压;在系统发生短路时,短路电流流经线芯时,电缆铝包或金属屏蔽层不接地端也会出现较高的工频感应电压,在电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的作用而损坏时,将导致出现多点接地,形成环流。因此,在采用一端互联接地时,必须采取措施限制护层上的过电压,安装时应根据线路的不同情况,按照经济合理的原则在铝包或金属屏蔽层的一定位置采用特殊的连接和接地方式,并同时装设护层保护器,以防止电缆护层绝缘被击穿。
据此,高压电缆线路安装时,应该按照GB50217-1994《电力工程电缆设计规程》的要求,单芯电缆线路的金属护套只有一点接地时,金属护套任一点的感应电压不应超过50-100V(未采取不能任意接触金属护套的安全措施时不大于50V;如采取了有效措施时,不得大于100V),并应对地绝缘。如果大于此规定电压时,应采取金属护套分段绝缘或绝缘后连接成交叉互联的接线。为了减小单芯电缆线路对邻近辅助电缆及通信电缆的感应电压,应尽量采用交叉互联接线。对于电缆长度不长的情况下,可采用单点接地的方式。为保护电缆护层绝缘,在不接地的一端应加装护层保护器
高压电缆保护器
35kV大截面电力电缆和66kV、110kV及以上电压等级的电力电缆均为单芯电缆,电缆金属护层一端三相互联并接地,另一端不接地,当雷电波或内部过电压波沿电缆线芯流动时,电缆金属护层不接地端会出现较高的冲击过电压,或当系统短路事故电流流经电缆线芯时,其护层不接地端也会出现很高的工频感应过电压。上述过电压可能击穿电缆外护层绝缘,造成电缆金属护层多点接地故障,严重影响电力电缆正常运行甚至大幅减少电缆使用寿命。因而电力行业标准DL/T401-1991《高压电力电缆选用导则》规定:必须采用电缆护层保护器以限制电力电缆金属屏蔽层(或金属护套)上的感应电压和故障过电压。
电缆护层保护器电气参数表

型号

系统额定电压
kVr.m.s

工频耐压/时间
kVr.m.s

10kA雷电冲击电流下的残压
≤kVp

直流U1mA参考电压
≥kV

2ms方波通流容量
A

0.75UU1mA下的泄漏电流
≤μA

目前市场上流通的未按国家行标JB/T8459标注的型号

LHQ-6

6

1.9/4

4.6

2.1

400

50

BHQ、BYL、FBY、SHQ、BYLS、
TBP-D

LHQ-10

10

3.6/4

8.7

4.0

400

50

LHQ-35

35

5/4

12

5.5

400

50

LHQ-110(Ⅰ)

110

6/4

15

6.5

400

50

LHQ-110(Ⅱ)

110

10/4

25

11.0

400

50

LHQ-220(Ⅰ)

220

6/4

12

5.8

400

50

LHQ-220(Ⅱ)

220

13.6/4

31

15

400

50

LHQ-500

500

7.5/4

18*

8.3

400

50

* 注:雷电冲击电流16kA下的残压

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