高压单芯电缆护层的感应电压的分析与应用

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1、高压单芯电缆护层的感应电压的分析与应用李赵磊济南钢铁集团有限公司能源动力厂摘要通过分析能源动力厂110KV韩钢线护层接地的隐患，利用对护层感应电压和感应电流的计算，可以准确的计算出护层接地点的位置。关键词高压单芯电缆电缆护层感应电压High-voltagesingle-corecablesheathoftheinducedvoltageoftheanalysisandapplicationLIZhaoleiEnergyPowerPlant,JinanIronandSteelGroupAbstra

2、ct:EnergyandPowerPlant110KVKoreasheathgroundingwirehidden,useofthesheathinducedvoltageandinducedcurrentcalculationscanaccuratelycalculatethelocationofsiteaccesssheath.Keywords:high-voltagesingle-corecable;cablesheath;inducedvoltage1、引言近几年有关电缆护层接地的故障及

3、隐患时有发生，六降压厚板一线3107在投运6小时后由于护层接地，导致电缆爆炸；五降压3215由于护层接地，接地点的发热温度高达105℃，发现及时，避免了电缆爆炸事故的发生；110KV韩钢线由于护层接地，电缆发热，随时有爆炸的可能。事故隐患的接连发生，引起了厂领导的高度关注，由于此前未对电缆护层有深入的了解，所以开始对高压单芯电缆护层的感应电压和感应电流进行研究。目前我厂35-110KV高压电缆均为单芯电缆，一旦电缆护层有非正常接地点，将导致护层电流大幅增加，使得电缆运行温度不断升高，少数情况接地

4、点可能频繁放电，将直接危及电缆主绝缘，危害较大，另外还将产生大量的电能损失。高压单芯电缆护层接地方式的选择合理性也关系到电缆安全稳定运行，故对高压单芯电缆系统，应根据实际情况而选择合适的电缆护层接地方式。一般将电缆护层接地方式分为以下四种：（一）当电缆线路很短，传输功率很小时，金属护套上的感应电压极小时，采用金属护套两端直接接地的方式；（二）当电缆长度大约在500m及以下时，电缆金属护套采用一端直接接地，另一端经护层保护器接地；（三）当电缆长度很长，感应电压很高时，采用金属护套中点直接接地；（四

5、）当电缆长度在1000m以上时，采用金属护套交叉互联的接地方式。2、金属护套产生的感应电压分析当单芯电缆线芯流过交变电流时，交变电流的周围必然产生交变的磁场，形成与电缆回路相交链的磁通，也必然与电缆的金属护套相交链，因此，在金属护套上将会产生感应电动势。由于电缆长度远大于组成电缆回路的电缆之间的距离(L》s)．我们可以认为电缆金属护套上产生的感应电动势是均匀分布的，这样就可以计算单位长度金属护套上的感应电动势。三相回路电缆护套上的感应电动势单相电缆回路中电缆护套上相链的磁通的关系式可改写为：由上

6、式可推广到三相电缆回路中，由于ia+ib+ic=0，故可视为A相电缆同B相电缆构成一回路，电流为il；又与C相电缆构成一回路，电流为it。与A电缆护套相链的磁通的关系式为：设A、B相电缆间距为S1，B、C相间距为S2，A、C相间距为S3，则三相电缆回路中电缆护套上的感应电动势为：我厂的单芯电缆都以等边三角形的方式敷设。按等边三角形敷设电缆（如图所示）时：-7有S1=S2=S3=S，则Xa=Xb=Xc=X=2ωln(2S/Ds)X10Ω/M,X1=X2=0故有UBA=-jiBXacX1-jiAX,

7、Uab=jiAXacX0-jiBX,UaB=-jiCXcAX2-jiCX.-7感应电动势的有效值Aa=Bb=Cc=2ωiln(2S/Ds)X10V/M3、事故分析下面就我厂110KV高压单芯电缆韩钢线的事故分析。韩钢线护层保护情况概述韩钢线是由韩仓变电所直供三降压的一条110KV回路，电缆型号为YJV-110，电缆是从线路7#杆至三降压GIS开关室，总长约2475m,电缆护层采取交叉互联的接地方式，其中每段长度约825m，中间2个交叉互联箱的引出线均采用单心带屏蔽层的电缆，屏蔽层作为电缆前段护层

8、保护的引出线，而主线心作为后段护层保护的引出线。接线示意图如下：三降压下火杆321i0：14A3.7A19A1.3A2.5A4.4A45AI048A根据以上电缆资料，可得此电缆每米的感应电动势-7-7=2ωiln(2S/Ds)X10V/M=2=0.018V/M整根电缆的感应电压M整根电缆地电阻、接地电阻、地阻共为2Ω所以整根电缆的感应电流i=M=22.275A故障现象：韩钢线投运带上负荷后（负荷电流为240A）测得各点的数据如下：线路名称韩钢线试验日期2008年7月28日2电缆资型号额定电压kV