10kV单芯电缆屏蔽层两端接地引发电缆故障分析

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1、山东电力技术SHANDONGDIANLIJISHU2010年第4期（总第175期）10kV单芯电缆屏蔽层两端接地引发电缆故障分析Analysisof10kVSingleCableShieldFaultCausedBothEndsGrounding何伟（广东省电力学校，广州510520）摘要：10kV单芯电缆两端接地感应电压与环流导致电缆故障问题，是配电电缆工作者多年困惑的问题。分析广东阳春10kV电缆故障，直接原因是金属屏蔽层接地方式选择不当，根本原因是设计规范中没有具体对这些问题做出明确的指引和规定。关键词：单芯电缆；环流；感应电压；两端接地Abstract:

2、10kVsinglecablefaultofbothendsofgroundinginducedvoltageandcirculatingcurrent，whichconfusedthedistributioncableworkersforyears.Thispaperanalyzesthefaultof10kVcableofYangchunisimproperchoiceofmetalshieldgroundingmanner;asaresult，themainreasonisnotspecificallymaketheseissuesclearguideli

3、nesandregulations.Keywords:singlecable；circulatingcurrent；inducedvoltage；bothendsofthegrounding中图分类号：TM726文献标识码：B文章编号：1007－9904（2010）04－27－04可能是运输、施工等过程中造成的一点损伤（由于1故障经过电缆毁坏严重，已无法判断），导致电缆绝缘层受2009年5月25日，广东阳春110kV东湖站潮，电缆绝缘性能降低，长期受污水渗入电缆里面10kV东兴乙线过流I段跳闸，经检测东湖站10导致电缆放电。随着该点电缆放电时间增加，最后kV东兴

4、乙线电缆有故障，A、B相对地绝缘电阻为把最近的东兴乙线另一相电缆也放电击伤，导致零。相间短路接地（东湖站故障录波记录短路电流达找到故障点后，没有发现被外力破坏的痕迹，5800A），引起线路跳闸。排除中间接头放电和外力破坏引起故障原因。该段电缆属直埋敷设，东兴甲线与东兴乙线均采用单芯电缆，6条电缆水平排列，间距很小且没有相间隔板。东兴乙线A相烧损严重，线芯外露、B相烧损较严重，从挖开的电缆沟来看，电缆沟沙很黑很臭，上面还有两条排污管，现场还看到排污管还有滴漏现象，且电缆沟没有采取防渗措施，使电缆长期受到污水侵蚀（图1、图2）。2故障原因分析东兴乙线运行才两年多，而

5、且最大运行电流记录为420A，未超过安全载流量725A的范围。电图1东兴乙线事故现场照片缆型号YJV-1×400，单相长约3.55km。还有一个导致电缆绝缘性能降低重要原因，就判断故障原因有两种情况，第一种原因是东兴是该电缆金属屏蔽层采用两端接地方式（图3）。屏乙线其中一相电缆应该存在一个“隐患点”，该点可蔽层上长期存在较大的工频感应电压，三相水平排能是制作过程中存在的一个气泡或一个小孔，也有列，使感应电压进一步增大。出现较大环流，所产生27山东电力技术SHANDONGDIANLIJISHU2010年第4期（总第175期）的热损耗加速电缆主绝缘电—热老化。在电缆

6、绝缘mm，铜屏蔽外径36.6mm，，PVC护套厚度2.3mm，的薄弱点出现放电，最终导致相间短路。电缆水平排列，间距很小，取10mm。单相长约3.55km，负荷电流取东兴乙线最大运行电流420A。根据文献1提供的水平排列计算公式S为电缆中心轴间距离；Ds为金属屏蔽层外径；I为电缆工作电流；L为电缆单相长度。计算得边相电缆金属屏蔽层正常运行时工频图2故障电缆线芯外露照片感应电压最大为140.58V，中相电缆金属屏蔽层正常运行时工频感应电压最大为96.2V。2.2三相品字形排列感应电压计算根据文献［1］提供的三相品字形排列计算公式图3电缆金属屏蔽层两端接地ED—终端

7、计算得电缆金属屏蔽层正常运行时工频感应10kV电缆金属屏蔽层通常采用两端接地方电压最大为96.2V。式。这是由于10kV电缆多数是三芯电缆的缘故。2.3感应电压与环流危害电缆绝缘分析三芯电缆带平衡负荷时，三相电流向量和为零金属根据GB50217－2007《电力工程电缆设计规屏蔽上的感应电势叠加为零，采用两端接地时，没范》的规定，当采取能有效防止人员任意接触金属有环流。层的安全措施时，电缆线路的正常感应电势最大值近年来，由于负荷密度增大，环网柜等小型设不得大于300V。否则，不得大于50V。按采取安全备的应用，电缆开始采用较大截面单芯电缆。当单措施考虑，上述计算的

8、感应电压140.58V和