110kV及以上电缆线路接地系统特性仿真分析及应用

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1、2014年第5期上海电力110kV及以上电缆线路接地系统特性仿真分析及应用许强，何伟(国网上海市电力公司检修公司，上海200063)摘要：以上海地区高压电缆线路(110kV及以上)为研究背景，并对接地系统在正常和故障条件下进行动态模拟；其中故障包括电缆线路遭受雷电过电压和接地系统遭受破坏。最后对一些相关的近期热线维修问题进行了分析和总结。关键词：高压电缆；接地系统；金属套；仿真；带电作业中图分类号：TM757文献标志码：B表2上海电缆线路长度比较0引言电压等级一般线路单段长度／m单段最长／m随着

2、上海城市的飞速发展，地方用电负荷快110kV35O942．5220kV4OO958速增长。据统计，上海地区110kV及以上电压等级的高压电缆线路500回。在检修工作中发其中，I10kV单段电缆长度超过700In的线现，已投运的部分高压电缆线路存在护层和接地路有4根，220kV单段电缆长度超过800m的线系统的缺陷，降低了线路的载流能力和运行安全路有5根。在上海地区，高压电缆线路金属护层性。110kV及以上电缆线路承担着重要的输电接地系统存在多种接地方式。主要采取的是交叉任务，全部停电消缺较难实现

3、，同时也会大大降低互联接地和单端接地、另一端经保护接地的方式。线路可用率。因此，为了提高电缆线路检修作业当高压电缆线路长度超过1km，主要采用交叉互的安全性和作业效率，有必要研究高压电缆线路联的接地方式，通过绝缘接头将电缆金属护层等在正常态和故障态下接地系统的运行特性，为确长度分成三的倍数段，且每三段组成一个交叉换定合理的防护等级、优化带电消缺作业提供技术位段。对于长度在1km以内的高压电缆线路，支撑。可分为1段或2段，采用一端单点接地，另一端经本文借助线路仿真软件[1]，搭建了高压电缆保护接地

4、的方式。线路及其接地系统典型模型，并且对不同运行条上海地区高压电缆主要采取排管敷设的方件下线路接地系统模型响应进行了动态仿真分式，中间换位箱和接地箱都采用统一设计的玻璃析。钢双开门立式，大都安装在工井附近的人行道和绿地。采用地面立式的换位箱、接地箱，在方便检1上海地区线路简述修的同时，也带来了外部破坏的隐患。上海电网上海地区据统计共有超高压电缆线路505条110kV及以上电缆护层接地系统缺陷主要类型(除去主变电缆)，I10kV线路381条，220kV线路分为：市政工程改造、外力破坏、偷盗和运行缺

5、陷，122条，500kV线路2条。上海地区线路分布情况2010年接地系统缺陷具体如图1所示。如表1所示。上海电缆线路长度比较如表2所示。由于2010年上海世博会召开，世博会各项工表1上海地区线路分布情况程完工，市政工程比去年减少14。电缆截面／ram04OO63080010002仿真模型的建立回路／条5O17918644电缆型号YJLW03TJQ03充油电缆本文仿真的模型是某典型高压线路的一个交回路／条379624O叉互联段，电缆规格型号为YJLW03—64／11OkV一1——1——上海电力20

6、14年第5期中线路简易图如图4所示)。AA·市政工程改造·外力破坏一偷盗-运行缺陷图4金属套交叉互联不意图(粗线ABC表示电缆三相，细线XYZ表示金属套)图12010年接地系统缺陷统计图电缆正常运行时，在换位箱(1和2)和接地箱×630mm。线路具体参数见表3和表4。(O和3)处，得到的感应电压如图5所示(接地电表3电缆线路长度及分段阻设为lQ，电缆线路的连续负荷载流量为876电缆段名称O～1l～22～3A[1](100负荷因数))。长度／m498．6474．553O．4表4电缆线路参数参数数值

7、同轴电缆截面／mm01zo／12O电缆中心距／mm260电缆中心离地面距离／m1．62电缆线路采用中间交叉互联、两端接地方式，之镱接地方式如图2所示。∞如∞∞加mO、．．LJ一：90123、—LL[线路长度垴—●]_●]围(其中0、1、2、．．L3图5捩位箱和接地箱处的感应电压l2从图5可以看出，在正常运行状态下(100图2电缆线路交叉互联方式接地负荷因数)，由于采用交叉互联的接地方式，换位(O，3为接地箱；l，2为交叉互联箱)箱处的感应电压达到线路金属套的感应峰值，最3正常运行状态的仿真大值约

8、65V，实际的金属套分段并非绝对等长，两端接地箱处有一定的感应电压(约9V)，反映在正常运行状态下，高压电缆线路互联接地在金属套上，运行时存在一定的环流。系统的仿真模型如图3所示。ULCC1LCC2LCC34故障状态时的仿真计算当电缆线路在遭受故障时(如接地箱断开、换位箱断开、线路遭受雷电过电压等)，对电缆金属套感应电压情况需针对性的分析，为电缆线路不停电消缺作业提供数据依据。4．1换位箱断开对于图3所示的仿真模型，若1号换位箱断开，各交叉互联处的感应电压如图6所示。图3正常运行状态仿真模型图6