护层感应电流检测技术在高压电缆运行中的应用

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1、2016年第2期上海电力51护层感应电流检测技术在高压电缆运行中的应用原佳亮，李海(国网上海市电力公司检修公司，上海200012)摘要：本文在简述了高压电缆护层感应电流产生原理的基础上，以上海地区高压电缆的实际运行情况为例，分析了国内常见的导致电缆护层感应电流增大的情况，通过对案例的计算推理和产生原因的分析，提出了防止高压电缆护层感应电流增大的技术管理措施和对策，指出了高压电缆护层感应电流在线监测系统在运行中的重要性。关键词：电缆护层‘；感应电流；交叉换位；故障分析；反措中图分类号：TM755文献标志码：B电缆线芯AB、BC、CA之『司的距离分别为S、mS、O引言nS，

2、当线路附近无平行接地导体时，三相正常运行高压电力电缆在运行过程中，由于单芯电缆的感应电压分别为：导体与护层之间存在电磁感应，这就会在金属护：2l旷【+lnns2]J(1)层上产生感应电压_】工J，高压电缆正常运行时的护层感应电压一般不允许超过50V3J，为了降低护层感应电压，并将其限制在允许的安全范围内，2lol4[譬ln一寺lnmxG—MRs】(2)目前常用的是金属护层交叉换位接地J、金属护层单点带阀片接地或是其组合的方法来减小护层⋯o14[．In一÷lnmxGMRs1a(3)感应电压。上式中=2，GMRS为金属护套的几何平在工程实践中，护层单点接地的方式通常应均半径

3、。高压电力电缆通常采用护层交叉换位的用于电缆线路较短的情况，可在电缆两终端之间方式来达到减小护层感应电压的目的，以相互平加装回流线J，对于电缆线路较长应采用金属护行的、、C三相电．缆为例．当线路中接入一组交层交叉互联的方法来降低护层感应电压。当叉互联箱时其电路连接方式如图1所示。系统正常运行时，金属护层上产生感应电压和感应电流值较小，但在实际运行过程中，由于安装、,B0~A0A21A4AIl设计、偷盗等原因会导致电缆护层感应电流增大，影响电缆的正常运行。B】IB2B3IB4常见的导致电缆护层感应电流增大的情况大CIlC2C3IC4致有六种：换位排接反、同轴电缆相位错误、

4、同轴电缆内外芯短路、护层直接接地、换位箱、接地箱图l交叉互联接线图被盗、换位段长度不均匀。本文主要针对这六种图1中不同颜色箭头的方向分别代表三相护造成护层电流增大的情况，进行理论分析并列举层中感应电流的流向，理想情况下，当三相护层完具体案例进行验证。全交叉换位时，互成120。方向的三相感应电压相互抵消，每一相的合成护层感应电压为0，此时电1电缆护层感应电流形成原理[]缆护套电压最高值为每一小段上的感应电压，以单芯电缆金属护层的对地电压和相间电压，红色箭头所示连续电缆护套为例，电缆护套各点不仅取决于电缆负荷或短路电流，也取决于三根的感应电压值如图2所示。单芯电缆的排列方式

5、和线路的长度，以任意排列当图l中该段交叉换位的电缆护套在两端接的单回路电缆为例，假设相互平行的A、B、c三相地时，红色箭头所示连续护套内的合成电压即产52上海电力2016年第2期电缆护套感应电压AO电缆护套长度图2电缆护层各点感应电压生循环电流，，用算式可表示为：图4换位排接反时护层交叉互联接线图Esa+ESB+Esc，—————一环电流为例，根据式(1)-(4)，可对循环电流，，计Rs+3[R+j2oAn’(GMR)~／3(GMD)2／31算如下：s2~E．tJSA"4,-E．LJSBr(4)，-=—■————■—式中R——护套电阻；——大地漏电电阻；D——电Rs[+

6、j2wln]流，以大地为回路的深度；——三相电缆的几(5)何平均距离，GMD=(sXnSXmS)。分析式(5)可以看出，当三相电缆护套换位理想情况下，当三相电缆完全对称，且三段电不完全时，三相连续护套上的合成电压矢量不为缆护套长度完全相等时，连续护套内的合成电压0，循环电流增大，对护套中的感应电流以矢量的为0，此时连续护套内无循环电流产生，对感应电形式进行分析，其合成电流矢量如图5中箭头所流进行矢量分析，其合成电流矢量如图3所示。示。图3护层完全交叉换位连续护套内电流合成矢量图图5换位排接反时电缆护套感应电流合成矢量图3中A。、A、BB、C、C分别对应图1中高压单芯电力

7、电缆在实际运行过程中，存在A、B、C三相护层的各交叉换位点，由图3可以看交叉换位换位排接反的情况，以某220kV电缆线到在完全换位的情况下，若交叉换位段电缆护层路为例，在对该电缆线路的护层感应电流检测时两端接地，则各相护层合成电流矢量为0。若三发现，第一换位段内感应电流偏大，具体数值如表相电缆排列不完全对称或是交叉换位的三段电缆1所示。长度不完全相等时，连续护套内的合成电压矢量表1某220kV电缆线路换位排接反时不为0，循环电流也可根据式(1)一(4)进行计算。护层感应电流实测值2电缆护层感应电流故障原理及案例分析2．1换位排接反在电缆线