35 kV電力電纜線路加裝金屬保護器分析

侯晉花

（陽煤集團發(fā)供電分公司，山西陽泉045000）

0 引言

通過對工區(qū)現(xiàn)階段35 kV電纜運行情況進行分析，介紹了35 kV礦馨線雙回線路及35 kV礦劉Ⅰ回線路的實際情況，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段電力電纜接地方式存在一定的問題。根據(jù)35 kV單芯電纜金屬屏蔽接地方式的分析，結(jié)合工區(qū)現(xiàn)階段電纜線路運行情況，確定了工區(qū)35 kV礦馨線雙回線路、35 kV礦劉Ⅰ回線路加裝金屬保護器的必要性，并介紹了該兩條線路加裝金屬保護器的具體位置。最后統(tǒng)計了針對這兩條線路加裝金屬保護器的具體數(shù)量，并分析了加裝后取得的效果。

1 工區(qū)現(xiàn)階段35 kV電纜運行情況

1.1 35 kV礦馨線雙回線路

35 kV礦馨雙回線路有3段單芯電力電纜線路，具體為：礦站35 kV出線龍門架到礦馨線3#塔之間，礦馨線5#塔到7#塔之間，礦馨線9#塔到馨瑞站進線刀閘的下口之間；長度分別為440 m、176 m、385 m。

3段單芯電力電纜金屬屏蔽接地方式如下：礦站35 kV出線龍門架到礦馨線3#塔之間的單芯雙回電纜均在3#塔一端接地，另一端不接地；礦馨線5#塔到7#塔之間單芯雙回電纜為：礦馨1#線在礦馨5#塔一端直接接地，7#塔一端不接地，礦馨2#線在礦馨7#塔一端直接接地，5#塔一端不接地；礦馨線9#塔到馨瑞站進線刀閘的下口之間的單芯雙回電纜均在9#塔一端接地，另一端不接地。

1.2 35 kV礦劉Ⅰ回線路

35 kV礦劉Ⅰ回線路有1段單芯電力電纜線路，具體為：35 kV礦劉Ⅰ回線路11#塔到12#塔之間，長度為700 m。

單芯電力電纜金屬屏蔽接地方式如下：35 kV礦劉Ⅰ回線路11#塔一端直接接地，另一端不接地。

2 35 kV單芯電纜金屬屏蔽接地方式

單芯電力電纜金屬屏蔽接地方式不當，往往會引起電纜發(fā)熱及感應過電壓等，從而導致電纜及系統(tǒng)的絕緣故障。對于單芯電纜，接地方式通常有以下幾種：

2.1 金屬屏蔽層采用兩端直接接地的方式

對35 kV以上線路較短、傳輸功率很小或利用率很低的高壓電纜，采取金屬屏蔽層兩端直接接地方式。

兩端直接接地方式簡單，但在金屬屏蔽上存在環(huán)流，一般不予采用，只有短電纜或輕載運行時，方可將金屬屏蔽層兩端三相互聯(lián)接地。

2.2 金屬屏蔽層一端直接接地，一端保護接地

電纜線路不長（500 m以內(nèi)），且能滿足規(guī)范GB 50217—2007《電力工程電纜設計規(guī)范》第4.1.10條要求，金屬屏蔽層采用一端直接接地，另一端裝設護層保護器接地，對地絕緣沒有構(gòu)成回路，可以減少及消除環(huán)流，有利于提高電纜的傳輸容量和運行安全性。如果與架空線路連接，直接接地一般裝設在架空線路端，保護器裝設在另一端。

2.3 金屬屏蔽層中點接地，兩端保護接地

電纜線路較長（1 000 m以內(nèi)）時，若采取一端接地，另一端保護接地方式，電纜運行時，金屬屏蔽感應電壓不滿足設計規(guī)范要求的，采用金屬屏蔽層中點直接接地，而電纜金屬護套的兩個終端通過保護器接地的方式；同時，要做好防水處理，電纜兩端終端頭的屏蔽層通過護層保護器接地。

2.4 金屬屏蔽護層交叉互聯(lián)接地

當電纜線路很長（1 000 m及以上）時，電纜金屬護套可以采用交叉互聯(lián)方式安裝，這種方式可以減少金屬護套的感應電壓和環(huán)流，有利于提高電纜的傳輸容量。交叉互聯(lián)是將電纜線路分成3個等長的小段，在每一段之間安裝絕緣接頭，金屬護套在絕緣接頭處用同軸電纜引出并經(jīng)互聯(lián)箱進行交叉互聯(lián)后，通過電纜護層保護器接地，電纜兩個終端的金屬護套直接接地，這樣就形成一個互聯(lián)段位，每個互聯(lián)段位之間安裝直通中間頭，金屬護套互聯(lián)后直接接地。

3 工區(qū)35 kV電纜加裝金屬保護器分析

3.1 35 kV礦馨線雙回線路加裝金屬保護器分析

由于礦馨雙回電力電纜長度均在500 m以內(nèi)，3根電纜按直線并列排列，且現(xiàn)在所接帶的負荷僅為10 A左右，根據(jù)規(guī)范GB 50217—2007《電力工程電纜設計規(guī)范》附錄F交流系統(tǒng)單芯電纜金屬層正常感應電勢算式，計算電纜線路的正常感應電勢小于50 V。故金屬屏蔽層采用一端直接接地，另一端裝設護層保護器接地，具體如下：礦站35 kV出線龍門架到礦馨線3#塔之間，在3#塔一端接地，礦站35 kV出線龍門架一端加裝金屬保護器；礦馨線5#塔到7#塔之間，礦馨1#線在礦馨5#塔一端直接接地，7#塔一端加裝金屬保護器，礦馨2#線在礦馨7#塔一端直接接地，5#塔一端加裝金屬保護器；礦馨線9#塔到馨瑞站進線刀閘的下口之間，在9#塔一端接地，馨瑞站進線刀閘的下口一端加裝金屬保護器。

3.2 35 kV礦劉Ⅰ回線路加裝金屬保護器分析

礦劉Ⅰ回線路電力電纜長度為700 m，3根電纜按直線并列排列，接帶的負荷僅為250 A左右，根據(jù)根據(jù)規(guī)范GB 50217—2007《電力工程電纜設計規(guī)范》附錄F交流系統(tǒng)單芯電纜金屬層正常感應電勢算式，計算電纜線路的正常感應電勢小于50 V。故金屬屏蔽層采用一端直接接地，另一端裝設護層保護器接地，具體如下：35 kV礦劉Ⅰ回線路11#塔一端直接接地，12#塔一端加裝金屬保護器。

4 共需加裝金屬保護器的數(shù)量統(tǒng)計

綜上所述，工區(qū)35 kV電力電纜線路共計加裝金屬保護器數(shù)量為21個，考慮到所需的備品備件，建議采購30個。

5 對前期需加裝金屬保護器的電纜敷設要求

（1）電纜敷設溫度不應低于0℃，當施工現(xiàn)場的環(huán)境溫度不能滿足要求時，應避免在寒冷期間施工或采取適當?shù)念A加溫措施加熱至0℃及以上后及時敷設。敷設前應將電纜在0℃以上的環(huán)境中放置至少24 h，確保電纜內(nèi)外溫度一致。

（2）電纜在敷設時，A、B、C三相做到長度相等。

（3）供敷設單芯高壓交聯(lián)電纜的排管應選用非磁性管材，排管管徑應符合D≥1.5d要求（D為管子內(nèi)徑，d為電纜外徑）。

（4）施工時電纜牽引力不得超過16 000 N，側(cè)壓力不得超過31.9 kN/m，電纜牽引速度不宜超過8～15 m/min，以確保電纜導體及金屬護套的完好性。

（5）電纜敷設前應檢查電纜外觀質(zhì)量，核對電纜型號、規(guī)格、長度。電纜外護套應均勻地擠包在非鎧裝電纜的內(nèi)襯層上或鎧裝電纜的鎧裝層上，表面應光滑圓整，色澤均勻，無油污，無凸起或斷裂的單線，無明顯絞線凸紋，無損傷屏蔽及絕緣的毛刺、銳邊，不應有尖角、顆粒、燒焦或擦傷的痕跡，敷設過程中要采取有效措施，確保外護層完好。

（6）放線架結(jié)構(gòu)應堅固，不得傾斜，保證電纜盤能正常轉(zhuǎn)動，不得無放線架放線。電纜應從電纜盤的上部放線；路徑直線部分每隔3～5 m設置一個電纜滑輪，彎曲轉(zhuǎn)彎部位要采用滑輪組成合適弧度的滑輪組。

6 加裝后取得的效果

（1）避免了電纜發(fā)熱現(xiàn)象，以前礦劉線負荷變化較大，線路巡視人員在用紅外線測溫儀對電纜線路連接頭測溫時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)負荷的增大造成電纜頭發(fā)熱明顯；采用了正確的電纜屏蔽接地后，溫升不再明顯，增強了電纜的絕緣性。

（2）雷雨季節(jié)，在單芯電纜金屬屏蔽接地不正確的情況下，電力電纜會由于雷閃放電，在其通道周圍電磁場劇烈變化而在鄰近線路或電力設備上感應出過電壓，造成電纜線路絕緣降低；采用正確的電纜屏蔽接地后，避免了電纜的過電壓。

[1]馬慶玉，黃榮輝，劉順桂，等.35 kV電纜-架空線金屬護層電流初始行波特性研究[J].山東理工大學學報（自然科學版），2017，31（3）：25-29.

[2]陳立榮，夏榮，羅俊華.35 kV單芯交聯(lián)聚乙烯電纜金屬護層保護的研究[J].華東電力，2010，38（10）：1623-1626.

[3]劉祖勇.35 kV單芯電纜金屬護套接地方式的探討[J].江西冶金，2013，33（6）：37-39.

[4]高強.電氣化鐵路27.5 kV電纜金屬護層雷擊感應電壓特性的研究[D].成都：西南交通大學，2015.

[5]楊宇峰，徐文慶，鄭益鵬，等.35 kV及以下單芯電纜金屬層接地方式選擇分析[J].電工電氣，2016（10）：61-62.