高壓電纜交叉互聯(lián)系統(tǒng)的3種優(yōu)化接地方案

高榮貴

摘?要： 近年來，隨著社會的發(fā)展，我國的電力行業(yè)建設(shè)的發(fā)展也有了進步。高壓電纜因其可靠性、適應(yīng)性強和占地少的優(yōu)點，在電力系統(tǒng)中被廣泛使用，是供電網(wǎng)絡(luò)的命脈。而隨之由電纜故障引起的事故和經(jīng)濟損失也日益增多，不但影響用戶的正常生活，還會影響用戶用電體驗感，嚴重時還會給人們的生命形成巨大威脅。如果不能提前發(fā)現(xiàn)故障癥狀，出現(xiàn)故障時及時判斷故障類型，準確找到故障點，就很難快速徹底解決高壓電纜故障。為此，尋求便捷可靠的故障分析和準確定位的技術(shù)方法，減少因高壓電纜故障引起的停電時間，提高供電可靠性十分必要。本文從高壓電纜故障分析判斷著手，簡述目前高壓電纜分析的技術(shù)手段，重點探討泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在高壓電纜監(jiān)測及故障查找中的應(yīng)用，以便為高壓電纜故障分析及查找方面提供支持和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞： 高壓電纜;交叉互聯(lián)系統(tǒng);3種優(yōu)化接地方案

【中圖分類號】TM862?????【文獻標識碼】A?????【文章編號】1674-3733（2020）23-0174-01

引言：為了限制電纜金屬護層感應(yīng)電壓，降低交叉互聯(lián)接地方式下電纜護層環(huán)流，該文對護層接地方式進行改進，以適用于電纜線路的改造?；诮徊婊ヂ?lián)接地方式在實際應(yīng)用中的缺陷，提出3種護層接地方式的優(yōu)化方案：護層一端經(jīng)補償電感接地、交叉互聯(lián)單端接地、逐段單端接地。利用PSCAD仿真軟件搭建仿真模型，并對3種接地方式下不同運行條件的護層電壓和環(huán)流進行仿真。理論分析及仿真結(jié)果表明：3種電纜護層接地方式可以有效抑制金屬護層末端感應(yīng)過高電壓，且能降低線路改造后產(chǎn)生的護層環(huán)流，可作為今后工程實踐的推廣方向。

1?高壓電纜常見故障分析

1.1?接地性故障

所謂的接地故障，指導(dǎo)體與大地的意外連接。在高壓電纜運行過程中，接地故障的發(fā)生，會使其工作性能、潛在應(yīng)用價值、電力生產(chǎn)效益等受到不同程度的影響，制約著高壓電纜科學(xué)應(yīng)用水平的提升，無形之中加大了其運行風(fēng)險，導(dǎo)致供電計劃實施中缺乏有效保障。同時，在接地故障的影響下，會使高壓電纜的應(yīng)用質(zhì)量有所降低，給電力生產(chǎn)活動開展中埋下了一定的安全隱患。

1.2?斷路性故障

高壓電纜運行過程中，由于受到了人為破壞、自然因素等方面的影響，導(dǎo)致電纜某處發(fā)生了斷裂現(xiàn)象，造成了斷路性故障現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而降低了高壓電纜的運行質(zhì)量。在這類故障的影響下，會使高壓電纜無法正常工作，增加電力生產(chǎn)成本費用，影響著高壓電纜的運行效果。

2?高壓電纜交叉互聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)化

2.1?交叉互聯(lián)單端接地

傳統(tǒng)的交叉互聯(lián)接地方式不利于電纜線路的改造，電纜金屬護層上往往會產(chǎn)生環(huán)流和較大感應(yīng)電壓。對傳統(tǒng)的交叉互聯(lián)接地方式進行優(yōu)化，得到電纜交叉互聯(lián)單端接地方式即可解決上述問題。交叉互聯(lián)單端接地是指將電纜一端直接接地，另一端經(jīng)護層保護器接地，中間部分接地方式保持不變。由于電纜護層只有一端直接接地，未直接接地的護層末端上會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，當護層感應(yīng)電壓較高時護層保護器動作，可以起到護層過電壓保護的作用。在正常運行下，由于護層保護器呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，護層只有一端與大地相連，不構(gòu)成回路，不會產(chǎn)生護層環(huán)流。與交叉互聯(lián)接地方式相比，交叉互聯(lián)單端接地系統(tǒng)需要敷設(shè)一根回流線。因為當電纜發(fā)生單相接地短路時，金屬護層由于只有一端接地，無法為短路電流提供回流通道，短路電流將以大地作為回路，電纜護層會產(chǎn)生很大感應(yīng)電壓。裝設(shè)回流線后，短路電流直接經(jīng)回流線返回，回流線中電流產(chǎn)生的磁通會抵消一部分電纜芯線電流產(chǎn)生的磁通，從而降低護層感應(yīng)電壓，同時裝設(shè)回流線還可以起到降低地電位升高的作用。而對于交叉互聯(lián)接地方式，金屬護層兩端直接接地，護層本身即可起到回流線的作用，故不須敷設(shè)回流線。

2.2?逐段單端接地

為了能從根本上解決護層環(huán)流問題并適用于電纜線路的改造，除了采用交叉互聯(lián)單端接地的方式外，還可以將傳統(tǒng)的交叉互聯(lián)接地改進成電纜逐段單端接地。電纜逐段單端接地實質(zhì)上是電纜單端接地的串聯(lián)形式，具體的方式是先將長電纜線路分成若干段，相鄰兩端電纜之間用絕緣接頭連接，然后將每小段電纜金屬護層的一端直接接地，另一端經(jīng)護層保護器接地。與交叉互聯(lián)單端接地一樣，為了降低電纜發(fā)生單相接地短路故障時短路電流帶來的危害，沿電纜線路同樣需要敷設(shè)回流線。與交叉互聯(lián)接地方式相比，逐段單端接地方式具有以下幾處優(yōu)點：①各小段電纜長度無需相等，在保證每小段電纜金屬護層上的感應(yīng)電壓不超過50V的前提下，電纜長度取值范圍靈活，而且電纜護層不會產(chǎn)生環(huán)流;②適用于電纜線路的改造，電纜經(jīng)過改造后，逐段單端接地方式不會被破壞;③電纜接地方便，各小段電纜接地點相互獨立，互不影響。對于電纜出線變電站，可將與變電站相連端電纜護層經(jīng)保護器接地，減小變電站地網(wǎng)電壓對電纜護層的影響。對于電纜—架空線的混合線路，將混合線路連接處的電纜金屬護層直接接地，可以降低沿線路傳播的過電壓幅值。雖然逐段單端接地方式具有上述優(yōu)點，但其明顯的不足之處是極大地提高了線路成本。

結(jié)語：綜上所述，在不同預(yù)防措施的支持下，有利于降低高壓電纜運行故障發(fā)生率，高效地完成相應(yīng)的生產(chǎn)作業(yè)，實現(xiàn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，保持其良好的生產(chǎn)狀況及效益狀況。因此，未來在提升高壓電纜應(yīng)用水平、改善其運行狀況的過程中，應(yīng)加深對其常見故障科學(xué)分析的重視程度，并在針對性強的預(yù)防措施配合作用下，實現(xiàn)對高壓電纜的科學(xué)應(yīng)用，避免其處于不安全的運行狀態(tài)。長此以往，可使高壓電纜在電力生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用效果更加顯著。

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