接地系統(tǒng)失效對35kV電纜安全運行的影響

孫立楓

摘要：接地系統(tǒng)的有效性是電纜線路安全運行的重要保證。分析了電纜線路常用接地方式以及在不同接地方式下接地系統(tǒng)失效對電纜安全運行可能產(chǎn)生的影響。結(jié)合一起典型接地系統(tǒng)失效造成電纜嚴重缺陷的案例進行計算，從實際角度闡明接地系統(tǒng)的重要性。最后依據(jù)分析結(jié)果提出了防止接地系統(tǒng)失效的運行管理措施，具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：接地方式;接地系統(tǒng);懸浮電壓;感應電壓;反擊過電壓;運行管理

隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展，對市容市貌美觀要求的逐步提高，城市輸配電線路開始大量采用地下電力電纜線路，因而電纜線路的安全運行顯得尤為重要。然而，多年的運行經(jīng)驗表明，電纜線路因接地系統(tǒng)被盜、被損壞而造成電纜故障的事件時有發(fā)生，這對電纜的安全運行提出了嚴重挑戰(zhàn)。本文從現(xiàn)行35 kV電纜普遍采用的接地方式著手，分析不同接地方式的接地系統(tǒng)失效后對電纜安全運行可能產(chǎn)生的影響，并據(jù)此提出在電纜運行管理中的改進措施。

一、電纜常用接地方式

1.1 三芯電纜采用的接地方式

對于三相統(tǒng)包型電纜，由于共用一個金屬外護套，而三芯電纜在運行中通過線芯的電流矢量和為零，在電纜金屬護套上基本沒有感應電壓;對于分相屏蔽型電纜，雖然單相線芯通過電流時在其金屬屏蔽層產(chǎn)生一定感應電壓，但三相電流矢量和為零，因而感應出的電壓矢量值亦為零。因而三芯電纜普遍采用兩端接地直接接地的方式。

1.2 單芯電纜采用的接地方式

近年來，35kV單芯630mm的電纜在嘉定地區(qū)得到一定的應用。高壓單芯電纜正常運行時，線芯電流產(chǎn)生的磁力線將在金屬屏蔽層上產(chǎn)生感應電壓，此感應電壓的大小與電纜的長度和通過線芯的電流大小成正比。電纜較長時，外護套上將產(chǎn)生很大的感應電壓，可能危及人身安全。如果單芯電纜采用與三芯電纜相同的兩端直接接地方式，電纜金屬屏蔽層將與大地之間構(gòu)成一個回路，產(chǎn)生環(huán)流，使電纜發(fā)熱，這不僅僅使電能損耗，而且降低了電纜的輸送容量。采用單端直接接地方式時，將在不接地端感應出高電壓（如操作過電壓或雷電過電壓感應），一旦電纜外護套不能承受此種高電壓，將導致電纜絕緣損傷甚至接頭爆炸。指出電纜長度小于2km時，且電纜金屬護層感應電壓不超過50V時，可采用一端直接接地，一端經(jīng)護層保護器接地;電纜長度在2km至4km之間時，可在中間點直接接地，而兩端經(jīng)護層保護器接地;電纜更長時，可考慮采用交叉互聯(lián)換位的方式來降低感應電壓。

二、接地功用的分類

在35kV電纜施工中，35kV電纜接地裝置的科學合理設(shè)計有助于從整體上提高35kV電纜系統(tǒng)的正常和安全運行，相關(guān)工作人員在進行35kV電纜接力裝置設(shè)計的過程中，需要根據(jù)接地功用的分類來進行實際的工作。按照功能來進行劃分，接地系統(tǒng)分為保護接地、防雷接地、工作接地、屏蔽接地等，相關(guān)工作人員需要加強對這幾部分功能的了解以及認識，結(jié)合現(xiàn)場工程的要求以及需求正確而科學的進行35kV電纜接地裝置的設(shè)計。

保護接地主要是針對由金屬外殼的帶電設(shè)備或者是裝置而言的，在實際工作的過程中，要求施工人員將電體的外殼和電纜外皮進行接地性的處理，不僅可以保正電纜的絕緣性，還可以有效的防止出現(xiàn)其他的意外。在保護接地中主要分為接地保護和接零，保護相關(guān)工作人員需要結(jié)合實際建設(shè)的要求以及設(shè)計的需求，選擇正確的接地方式。

防雷接地主要是針對于雷電天氣的，在一些高層建筑和信號塔中都有所涉及，運用防雷接地可以最大程度的提高建筑物的安全性，防止雷電流導入到物體中。在進行防雷接地時，需要設(shè)置避雷針等裝置，從而可以對電力進行良好的導流，將雷電引入地下，而不在建筑物進行流通，防止出現(xiàn)高壓電流的情況，造成不必要的損失。

工作接地主要是為了維護電路和相關(guān)設(shè)備的平穩(wěn)和安全運行，也是提高整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要措施，在實際工作的過程中，需要相關(guān)工作人員將電力系統(tǒng)的某一點直接或者是間接在地面上進行連接，例如在進行變壓器連接時，需要根據(jù)變壓器的低壓來接地，從而有效的防止由于電路的原因而出現(xiàn)設(shè)備的損耗問題。

在35kV電纜施工中進行35kV電纜接地裝置設(shè)計的過程中，相關(guān)工作人員需要將這一工作看成一個獨立而系統(tǒng)性的主體，將各個接地裝置進行相互的貫穿，一定不要將各個接地裝置看成一個獨立的整體，主要是為了防止在電力系統(tǒng)后期使用的過程中，各個電極之間和地級之間出現(xiàn)干擾的情況。在實際工作的過程中，一定要保證各個電極距離是在20米以上的，從而保證各個電機能夠正常的工作，在實際工程設(shè)計的過程中需要從基地功用的分類入手，采取針對性的解決措施，形成統(tǒng)一的電網(wǎng)進行接地。

三、35kV電纜施工中35kV電纜接地裝置設(shè)計的方法

3.1接地電阻的設(shè)計

在35kV電纜施工中進行35kV電纜接地裝置設(shè)計的過程中，首先需要做的是接地電阻的設(shè)計，需要將電阻值設(shè)定在0.5Ω以下，這樣才可以從整體上提高35kV電纜接地裝置的安全性。假如在實際工作的過程中遇到土壤的話，土壤電阻過高，那么需要根據(jù)實際情況對這一數(shù)值進行適當?shù)恼{(diào)整，可以通過填充降阻劑來進行適當?shù)恼{(diào)整，假如接地裝置附近有電阻較低的土壤時，在進行接地裝置設(shè)置的過程中可以進行以外接地極的操作方法，假如地下深處條件是比較合適的話，那么相關(guān)工作人員在實際工作過程中還可以設(shè)置井式地極，從而滿足實際的工作要求。

3.2接地極

在選擇接地級的過程中，相關(guān)工作人員需要對接地級材質(zhì)和強度進行精準性的計算，在開展實際工作之前，需要對周邊的工作環(huán)境和建設(shè)環(huán)境進行綜合性的考慮，以提高耐腐蝕性和抗機械損傷為主來開展日常的工作。與此同時還要多方位的考慮，在建設(shè)周邊很有可能出現(xiàn)的安全問題以及影響因素，相關(guān)工作人員在進行完這一工作之后，需要著重的考慮土地的導電性和接地電阻等相關(guān)的條件，明確接地極在后續(xù)使用過程中很有可能出現(xiàn)的問題，以此作為主要的依據(jù)，確定接地級的類型，并且最大程度的防止由于土地的原因而對接地極造成一定的影響。在實際工作的過程中，假如土壤的電阻率是比較低的，各項條件也是比較優(yōu)越的，那么在實際接地級的過程中，要適當?shù)臏p少埋設(shè)的深度，根據(jù)現(xiàn)場的現(xiàn)狀以及要求科學合理的選擇深度，從而保證整個工作的有序進行。在進行接地極操作時，工作人員需要充分的利用周邊自然的接地極作為主要的接地極，不僅可以降低整個接地極操作的成本投入，還在一定程度上延長了接地極的使用壽命。

3.3接地導體

在進行接地導體設(shè)置的過程中，一定要保證接地導體和接地極之間是非常穩(wěn)固的，并且導電性也可以達到預期的狀態(tài)，相關(guān)工作人員可以采用熱熔焊機或者是夾具的機械連接方式，按照說明書中的內(nèi)容以及實際的設(shè)計標準開展日常的工作，保證在安裝過程中接地集合導體是非常完整，沒有出現(xiàn)破損的。導體的橫截面應當滿足電源對導體最小截面的要求，這樣才可以保證接地導體能夠承受較大的電流。

結(jié)束語

電纜接地系統(tǒng)對電纜線路的安全運行有著重要的影響。在今后的電纜施工、運行中要加強管理，不斷總結(jié)經(jīng)驗，尋求防止電纜接地系統(tǒng)失效的新措施，為提高電纜線路供電可靠性提供重要保證。

參考文獻：

[1]從光，韓曉鵬，周作春，等.高壓單芯電纜接地系統(tǒng)破壞后的懸浮電壓分析[J].供用電，2009，26（5）：61-64.