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浅析高压电缆的应用常识

电缆屏蔽层的作用及屏蔽层接地的作用

电缆的屏蔽层是由铜、铝等非磁性材料制成,厚度很薄。
电缆的“屏蔽”结构,是改善电场分布的一项极其重要的措施。
高压电缆输送电力时需要将铠装和屏蔽接地。单芯电缆在运行中电缆线芯和屏蔽层可以看成是变压器的初、次级绕组,流经电流时会产生感应电压。感应电压的大小和电缆长度与流过导体的电流成正比。也就是说,假如不接地线,在屏蔽层上将集聚很高的感应电压;当线路出现故障,遭受过电压或雷电冲击,更会形成很高的感应电压,这将使得电缆的护套绝缘层击穿。 屏蔽层的良好接地会增强电缆工作的稳定性。

铠装和屏蔽接地方式

高压电缆铠装和屏蔽要分开接地,即用两根扁铜线分别引出与接地体连接,可以接在同一个接地体上。
 
这样做是为了分别完成以下的试验:电缆外护层绝缘电阻试验; 电缆内衬层绝缘电阻试验; 铜屏蔽电阻和导体电阻吸收比试验。

屏蔽层的一端接地和两端接地的区分

一般电缆的钢铠(如:低压电力电缆)只需要在电源侧一端接地即可,这样可以减少容性涡流。
电缆仅有单层屏蔽时,屏蔽层只需要一端接地。
当电缆双层绝缘隔离屏蔽时,最外层屏蔽需要两端接地,内层屏蔽只需要一端接地。
控制电缆、信号电缆的屏蔽层不允许两端同时接地,只需要一端接地;有绝缘隔离的双重屏蔽控制电缆则最外层铠装层应两端是指运输、装卸、敷设方法不当,埋入地下后遭到人力挖掘或机械挖掘而使电缆损坏。接地,内层屏蔽一端接地,有利于感应电流迅速释放。
当电缆用于干扰严重、鼠害频繁以及有防雷、防爆要求的场所时,宜采用铠装双绞屏蔽型电缆;使用时,外铠装层要两端接地,最内层屏蔽只需要一端接地。 注意:接地电阻不应大于10Ω。

三芯35kV及以下电压等级的电缆屏蔽层接地

电力安全规程规定:35kV及以下电压等级的电缆铝包或金属屏蔽层都采用两端接地。这是因为这种电缆都是三芯电缆,在正常运行中,流过三个线芯的电流总和为零,在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链存在,因而在铝包或金属屏蔽层两端就不会产生感应电压,所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。
 

单芯高压电缆的屏蔽接地

35kV大截面电力电缆和66kV、110kV及以上电压等级的电力电缆均为单芯电缆。  推荐产品:电力电缆
 
随着电压等级的升高,电缆金属外护层的感应电压问题也越加明显。为了减轻电缆外护层感应电荷的影响,应该将电缆按照品字形敷设。而由于实际原因,如:电缆沟过于狭窄、电缆过硬难以弯曲等,很难按照品字形敷设。此时,金属护层两端的感应电压则不会为零,单芯电缆的导线与金属护套的关系,类似于一个变压器的初级绕组与次级绕组。当电缆导线通过电流时,电缆周围产生的一部分磁力线将在金属护套进行交链感应,使护套产生感应电压,感应电压的大小与电缆的长度和流过导线的电流成正比。 由于电磁感应,长距离高压电力电缆的金属屏蔽层或金属护套会产生较高的感应电压,护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度。此时如果将电缆两端金属护套同时接地,而大地又是导体,较高的感应电压就会在金属护套上就会形成较大电流。
 
这种状态下,因为缆芯导体电阻小,导体和金属护套将同时发热使得电缆的绝缘老化,降低了绝缘等级,缩短了电缆寿命,也浪费了电能;更严重的是:当线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时,屏蔽上会形成更高的感应电压,一旦感应电压超过电缆外护套击穿电压值,会导致外护套击穿,形成单芯电缆接地故障。
 
因此,35kV以上等级的单芯大容量电缆护层绝对不能两端接地。而是将电缆金属护层一端三相互连并联接地,另一端不接地。但是,当雷电波或内部过电压沿电缆线芯流动时,电缆金属护层不接地端会出现较高的冲击电压,或者当系统短路事故电流流经电缆线芯时,其护层的不接地端也会出现很高的工频感应电压。这种过电压可能击穿电缆外护层绝缘,造成电缆金属护层多点接地,形成环流。严重影响电力电缆的正常运行,甚至大幅减少电缆使用寿命。
 
为解决这个问题,电力行业标准DL/T401-2002《高压电力电缆选用导则》的规定:要选用电缆护层保护器以限制电力电缆金属护层(或金属护套)上的感应电压和故障过电压。通常,为限制电力电缆金属护层上的感应电压和故障过电压避免在护层中形成环流,电缆金属护层一端直接接地,另一端用护层保护器接地的形式运行。电缆护层保护器的作用是当护层上的电荷逐渐积累,电压达到一定值时,护层保护器瞬间动作,释放电流,使电缆安全运行,如果线路较长,还应将电缆护层分三段或三的倍数段,段间相互绝缘,分段处的护层交叉互联后通过保护器接地(相当于换相,均衡感应电压)。华东电缆

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点击次数:  更新时间:2018-03-24  【打印此页】  【关闭
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