高压单芯电力电缆金属护层环流严重造成的电力事故

结合莱钢陈家庄变电站35kV高压单芯电力电缆金属护层环流严重造成的电力事故，刘单芯电缆的线芯与金属屏蔽的关系进行分析，介绍了单芯电缆护层接地方式的选择。关键词:单芯电缆金属护层环流保护接地0概述莱钢陈家庄变电站、玛家庄变电站、型钢变电站35kV出线电缆均为单芯交联聚乙烯绝缘电缆，采用电缆桥架敷设方式。电缆敷设时，均按照两端接地方式，运行以来，发生多起单芯电缆屏蔽接地故障，甚至引发电缆接地短路事故，给安全生产造成重大影响。因此研究和制定单芯电缆金属屏蔽方式是十分必要的。影响电力电缆稳定运行因素分析1.1电容电流与短路电流对金属屏蔽的影响电缆金属屏蔽层在正常运行情况下会流过电容电流，短路时又作为短路电流的通路，同时也起屏蔽电场的作用。若金属屏蔽层搭接不良，当较大电容电流或短路电流流过金属屏蔽层时，会造成金属屏蔽层严重发热，从而导致烧毁整个电缆的严重故障，动力部陈家庄变电站就曾出现过35kV电缆接地后电缆铜屏蔽层严重烧毁的故障。新投产的变电所采用的35kV单芯电缆有的电缆长度在2km以上，由于厂家在电缆屏蔽层制作上有瑕疵，设计上也没有给予充分的注意，多次发生电缆接地并引发短路事故。对此经分析确认是屏蔽层中感应电流和电容电流共同作用的结果。1.235kV及以下电压等级的电缆端接地方式这是因为这些电缆大多数是三芯电缆，在正常运行中，流过三个线芯的电流总和为零，在金属屏蔽层外基本上没有磁链，这样，在金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压，所以两端接地后不会有感应电流流过金属屏蔽层。1.335kV单芯电力电缆金属屏蔽接地方式分析当电压超过35kV时，大多数采用单芯电缆，单芯电缆的线芯与金属屏蔽的关系，可看作一个变压器的初(次)级绕组。当单芯电缆线芯通过电流时就会有磁力线交链金属屏蔽层，使它的两端出现感应电压。感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比，电缆很长时，护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度，在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。此时，如果仍将金属屏蔽层两端三相互联接地，则金属屏蔽层将会出现很大的环流而形成损耗，使金属屏蔽层发热，这不仅浪费了大量电能，而目_降低了电缆的载流量，并加速了电缆绝缘老化，甚至出现电力事故。1.4单芯电缆过电压分析当单芯电力电缆金属屏蔽层有一端不接地，会带来下列问题:当雷电流或过电压波沿线芯流动时，电缆金属屏蔽层不接地端会出现很高的冲击电压;在系统发生短路时，短路电流流经线芯时，电缆金属屏蔽层不接地端也会出现较高的工频感应电压，在电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的作用而损坏时，将导致出现多点接地，形成环流，损坏电缆。2单芯电缆金属屏蔽接地方式及特点根据以上分析，高压电缆线路安装时，按照GB50217-1994《电力工程电缆设计规程撇要求，单芯电缆线路的金属护套只有一点接地时，金属护套任一点的感应电压不应超过50}100V,并应对地绝缘。如果大于此规定电压时，应采取金属护套分段绝缘或绝缘后连接成交义互联的接线。为了减小单芯电缆线路对邻近辅助电缆及通信电缆的感应电压，应尽量采用交义匀_联接线。对于电缆长度不长的情况下，可采用单点接地的方式，为保护电缆护层绝缘，在不接地的一端应加装护层保护器。2.1金属屏蔽层两端直接接地对35kV以上高压电缆线路较短、传输功率很小的电缆，或利用率很低时，采取金属屏蔽层两端直接接地方式。两端直接接地方式简单，但在金属屏蔽上存在环流，一般不予采用，只有短电缆或轻载运行时，方可将金属屏蔽层两端三相匀_联接地，见图13结语单芯电缆线路接地系统地处理是电缆安装敷设的重要环节。2008年对单芯电缆接地系统改造后，未发生因电缆接地系统问题造成的电缆停电事故。通过自行设计、选择设备、实施改造等完整技术方案，为莱钢现有长距离单芯电缆接地系统的改造提供了一个可行的方案。