下面文章簡單介紹了高壓單芯電纜金屬層的幾種接地方式，通過結(jié)合案例分析總結(jié)了一些心得體會，闡明了正確選擇接地方式既有利于施工方便，也節(jié)省投資費用，并保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行及維護人員的人身安全。

　　關(guān)鍵詞：高壓單芯電纜,接地方式,一端直接接地

　　1前言

　　近幾年，國家深入推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，部分鋼鐵企業(yè)經(jīng)濟效益越來越好。福建三鋼集團有限公司作為福建省的鋼鐵龍頭企業(yè)，在2017年取得了前所未有的非凡業(yè)績。集團公司領(lǐng)導(dǎo)居安思危，為了打造基業(yè)長青的百年三鋼，實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展，這兩三年投資了很多調(diào)結(jié)構(gòu)、補短板的工程項目。隨著這些工程項目用電容量的增大，高壓單芯電纜在工程項目中的應(yīng)用越來越廣泛。

　　根據(jù)電磁感應(yīng)的原理，當單芯電纜中通過交變的電流時，將會產(chǎn)生交變的磁場，而交變的磁場會在電纜的金屬護套上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。如果金屬護套存在閉合通路，還會產(chǎn)生感應(yīng)電流。所以在工程項目中應(yīng)正確選擇高壓單芯電纜金屬層的接地方式，避免產(chǎn)生危害人身安全及電纜正常運行的感應(yīng)電壓及感應(yīng)電流。

　　2單芯電纜金屬層接地方式

　　根據(jù)GB50217-2007中4.1.10的要求，交流系統(tǒng)單芯電力電纜線路的金屬層上正常感應(yīng)電勢的最大值應(yīng)符合下列規(guī)定：(1)未采取能有效防止人員任意接觸金屬層的安全措施時，不得大于50V。(2)除上述情況外，不得大于300V。為了滿足上述要求，當線路不長時，應(yīng)采取在線路一端或中央部位單點直接接地。當線路較長時，單點直接接地方式所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢無法保證安全的要求時，水下電纜、35kV及以下電纜或輸送容量較小的35kV以上電纜，可采取在線路兩端直接接地。除上述情況外的長線路，宜劃分適當?shù)膯卧�，且在每個單元內(nèi)按3個長度盡可能均等區(qū)段，應(yīng)設(shè)置絕緣接頭或?qū)嵤╇娎|金屬層的絕緣分隔，以交叉互聯(lián)接地。

　　3案例分析

　　3.1兩端直接接地改一端直接接地

　　案例1：2017年新建80MW高爐煤氣高效發(fā)電EPC總承包工程，該發(fā)電工程并網(wǎng)電源電纜為高壓單芯電力電纜YJV62-26/35Kv-1*630，每相雙拼共6根，每根長度約為780米。電纜金屬層接地方式設(shè)計為線路一端直接接地，另外一端不接地設(shè)置護層電壓限制器。

　　在電纜敷設(shè)完工后組織驗收時發(fā)現(xiàn)，不接地的一端施工單位施工時由于疏忽，金屬層接地引出辮子線未采取絕緣措施，接地引出辮子線與高壓柜柜體直接接觸，實際接地方式為線路兩端直接接地。因為該發(fā)電工程屬于城市雙修項目，為市政府重點關(guān)注的環(huán)保項目，為了盡快投入發(fā)電，避免焦爐煤氣放散污染城市空氣，因此驗收小組決定先不要整改，電纜金屬層先按兩端直接接地方式來運行。當單芯電力電纜金屬層兩頭直接接地時，由于金屬層存在閉合通路，因此會在金屬屏蔽層上產(chǎn)生感應(yīng)電流(環(huán)流)。

　　在電纜穩(wěn)定運行后，通過現(xiàn)場直接測量，發(fā)現(xiàn)當線路工作電流800A時(線路每相額定電流約1200A，流過單根電纜導(dǎo)體的工作電流約600A)，流過單根單芯電纜金屬層上的感應(yīng)電流平均約為90A，竟達到線路工作電流的12%左右，這么大的感應(yīng)電流不僅每年會產(chǎn)生額外巨大的費用損耗，電纜金屬層還會長期發(fā)熱，極大降低了載流量并加速主絕緣老化，嚴重影響電纜使用安全。因此，在接下來利用某個停產(chǎn)檢修時，要求施工單位將不接地端的金屬層接地引出辮子線套上絕緣熱縮套，再設(shè)置護層電壓限制器，使其接地方式重新變?yōu)榫�路一端直接接地。

　　3.2驗證

　　金屬層上產(chǎn)生的最大感應(yīng)電勢符合GB50217-2007中4.1.10的要求:Es=L×ESOEs：感應(yīng)電勢(V);ESO：單位長度的正常感應(yīng)電勢(V/km);L:電纜金屬層的電氣通路上任一部分與其直接接地的距離(km);由于電纜長度遠大于組成電纜回路的電纜之間的距離，所以可以認為電纜金屬層上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓是均勻分布的。

　　3.3交叉互聯(lián)接地方式

　　案例2：2017年新建三鋼優(yōu)化電網(wǎng)負荷轉(zhuǎn)移項目：從220kV群工變電站用高壓單芯電力電纜YJV62-26/35Kv-1*630接到其他10kV變電所，長度約2.1km，單芯電纜接地方式設(shè)計為交叉互聯(lián)。要實現(xiàn)交叉互聯(lián)，首先將電纜劃分適當?shù)膯卧�，每個單元按3個長度盡可能均等分段。

　　本工程電纜長度2.1km，所以可以只分1個單元，每個單元按700m均等分段。Ⅰ段A相(A1)通過第一個交叉互聯(lián)箱換位至Ⅱ段B相(B2)，在第二個交叉互聯(lián)箱再換位至Ⅲ段C相(C3)，因為各大段產(chǎn)生感應(yīng)電勢、感應(yīng)電流大小相等，相位相差120°，所以在理想狀況下三相產(chǎn)生的感應(yīng)電勢、電流矢量和為0。

　　本工程項目高壓單芯電力電纜通過交叉互聯(lián)換位后投入使用，經(jīng)現(xiàn)場實際測量，感應(yīng)電流約為8A(實際采購時電纜長度未完全均等分段)，電纜額定工作電流約為400A，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為實際工作電流的2%，滿足GB50150附錄F對交叉互聯(lián)系統(tǒng)的要求。施工時容易出現(xiàn)接線錯誤。而錯誤的交叉互聯(lián)接線將會導(dǎo)致單芯電纜產(chǎn)生更大的感應(yīng)電勢及感應(yīng)電流，不但加大了電能損耗，而且降低了供電可靠性。本案例2中雖然電纜長度約2.1km，但是工作電流才400A，實際仍可以采取一端直接接地的方式，其最大感應(yīng)電勢仍能滿足規(guī)范要求。

　　4一些心得體會

　　通過上述2個案例以及鄙人多年來的工程管理經(jīng)驗，得出以下一些心得體會，不足之處還望指正：

　　(1)最大感應(yīng)電勢考慮按不大于50V還是按不大于300V非常重要，像案例2中交叉互聯(lián)接地改一端直接接地，如果按不大于50V則一端直接接地方式最大感應(yīng)電勢不滿足規(guī)范要求。實際上從鄙人這么多年的工程管理經(jīng)驗來看，金屬層一般指高壓單芯電纜金屬屏蔽層(鎧裝層一般為非磁性材料，不產(chǎn)生感應(yīng)電流)，而金屬屏蔽層外面還有內(nèi)護套、外護套等絕緣層，維護人員基本上不可能任意接觸到，所以可以按不大于300V來考慮。

　　(2)如果按不大于300V來考慮，因為最大感應(yīng)電勢的大小與電纜長度、導(dǎo)體工作電流及電纜的排列方式有關(guān)，結(jié)合案例1與案例2可以知道在一般的工礦企業(yè)中，單芯電纜的接地方式基本按一端直接接地都可以滿足規(guī)范要求。但是如果有雷擊電流、故障短路大電流流過，則不接地一端金屬層會產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，可能會損害護層絕緣，因此建議不接地一端考慮都設(shè)置護層電壓限制器。

　　(3)實際上大的單芯電纜如截面積為630mm2，一般電纜廠家最大單盤長度只能做到一盤800m，所以超過800m線路都要做中間電纜頭。因此為了維護人員更加安全，單芯電纜長度過長有做中間電纜頭的，金屬層一端直接接地方式可以采取中央部位單點直接接地(中點接地方式也可采用在線路中間點安裝一個絕緣接頭，絕緣接頭將電纜金屬屏蔽層斷開，金屬屏蔽層兩端分別通過護層保護器接地，兩電纜終端金屬屏蔽層直接接地)，這樣計算電纜長度L(電纜金屬層的電氣通路上任一部分與其直接接地的距離)變小，最大感應(yīng)電勢也變更小。

　　(4)如果嚴格按不大于50V來要求最大感應(yīng)電勢，通過案例1可以知道，不同的排列方式可以減小最大感應(yīng)電勢，因此在施工過程中盡可能按減小感應(yīng)電勢來排列電纜，比如按品字形來敷設(shè)。但是單芯電纜如果是沿通廊中的橋架敷設(shè)，品字形排列會加大對橋架高度的要求，往往使整個電纜通廊加高，會增加整個項目投資費用，所以有時也要綜合考慮多方因素，靈活應(yīng)用。

　　(5)GB50217中4.1.10中講到當線路較長時，單點直接接地方式所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢無法保證安全的要求時，35kV電纜可采取在線路兩端直接接地，但是從案例1中可以知道若采取在線路兩端直接接地，金屬層上的感應(yīng)電流過大，不利于電纜穩(wěn)定運行，因此建議采取交叉互聯(lián)接地，但交叉互聯(lián)系統(tǒng)較為復(fù)雜，因此在施工過程中要確保接線正確，施工完可以按GB50150附錄F中的試驗方法來驗證系統(tǒng)的正確性。

　　5結(jié)語

　　交流系統(tǒng)中高壓單芯電纜的接地方式有多種，通過計算最大感應(yīng)電勢，正確選擇接地方式，不僅有利于施工方便，更能節(jié)省投資費用，確保電纜安全穩(wěn)定運行。

　　參考文獻：

　　[1]林智雄高壓單芯電力電纜交叉互聯(lián)接地系統(tǒng)的缺陷和檢測2014，(9)

　　[2]周明35kV單芯電纜金屬屏蔽層感應(yīng)電壓計算及接地處理方案2011，(5)

　　[3]GB50217-2007電力工程電纜設(shè)計規(guī)范

　　電力方向期刊推薦：電線電纜是線纜行業(yè)主要的學(xué)術(shù)性刊物，供電線電纜科研、設(shè)計、制造及使用部門的廣大科技人員及大專院校師生學(xué)術(shù)交流與參考。