電纜金屬護層接地系統(tǒng)分析
時間:2022-03-20 09:21:05
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摘要:以某市政工程為例,基于理論計算和實際測量分析金屬護層接地系統(tǒng)最優(yōu)配置,發(fā)現(xiàn)受制于現(xiàn)場環(huán)境的原接地系統(tǒng)存在部分電纜接地環(huán)流過大、護層電壓超過規(guī)定值的問題,危及運行人員安全。根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)范和計算推演,提出了接地系統(tǒng)變更方案,并就安裝工藝、防水措施等方面進行了改進。
關(guān)鍵詞:輸電電纜;金屬護套;接地環(huán)流;感應(yīng)電壓
隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展,110kV交聯(lián)聚乙烯單芯電纜得到廣泛應(yīng)用。與具有良好磁屏蔽的三芯電纜不同,運行中的單芯電纜產(chǎn)生的交變感應(yīng)磁通與金屬護套交鏈,會在金屬護套中感應(yīng)出感應(yīng)電動勢。當電纜的金屬護套兩端與大地形成回路時,金屬護套中流過的電流會使電纜發(fā)熱,大大減小了電纜的載流量和電纜的運行壽命。根據(jù)GB50217—2007《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》規(guī)定,單芯電纜線路的金屬護套只有一點接地時,金屬護套任一點的感應(yīng)電壓(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;除上述情況外,不得大于300V,并應(yīng)對地絕緣。本文以南通供電公司躍龍路-嗇園路電纜改造工程為實例,分析110kV金屬護層接地系統(tǒng),探究系統(tǒng)的優(yōu)化和改造方案。
1工程概況
南通供電公司躍龍路(世紀大道-長江路)、嗇園路(城山路-園林路)110kV電纜遷移工程是2017~2018年市政重點工程,工期45天,停電時間8天,改造電纜長約5.2km,共計接地點9處,如圖1所示。經(jīng)實際測量,各接地點間電纜長度及接地類型見表1。
2接地系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化
結(jié)合理論分析和現(xiàn)場測量結(jié)果,可采取以下措施來優(yōu)化110kV單芯電纜的接地系統(tǒng)。(1)針對接地點#1、#3的感應(yīng)電壓超標問題,采取的措施是保直保接地方式,即取線路中間部位單點直接接地,兩端經(jīng)電纜護層電壓限制器接地。通過中間點直接接地,護層的電壓降為原來的一半,如圖2所示。(2)針對交叉互聯(lián)段不等長造成接地環(huán)流過大的問題,采取的措施是在最長段截取與后兩段同長度的電纜,破開外護套后安裝一組直接接地箱,并將#6接地點原直接接地箱更換為保護接地箱,如圖3所示。(3)在實際交叉互聯(lián)施工中,常出現(xiàn)同軸電纜護層換位錯誤,使三相電纜不能完全換位,導(dǎo)致被換位的三段電纜金屬護套中的感應(yīng)電流方向一致的事件。這種情況下,110kV臨軍線中#7~#9接地點最高電壓將達到121V,超過規(guī)定值,嚴重影響電纜的載流量,危及電力施工人員的安全。一旦發(fā)生同軸電纜交叉互聯(lián)的接線錯誤,就很難通過常規(guī)手段檢測出來,即使發(fā)現(xiàn)運行中的電纜有此類情況,排除故障的代價也很大。為此,在施工過程中應(yīng)重點檢查交叉互聯(lián)電纜的連接狀況。利用色標、編號等方法確定三相的位置。施工完成后應(yīng)進行護套感應(yīng)環(huán)流試驗,以確定交叉互聯(lián)換位的正確性。(4)南通地區(qū)地下水位較高,且目前的電力井防水工藝達不到二級抗?jié)B標準。原設(shè)計采用保護接地箱、交叉互聯(lián)箱與電纜接頭共井的方案,一旦后期運行過程中,上述接地箱進水后,就會造成保護接地電阻被短路、交叉互聯(lián)系統(tǒng)被破壞,最嚴重時相當于電纜金屬護套兩端直接接地,產(chǎn)生接近于負荷電流的接地環(huán)流。為此,本工程進行了設(shè)計變更,將電纜護層保護箱設(shè)置到地面。
3結(jié)語
(1)金屬護套環(huán)流。該電纜金屬護套與大地不構(gòu)成回路,金屬護套上只有感應(yīng)電壓,沒有感應(yīng)電流。接地方式的改變,不影響電纜金屬護套上的電容電流大?。ㄖ慌c電纜結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)),故優(yōu)化后的電纜金屬護套環(huán)路電流就等于其電容電流。而實測結(jié)果也表明,電纜金屬護套環(huán)路電流很小,僅為1.7A左右。(2)金屬護套感應(yīng)電壓。投運當日實測,最長線路的感應(yīng)電壓為28.4V,小于50V,采取一定的絕緣措施后滿足安全要求。從運行歷史記錄看,該線路歷年負荷率不超過50%,因此正常運行情況下感應(yīng)電壓不到28.4V的一半。其它電纜線路正常情況下的最大感應(yīng)電壓都不超過50V。
參考文獻
[1]DL/T522—2016城市電力電纜線路設(shè)計技術(shù)規(guī)定[S].
[2]GB50168—2006電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范[S].
作者:龔燈才 孫逸倫 尹海海 袁婷婷 單位:國網(wǎng)江蘇省電力有限公司南通供電分公司