電纜金屬屏蔽層接地
1)保持零電位;
2)在短路時承載短路電流,以免因短路引起電纜溫升過高而損壞絕緣層;
3)屏蔽層可以防止周圍外界強電場對電纜內(nèi)傳輸電流的干擾;
4)屏蔽層可以有效地將電纜產(chǎn)生的強電場限制在屏蔽層內(nèi);由于屏蔽層接地,外部便不存在電纜產(chǎn)生的強電場,不會對周圍的弱電線路及儀表產(chǎn)生強電干擾或危及人身安全。
110kV及以上高壓電纜多為單芯電纜,單芯電纜的截面由金屬導(dǎo)體、內(nèi)半導(dǎo)體屏蔽層、交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣層、外半導(dǎo)體屏蔽層、襯墊層(半導(dǎo)體阻水層等)、金屬屏蔽層和外護層等組成。金屬護層應(yīng)滿足在發(fā)生單相接地故障時,能承受故障電流流過金屬屏蔽層而不致?lián)p壞,并起到保護和防水的作用。
單芯電纜的導(dǎo)體和金屬護層之間,可以看作是一個空心變壓器的初級繞組和次級繞組。當單芯電纜導(dǎo)體中有交變電流流過時,其周圍勢必產(chǎn)生交變磁場,該磁場的部分磁力線與電纜的金屬屏蔽層相交鏈,并在金屬屏蔽層上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓的大小不僅與流過電纜導(dǎo)體的電流有關(guān),同時與電纜的排列方式和線路長度有關(guān)。當電纜載流量較大(如發(fā)生短路接地故障時)、線路較長時,其金屬護層上感應(yīng)的高壓可能導(dǎo)致外護層絕緣擊穿。為了降低金屬屏蔽層的感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流,在工程應(yīng)用中產(chǎn)生了多種金屬屏蔽層的接地方式。
1. 金屬屏蔽層兩端接地
當電纜線路很短、最大利用小時數(shù)較低,且傳輸容量有較大裕度時,電纜線路可采用金屬屏蔽層兩端接地的運行方式。因為當電纜線路較短、傳輸容量較小時,金屬屏蔽層上的感應(yīng)電壓較小,金屬屏蔽層兩端接地形成通路后,屏蔽層中的環(huán)流不大,造成的損耗不顯著,對電纜的載流量影響不大,但一般不推薦采用金屬屏蔽層兩端接地運行方式。
2. 金屬屏蔽層一端接地
對于長度小于500m的電纜線路多采用金屬屏蔽層一端直接接地,另一端通過保護器接地的運行方式。采用該接地方式時,電纜金屬屏蔽層在正常滿負載情況下的感應(yīng)電壓在未采取能有效防止人員接觸金屬屏蔽層措施情況下,不得超過50V;采取能防止人員接觸金屬屏蔽層的措施時,不得超過100V。另外,在金屬屏蔽層一端接地的電纜線路中,為確保屏蔽層中的感應(yīng)電壓不超過允許標準,必須安裝一條沿電纜線路平行敷設(shè)的導(dǎo)體,且導(dǎo)體的兩端接地,這種導(dǎo)體稱為回流線。當發(fā)生單相接地故障時,接地短路電流可以通過回流線流回系統(tǒng)中心點,由于通過回流線的接地電流產(chǎn)生的磁通抵消了一部分電纜導(dǎo)線接地電流所產(chǎn)生的磁通,因而可降低短路故障時屏蔽層的感應(yīng)電壓。
3. 金屬屏蔽層中間接地
電纜線路稍長(1000m左右),且無法分成三段組成交叉互聯(lián)系統(tǒng),而采用一端接地,另一端感應(yīng)電壓太高時,可采用金屬屏蔽層中間接地的方式。該方式是在電纜線路的中間將金屬屏蔽層接地,電纜兩端各裝設(shè)一組保護器,并按金屬屏蔽層一端接地方式的相關(guān)規(guī)定加設(shè)回流線。4. 金屬屏蔽層交叉互聯(lián)接地
電纜線路很長(約在1000m以上)時,可將電纜金屬屏蔽層均勻分割成三段或三的倍數(shù)段,采用金屬屏蔽層交叉互聯(lián)的接地方式。每組交叉互聯(lián)段中的兩小段之間裝設(shè)絕緣接頭,絕緣接頭處的金屬屏蔽層通過同軸電纜經(jīng)交叉互聯(lián)箱進行換位連接(交叉互聯(lián)),絕緣接頭處裝設(shè)一組保護器,每組交叉互聯(lián)段的兩端金屬屏蔽層直接接地。金屬屏蔽層采用交叉互聯(lián)的接地方式時,感應(yīng)電壓低、環(huán)流小,且不需裝設(shè)回流線。