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什么是电缆接地环流-电缆环流的产生的原因

电缆环流监测装置 2020-02-25 电缆接地环流原理和技术标准规程等 352 ℃ 0 评论

0、什么是电缆接地环流、产生原因

110kV 及以上电缆采用单芯结构,其工作电流产生的交变磁场将在金属护层上产生感应电压,若护套通过大地形成通路,金属护层上将产生环流。环流超标(环流值超过电流负荷的10%)不仅影响电缆载流量和使用寿命,严重发热会烧毁接地线或接地箱,消缺不及时可能会引发恶性电网事故。
1.电缆接地环流产生案例分析

110kV 小和甲线、110kV 小和乙线环流异常改造110kV xx、xx线(2009 年1 月投运,是连接小榄站和仁和站的一条主干线路。电缆厂家:xx电缆有限公司,电缆回长1720 米,电缆金属外护套分三小段,中间交叉互联,两端直接接地,电缆附件厂家:xx电缆附件有限公司,施工单位:xx工程有限公司,设计单位:xx电力设计院,N1终端塔接地网为灌注桩深层接地,接地电阻0.3Ω 左右。在日常维护中发现,110kV xx线、110kV xx线环流超标,详情见下表。


1.1 电缆环流异常的产生的原因

电缆环流护层产生异常的原因有三种,如下:
第一种电缆附件原因。如护层保护器性能下降或击穿、绝缘隔板绝缘性能下降、地网不合理等。
第二种电缆本体存在缺陷。如电缆外护套绝缘电阻不合格、交叉互联接地方式的电缆分段长度不均匀等。
第三种金属护层电气接地系统不合理。如交叉互联接线错误、金属护层接地形式不合理等。
查找电缆环流异常的真实原因,是解决环流异常的基础,只有弄清了电缆环流异常的原因才能对症下药,解决环流超标的问题。
根据上述原因逐一排查分析:三小段电缆分段不均匀,三相排列也不对称,3 小段感应电压之和不为零,也不对称,金属护套上将有不对称的环流流过。环流虽不对称,但其可以分解为正序分量、负序分量、零序分量(正序分量的相序与正常对称运行下的相序相同,负序分量的相序与正常对称运行下的相序相反,零序分量三相同相位)。环流正序分量、负序分量三相对称,只在三相金属护套中流动,不会流过接地线。环流零序分量(以下简称零序电流)因其三相同相位,既会在三相金属护套中流过,也会流过接地线,在表1 中地线电流即为零序电流,且必须有一个回路。从监测的数据来看,小和甲、乙线环流的零序电流相当大,电流为67.6A 和71.5A,分别占负荷电流比值20.8% 和41%,由此可见环流超标主要原因为110kV xx、乙xx电缆分段长度不均匀,以及两端接地电阻偏小,引起110kV xx、xx线相互之间零序电流及入地零序电流过大,造成环流超标。综上,主因有2 个,分别是:1. 未设独立的地网。2. 地网接地电阻影响。

1.2 电缆接地环流消除制定对策
环流正序分量、负序分量主要与电缆分段长度,排列有关,对于已敷设好电缆而言,很难改变。环流零序分量除与电缆分段长度,排列有关外,还与其回路的结构有关,对小和甲线来说,其零序电流回路有两条,一条为金属护套- 接地线- 小榄站地网-大地-N1 终端塔地网- 接地线- 金属护套,另一条为金属护套-小榄站接地线- 地网- 小和乙线金属护套-N1 终端塔地网- 接地线- 金属护套,相对应小和乙线零序电流回路也有两条。因此可以从零序电流回路结构入手,通过改变回路结构,增加回路电阻,以达到降低零序电流及环流目的。最简单方法:在N1终端塔新做两个独立地网(不与铁塔连接,接地电阻控制1-5Ω 左右。),xx、xx线分别接新地网,这样xx甲线零序电流回路就只有一条:金属护套- 接地线- 小榄站地网- 大地-N1终端塔新地网-接地线- 金属护套,小和乙线也一样。整个回路电阻较以前将大为增加,其零序电流将会大为降低。
1.3 实施对策
我们首先查阅了《电力工程电缆设计规范》、《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》、《电力电缆运行规程》等书籍,根据规定及对策表中的目标要求,我们设计出了一套新的接地网:在110kVxx、xxN1塔做两个独立地网(不与铁塔连接),在N1塔内沿基础横梁挖1m×1m 沟(深度× 宽度),在开挖好的沟内每隔1 米打1 根(∠ 50×5,长3m)垂直接地极,用φ12圆钢水平连接(焊接)各个接地极,引出地面的用φ16圆钢。

1.4 效果检查
我们110kV 小和甲、乙线用钳表测试环流,测试情1. 此次小和甲、乙线(小榄站-N1)环流超标主要是设计对电缆分段不均匀造成。防止对策:设计时对电缆分段应尽可能均匀,如果受地形限制,电缆分段不够均匀,设计应核对电缆环流是否超标,并采取相应补偿措施,确保环流合格。
2. 双回路线路接地系统尽量采取单独接地方式,避免产生金属环路,造成环流超标。

本文标签:电缆接地环流电缆环流

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