110KV单芯电力电缆护层过电压保护

110KV单芯电力电缆护层过电压保护

吴志伟

江苏海宏电力工程顾问股份有限公司江苏无锡214028

【摘要】电力系统工作的安全性与过电压的大小密不可分。随着我国电力系统的发展进步，对单芯电力电缆护层过电压进行保护已经成为电力部门工作人员的重点工作内容之一，电气设备过电压防范工作对于保证系统的可靠平稳运行意义非同寻常，这项是一项专业性、系统性较强的工作，要求技术操作人员从如何选择电压保护器以及电缆接地电阻接地技术要求两个方面进行。本文主要对110KV单芯电力电缆的过电压保护技术进行了讨论，防止自身过电压以及外部过电压造成故障，实现安全用电。

【关键词】110KV；单芯电缆；过电压保护

随着科技的不断进步，许多电力企业的电缆逐渐采用单芯技术，这种技术的弊端就是在敷设线路时一旦发生金属保护层互联以及多点直接接地，导致有电流从电缆芯流过最终形成环流，这对电缆产生严重恶劣的损害，从而加剧了电缆破坏报废的速度。如果对电缆进行一侧三相互联接地，就可是使金属保护层中间无环流电，然而，依然会有冲击过的电压及工频感应过电压，直接穿过电力电缆的绝缘层而引发故障，造成热损耗，从而缩短了使用年限。

1.电缆护层过电压保护器

当前，多数电力企业采用的电缆护层保护器的保护单元及设置的外部绝缘措施都属于高端材料，外绝缘采用硅胶橡胶外套，保护单元为氧化锌非线性电阻片。这些先进材料起到很好的保护作用，具有合理性和美观性，在使用中安全稳定性好，不必经常检查维护。唯一值得注意的就是要把握好其安装部位，限制工频感应电压，最大程度上减轻电缆的损害，实现更好的绝缘保护。

1.1选择保护器

保护器是保证电缆运行的重要构件，故，选择电缆护层保护器时候要冲的的从不同角度和层面考虑。保护器在通过电流时要考虑外部绝缘的受压程度，耐受电流的峰值，受压值；满足基本要求必须要保证电缆护层保护器在接受最大工频电压至少承受5s，能够承受峰值冲击电流不得小于20次。电缆护层保护器的阀片数量取决于受到的工频过电压，它们之间的关系表示如下：

保护器阀片片数为：m=Us/U1；其中，m是指保护器阀片数；U1是指单片阀片所能承受的工频电压值（kV）；Us——护层工频过电压值（kV）。

1.2合理的连接电缆金属屏蔽层与保护器

尽可能的控制连接线的长度，使其越短越好。采用同轴电缆，连接线截面须经过测试以达到热稳定的规定标准；连接线与保护层应处尽量保持在同一绝缘状态，此外，还要在保护器上安装专门的用于几率动作的仪器，保证电缆金属屏蔽层与电压保护器间的连接关系时科学合理的。

1.3电缆护层过电压保护器参数设计

电缆护层过电压保护器的外绝缘通常采用瓷套，保护单元通常采用氧化锌非线性电阻片。护层保护器装配在交叉互联箱内，或者是电缆终端部位，它的作用是用来限制电缆护层的工频感应电压，电缆线路通过电流时，高压电缆护层保护器能够以较高电阻电缆护层中的工频感应电流回路；微弱快速电缆线金属护层内的冲击过电压以及工频过电压，线路运行异常时、遭受外部雷击时，电缆保护器的电阻较小，使异常电流在保护器的作用下进入大地，从而实现电缆外护层绝缘的作用。

当前，如何选用护层保护器的标准，世界范围内都仅制定了简单规定，国内一些公司根据电力电缆过电压幅值，结合电缆外护层的绝缘要求，做出了护层保护器的设计要求：

电缆线路流经过电压，流经护层保护器的瞬时的电流冲击波：I=2U/（Z1+R）；其中：I表示为流经护层保护器的瞬态冲击电流，约10kA；Z1表示为电缆线路的波阻抗；U为表示为过电压幅值；R表示为电缆线路的接地电阻值；不得损坏保护器，护层保护器的残压峰值×1.4之后要低于护层冲击耐受压水平。

表1.电压保护器主要电气参数

如表1所示，护层保护器的参数合适，曲线性能平坦良好，过电压下的电流通过量及放电电流下的残压符合国家标准，能够有效控制电缆金属护层工频感应电压。此外，还能有效组织控制异常冲击电流，使电缆线外护层起到绝缘性生效。

2.电力电缆线路保护接地技术要求

单芯电力电缆金属护层接地方式有以下几种：

（1）线路较短，达到正常感应电压的要求标准，选用线路一侧直接接地方式。

（2）线路略长，一侧接地方式无能达到正常感应电压的要求，采用线路中间一点接地的方式。

（3）线路很长，中间某点接地方式无法达到正常感应电压要求，使用绝缘接头，分割电缆的金属护套和绝缘屏蔽层，使之成为均匀的三段或三倍的段数，然后采取交叉互联接地方式。

3.结语

总而言之，多数电力企业的电力系统的电缆线路都采用单芯电缆，内部结构原理具有相当复杂程度，一旦出现电缆金属多点接地的故障，再对其检修会加大工作难度。若为检修而大范围停电，会因影响电力正常供应而给人们正常生活带来麻烦。在此前提下，对110KV单芯电力电缆护层过电压保护的技术原理进行研究十分有必要，从电缆护层保护器及电缆接地要求讨论电缆护层过电压保护技术，防止异常过电压对电缆金属护层造成损坏。

参考文献：

[1]王艳祥.单芯电力电缆过电压保护[J].铁合金，2012，02：34-36.

[2]赵俊东，高辉.单芯电力电缆护层过电压保护[J].一重技术，2006，01：58-59.

[3]徐锋，徐晶.单芯电力电缆护层过电压保护[J].科技致富向导，2014，29：120.