220KV高压电缆外护层接地电流检测分析

220KV高压电缆外护层接地电流检测分析

郑桂斌

(中国石化海南炼油化工有限公司  海南 洋浦 578101）

摘要：为切实提升高压电缆运行质量及安全，保证电网运行安全，满足用户的基本电力能源使用需求。本文将对220KV高压电缆外护层接地电流检测进行分析与研讨，本文首先对电缆铠装接地技术规范进行阐述，其次对220KV高压电缆外护层接地电流检测进行分析，最后以案例分析的形式，对本文论点进行再次分析，以供参考与借鉴。

关键词：220KV；高压电缆；外护层；接地电流检测

引言：220KV高压电缆具有输电容量大、传输距离长、不受地形限制等特点，在电力系统中应用越来越广泛。而220KV高压电缆的安全运行关系着电网安全、经济和稳定运行，在日常工作中需要对高压电缆进行定期检查。因此，对220KV高压电缆外护层接地电流检测进行显得尤为重要。

1、电缆铠装接地技术规范

电气设备的金属外壳的绝缘被损坏时，可能出现漏电现象，一旦电气设备出现漏电，将会对工作人员的人身安全造成严重的威胁。将电气设备的金属外壳通过接地装置与大地进行连接，被称为保护接地。

   接地技术标准：所有电气设备的保护接地装置以及局部接地装置，都需要与主接地极进行连接，从而形成一个接地网。主接地极需要使用抗腐蚀的钢板构建，面积不得少于0.75平方米，厚度不得低于5mm。连接主接地极的接地母线需要与所有的辅助接地母线相连。需要使用断面不低于50mm2的裸铜线、断面不低于100mm2的镀锌铁线或是断面不低于100mm2的镀锌扁钢。以110KV电缆保护层接地技术规范为例：环境温度-45℃-55℃，海拔不得高于4500mm。电源频率：58-62Hz，外部环境中不能存在含化学腐蚀性气体、蒸汽以及具有爆炸性质的尘埃。工频电压不得高于保护器正常运行电压，针对间隙产品，安装点的工频电压的升高范围也不能高于保护器的额定电压。

现阶段常用的高压电缆外护层接地方式共有3种，可用于220KV、110KV、35KV、10KV、6KV、0.4KV等不同高压等级电缆之中，特点分述如下：（1）单端接地。主要特征为一端直接接地，另一端经护层保护器接地，接地长度通常在500m以下，当接地电缆线路在500～1000m时，也会使用中点单点接地方式，优点在于所需材料较少。（2）两端直接接地。常用于电缆线路很短传输功率较小的场景中，金属护层产生的感应电压较小，因此对载流量影响不大。（3）交叉互联接地。应用时需要将电缆线路分成若干大段和小段，交叉互联两端直接接地，在长线路输送电缆中最为常见。

   除此之外，10KV的三芯铠装电缆两端需要接地，铜屏蔽以及钢铠能够分别接地，从而便于对护层进行检查。单芯电缆，电源侧可以接地，负载侧可以借助过压保护进行接地。0.4KV铠装电缆，需要在配电室接PE排，铠装三芯电缆接路灯，钢带需要与PE线一齐接在接地螺丝上。电缆铠装钢带在进行除锈后，可以将镀锡软铜接地线，使用2.5平方的铜线对其进行绑扎，并在接触面上涂抹导电脂，并使用烙铁钎焊。

2、220KV高压电缆外护层接地电流检测分析

2.1检测准备

   首先，选择测量位置。测量电缆外护层接地电流的位置应选择在电缆全长的1/3处，当长度超过2 km时，应分别在每1/3处各测1点。同时，在检测前应选择较短的直埋电缆段，尽量避免使用有分支的电缆。其次，对试验设备进行检查。高压电缆外护层接地电流的测量仪器主要包括万用表、高压钳表、直流电流表和电压表等。万用表精度要高，一般要求测量误差小于2%，在测量较小的电流时应使用万用表的低电压档；高压钳表精度要高，一般要求测量误差小于2%，在测量较大电流时应使用高压钳表的高电压档；直流电流表精度要高，一般要求测量误差小于2%，在测量较大电流时应使用直流电流表；电压表读数应准确，一般要求测量误差小于1%。万用表使用前必须进行校核。最后，选择好测试时间。根据经验，一般在电缆敷设后的1~2个月内进行检测。在此期间电缆敷设后尚未完成干燥、包覆绝缘、隔离等操作。测试前应对电缆进行干燥处理，保证电缆无受潮现象，以确保测试数据的准确性。

2.2检测方式

检测人员可以采用以下方法测量。 一是将测试电缆两端分别与接地变和高压开关连接，使用万用表测量两点间的电阻值，确定出两点间的总电阻；二是使用万用表分别测量电缆外护层两端金属护层和大地之间的电压降，计算出电缆外护层两端的电压降：三是使用钳形电流表直接测量。

高压电缆外护层接地电流测试主要有以下几种方法：第一，利用电缆直接敷设方式，将电缆与地网间用绝缘套管隔离，以降低外护层接地电流对地电压。电缆敷设时要采用多点并联的方式，以保证最大限度地减少电磁感应和高次谐波干扰。第二，利用两点法对单芯电缆进行检测，在实际工程中一般采用多点并联的方法进行检测。采用多点并联时，要确定测量点，选择合适的连接方式和测试方法。通常选择双极型电缆终端头或中间头作为测量点。第三，利用感应电压法进行检测。将测试设备与被测电缆一端连接后，将电缆另一端接地，用万用表测量接地端的电压降，根据标准规定计算出接地电流值。需要注意的是在测量时要注意选择合适的测量点和测量方法。

除此之外，采用“一拖多”方式进行测试，首先测试现场有几个电缆终端头，将各个终端头接地连接到接地电阻箱上，然后使用万用表将接地电阻值调到最大，最后通过“一拖多”方式测试所有终端头的接地电流。 220 KV高压电缆在投运前，要进行电缆敷设、中间接头制作、电缆终端头制作等工作，安装完毕后需要进行一次高压电缆的联调联试，以保证运行中的安全。高压电缆运行1年后要进行一次预防性试验。

3、案例分析

海南炼化220KV乙烯总变，高压电缆屏蔽铠装接地电缆电流过大，经检测人员详实分析得知，为两端直接接地导致接地电流过大，检测人员对其进行整改，将一端直接接地，另外一端设置为保护接地，从而问题得到有效的解决，在对220KV接地电缆的电流进行检测后，检测人员得出以下原始数据信息，如下：表1为整改前，表2为整改后。

表1高压电缆直接接地电流检测记录

表2高压电缆一端直接接地另一端保护接地电流检测记录

检测人员对原始数据进行分析，发现存在接地电流过大现象，分析后发现可能与原设计方案采用两端接地方式有关，优化环节改为一端直接接地（见图1），另一端保护接地，较好地消除了该种问题。电流过大的为接地电缆两头直接地，接地电流正常的为一头直接接地，另外一头保护接地。

图1 线路一端直接接地

其中1为电缆终端，2为护层电压限制器

随着我国城市现代化的发展，电力电缆在城市建设中发挥着越来越重要的作用。 220KV及以上电压等级的高压电缆线路长度占城市电网总长度的比例逐年增加，220KV及以上电压等级的高压电缆线路，一般都采用直接敷设方式。高压电缆直接敷设方式是将电缆直接敷设在土壤中或电缆沟内，这种方式施工周期短，维护工作量小，施工工艺简单，节省占地面积，投资少。但当电缆外护层绝缘损坏后，将在金属护层中产生大量的感应电流。特别是220KV及以上电压等级的高压电缆线路，由于线路长、施工难度大、维修量大、投资多等特点，其运行维护难度极大。因此，及时检测和有效处理外护层接地电流对保证220KV及以上高压电缆的安全运行具有重要意义。

结论：综上所述，随着社会的不断发展，人们对电力供应的需求也越来越高，在高压电缆应用中，为提高供电可靠性，需要加强对电缆外护层接地电流检测。高压电缆作为电力系统中重要的组成部分，在运行过程中，经常会出现电缆外护层接地电流超标现象，影响到了电缆正常运行，因此，检测人员在实际工作中需要采取有效措施进行解决，从而最大限度地提升高压电缆的运行安全，保证电网的平稳运行，促进我国电力领域的发展与完善。

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