近年來,，隨著國內(nèi)供電網(wǎng)絡的不斷更新和發(fā)展,，高壓單芯電力電纜的諸多優(yōu)點日益顯現(xiàn)，使其在供配電領域中的應用越來越廣泛,，同時因施工錯誤引起電纜出現(xiàn)故障的問題也日益突出,。高壓單芯電力電纜金屬屏蔽層交叉互聯(lián)接地施工錯誤現(xiàn)象尤為常見，其帶來的危害非常嚴重,。

本文以一則35kV單芯電力電纜金屬屏蔽層交叉互聯(lián)接地錯誤案例進行分析,，探索環(huán)流過大的原因,，并對交叉互聯(lián)接地錯誤采取補救措施，消除缺陷,。

1  單芯電力電纜金屬屏蔽層的接地方式

單芯電力電纜具有結(jié)構(gòu)的特殊性,，當線芯流過交流電流時，電纜金屬屏蔽層在線芯電流產(chǎn)生的交變磁場中因互感而產(chǎn)生感應電動勢,。流過線芯的電流越大,，電纜越長，當對電纜非等邊三角形敷設時,，其金屬屏蔽層的感應電動勢也就越高,。

為了保證人員安全和電纜的正常運行，電纜金屬屏蔽層必須采取相應的接地保護措施,，消除或釋放運行中過高的感應電壓,。GB 50217—2007電力工程電纜設計規(guī)范第4.1.10規(guī)定：未采取能有效防止人員任意接觸金屬屏蔽層的安全措施時，不得大于50V,；除上述情況外不得大于300V,。第4.1.11規(guī)定交流系統(tǒng)單芯電力電纜金屬屏蔽層接地方式有以下3種情況。

1）金屬屏蔽層單點直接接地

當線路長度較小,、金屬屏蔽層感應電壓滿足GB 50217—2007電力工程電纜設計規(guī)范要求時,，在線路一端或線路中部采取金屬屏蔽層單點直接接地，其他側(cè)通過電纜護層保護器接地,。該接地方式由于電纜護層保護器對地絕緣,，電纜金屬屏蔽層中感應電流無法構(gòu)成回路，所以不會形成環(huán)流,，當線路較長時該方式不能使感應電壓得到有效限制,。

2）金屬屏蔽層兩端直接接地

對于水下電纜、輸送容量較小的電纜,，當金屬屏蔽層單點直接接地方式無法滿足將感應電壓限制在GB 50217—2007電力工程電纜的設計規(guī)范所規(guī)定范圍內(nèi)時,，將采取線路兩端金屬屏蔽層直接接地方式。該接地方式雖然施工簡單,，但是會在金屬屏蔽層上流過感應電流,，隨著線路負荷的增大使電纜發(fā)熱，傳輸效率變低,，絕緣老化,。其適用條件非常苛刻,，故一般情況下很少采用這種方式,。

3）金屬屏蔽層交叉互聯(lián)接地

當線路很長時，將其劃分為若干個單元，在每個單元內(nèi)將電纜分為等距3個區(qū)段,。每區(qū)段間裝設一組絕緣接頭,，并將絕緣接頭處的金屬屏蔽層用同軸電纜引至交叉互聯(lián)接地箱中進行換位，再通過電纜護層保護器接地,，兩兩單元之間安裝一組直通中間接頭，電纜兩側(cè)終端接頭金屬屏蔽層引出線直接接地,。這樣在每個單元內(nèi),，等距電纜金屬屏蔽層上的感應電壓因互差120°相位而相互抵消。

2  單芯電纜金屬屏蔽層交叉互聯(lián)接地施工中常見錯誤

2.1  金屬屏蔽層同軸電纜引出線方向錯誤造成交叉互聯(lián)不完整

若施工人員在不同的方向作業(yè),，將各自的方向作為基準引出同軸電纜,，則將導致在交叉互聯(lián)箱中金屬屏蔽層換位出錯。以A相為例交叉互聯(lián)正確的接法應為：A1—C2—C3—B4,，當兩端同軸電纜引出方向相反時,，則接成A1—C2—C3— A4，如圖1所示,。電纜金屬屏蔽層因換位不完全感應電壓無法相互抵消,，為了避免這種情況，施工前一定要統(tǒng)一基準方向,，規(guī)定同軸電纜線芯和外層的接線原則,。

圖1  交叉互聯(lián)不完全換位

2.2  金屬屏蔽層同軸電纜引出線未接通

若施工人員操作疏忽，將金屬屏蔽層在用同軸電纜引出時未緊密連接,，則會出現(xiàn)引出線和金屬屏蔽層接觸不良或不導通的情況,，造成交叉互聯(lián)失敗。金屬屏蔽層上感應電壓因不能相互抵消,，而會在引出線和金屬屏蔽層連接處放電,，當該故障持續(xù)時間較長時，就會造成電纜絕緣損壞,。

以A相為例,，當?shù)诙€交叉互聯(lián)箱中B4引出線不通時，如圖2所示,。同軸電纜引出后一定要先測量其是否和金屬屏蔽層連接完好,，再進行后續(xù)工作，否則出現(xiàn)問題將要打開絕緣接頭處理,，增加不必要的麻煩,。

圖2  交叉互聯(lián)引出線斷開

2.3  交叉互聯(lián)箱中換位接線錯誤

交叉互聯(lián)箱中換位出錯，導致原本應該相互抵消的感應電壓疊加放大,，使金屬屏蔽層中感應電流明顯增大,，接地箱發(fā)熱，若長期運行未及時發(fā)現(xiàn)，則可能燒損電纜造引發(fā)大事故,。以A,、C相換位錯誤為例，如圖3所示,。

圖3  交叉互聯(lián)換位錯誤

3  案例分析

某變電站新建35kV電纜出線一回,，電纜型號為ZR-YJV62 26/35kV 1×400mm2，全長1.7km分為500m,、600m,、600m三段，電纜金屬屏蔽層采取交叉互聯(lián)接地保護方式,。電纜水平并列敷設兩兩間距150mm,，金屬屏蔽層外徑45mm，電纜負荷電流480A,。2018年2月投運后,，發(fā)現(xiàn)金屬屏蔽層感應電壓過高。

3.1  金屬屏蔽層感應電壓計算（略）

根據(jù)GB 50217—2007附錄F.0.2計算公式,，求出電纜金屬屏蔽層上每單位長度（m）感應電壓結(jié)果,。

圖4  交叉互聯(lián)后感應電壓相量

通過圖4可以看到，在交叉互聯(lián)正確的情況下,，3根電纜感應電壓相量和U0均很小,，但在實際運行中測量的電壓卻達到72V，很顯然是在交叉互聯(lián)過程中出現(xiàn)了錯誤引起的,。

3.2  故障查找和處理方法

將電纜終端頭金屬屏蔽層的引出線接地后,，在兩個交叉互聯(lián)箱中分別測量每小段電纜金屬屏蔽層引出線，最后發(fā)現(xiàn)施工人員在做金屬屏蔽層引出線時,，兩個交叉互聯(lián)處的同軸電纜引出方向剛好相反,，使金屬屏蔽層交叉互聯(lián)出現(xiàn)不完全換位，其相量圖如圖5所示,。

該施工錯誤若打開絕緣接頭調(diào)換引出線方向維修代價太高,，且工期長，施工結(jié)束后還需再次對電纜主絕緣進行試驗,。為了盡量縮短維修工期同時也保證維修質(zhì)量,，不打開電纜絕緣接頭，將絕緣接頭盒處同軸電纜引線剪斷并做好防水封堵,，在電纜接頭兩端破開橡膠護套后,，用恒力彈簧將銅編織線固定在金屬屏蔽層上，再用鎧甲帶對破開處橡膠護套進行防水處理,；然后將銅編織線引入交叉互聯(lián)箱中進行接位連接,。

整個施工過程具有輔材消耗少,、維修成本低、不破壞電纜主絕緣,，施工周期短的優(yōu)點,。處理措施如圖6所示。

圖5  不完全交叉互聯(lián)后感應電壓相量

圖6  從電纜接頭兩端引出金屬屏蔽層

施工結(jié)束后,，將電纜末端A,、B相金屬屏蔽層接地C相懸空，在電纜首端用500V兆歐表分別測量A,、B,、C三相金屬屏蔽層和地之間的絕緣電阻，結(jié)果為B,、C相與大地導通，A相顯示絕緣數(shù)值,。根據(jù)電纜分段連接A1—C2—B3順序,，我們判斷交叉互聯(lián)換位正確，送電運行后再次測量感應電壓為9V,，至此排除了故障,。