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电缆护层保护器用于保护单芯电缆的原因及接地方式、原理

时间:2019-04-01      阅读:471

单芯电缆护套需要保护的原因:

电力网规定35kV及以下电压等级的电缆都采用两端接地方式。因为其大多是三芯电缆,在正常运行中,流过三个线芯的电流总和为零,在金属屏蔽层外基本没有磁链。所以在金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压,两端接地后不会有感应电流流过金属屏蔽层。但是当电压达到或超过35kV时,采用单芯电缆,单芯电缆的线芯与金属屏蔽的关系,可看作一个变压器的初级绕组。

当单芯电缆线芯通过电流时就会有磁力线与电缆金属屏蔽层交链,使它的两端出现感应电压。感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比,电缆较长时,护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度,在线路发生短路故障,遭受操作过电压或雷电冲击时,屏蔽层会形成很高的感应电压,甚至可能击穿护套绝缘。此时,如果仍将金属屏蔽层两端都接地,则金属屏蔽层会出现很大的环流,其值可达线芯电流的50%~95%,形成损耗,使金属屏蔽层发热,这不仅浪费了大量电能,而且降低了电缆的载流量,并加速了电缆绝缘老化,因此单芯电缆不应两端接地。

然而,当金属屏蔽层有一端不接地后,会带来下列问题:当雷电流或过电压波沿线芯流动时电缆金属屏蔽层不接地端会出现很高的冲击电压;在系统发生短路时,短路电流流经线芯,电缆金属屏蔽层不接地端也会出现较高的工频感应电压,,在电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的作用而损坏时,将可能导致多点接地,形成环流。因此,在采用一端接地时,必须采取措施限制护层上的过电压,安装时应根据线路的不同情况,按照经济合理的原则在金属屏蔽层的一定位置采用特殊的连接和接地方式,并装设护层保护器,以防止电缆护层绝缘被击穿。

电缆护层保护器接线方式及工作原理:为了解决单芯电缆金属护套两端同时接地存在环流和一端直接接地在另一端会出现过电压的问题,电缆金属护套应针对电缆长度和导体中电流大小采取不同的接地形式。

电缆护套一端接地保护方式:电缆线路不长时,电缆金属护套应在线路一端直接接地,另一端电缆护层接保护器接地。电缆越长,电缆非直接接地端产生的感应电压越高,为保证人身安全,电缆在正常运行时,非直接接地端感应电压应限制在50V以内,在短路等故障情况下,金属护套绝缘的冲击耐压和电缆护层保护器在冲击电流作用下的残压,绝缘配合系数不小于1.4。因此,一端直接接地的接线方式适用的电缆不能太长。

电缆护套两端接地保护方式:电缆金属护套中间直接接地、两端经过电缆护层保护器接地,是一端直接接地的引伸,可以把一端直接接地电缆的大长度增加一倍,接线方式和原理与一端直接接地一样。

电缆护套中间接地保护方式:电缆线路很长时,即使采用金属护套中间接地,两端经过电缆护层保护器接地的保护方式,也会有很高的感应电压。这时,可以采用金属护套交叉互联。在这种金属护套交叉互联保护方式中,如果三相电流对称,那么电缆末端金属护套感应电压就是零,可以直接将其接地,而不会在金属护套中出现环流。感应电压的地方出现在绝缘接头处,因此在此处应安装电缆护套保护器。

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