高压施工接地方法及注意事项.docVIP

单 芯高 压XLPE电缆工程设计 与施工注意事项分析 别志坚 电力建设I专栏 摘要：文章提出了单芯高压XLPE电缆的工程设计与施工的注意事项，重点从单芯电缆运行机理出发详细阐述了单芯电缆的接地方 式选择原则，从工程实践出发阐述了如何避免损伤电缆。 关键词：单芯高压电缆；输电线路；设计：施工：故障；预防 刖罱 35kV及以上单芯高压电缆，当处于运行状态时，电缆中的 交变电流的磁场与电缆金属护套交联，在金属护套上产生感应 电压，将在金属护套和大地间形成回路产生环流。产生环流后， 将导致电缆的载流量降低，电力损耗和降低电缆线路的使用寿 命。环流大小与电缆的接地方式、敷设环境、敷设方式、电缆长 度、负荷电流、大地电阻率等的影响有关，其中最关键的是电缆 接地方式的选择。电缆缆体较硬，施放困难，措施不当会易损伤 电缆，所以在电缆工程中特别注意电缆线路的接地方式设计和 施工方法。 1设计时正确选择电缆的接地型式 (1)单芯电缆的线芯与金属护层的关系，可看作一个变压 器的初级绕组与次级绕组，当单芯电缆线芯通过交流电流时就 会有磁力线交链金属护套，使金属护套产生感应电压。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，电缆很 长时，电缆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，金 属护层上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿外护层绝缘。 此时，如果仍将金属护层两端直接接地，则金属护层将会出现 很大的环流，其值可达线芯电流的50％ 以上。该感应电流产生 的热损耗极大的降低电缆的载流量，浪费电能的同时加速了电 缆绝缘老化，大幅度降低电缆的使用寿命。因此单芯电缆不应 采取两端直接接地的接地形式。 (2)金属护层一端直接接地，一端不接地后，当雷电流或过 电压波沿线芯流动时，电缆金属护层不接地端会出现很高的冲 击电压；在系统发生短路，短路电流流经线芯时，电缆金属护层 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，将导致金属护层多点接 地，形成环流。一旦出现多点接地故障，故障的探寻、定点和修 复工作均比较困难。因此，在一端直接接地时，另一端必须加装 护层保护器后接地。加装保护器接地后，高压单芯电缆线路正 常运行时，保护器呈高电阻，起到限制电缆金属护层工频感应 电压的作用；当雷电波和过电压波侵入电缆线芯，或在系统发 生短路时，保护器呈低电阻，使电流经保护器迅速泄入大地，将 金属护层中的过电压钳制在电缆外护层冲击绝缘水平以下，以 达到保护电缆的目的。这就需要采取一端直接接地一端经过保 护器接地；或者采用中间直接接地两端经保护器接地的形式， 这种形式是一端直接接地一端经过保护器接地形式的变形。 (3)当线路长时(大约在1000m以上)，中间交叉互连接地两 端直接接地的接地形式是最好的选择。其应用原理和一端直接接 地一端经过保护器接地的形式基本相同，只是在安装时将每根电 缆断开成基本相等的3段，断开点分别用两组绝缘接头连接，通 过绝缘接头，将每相电缆的线芯重新连接，而将金属护层在绝缘 接头处交叉换位连接后经保护器接地，而电缆的两端金属护层则 均直接接地。这种接地形式的单芯电缆线路，3段划分的越均匀， 线路在正常运行时金属护层上形成的环流越小，当3段完全相等 可以架设滑轮运送材料及器具，若在其他工程中无此条件，必 然需要将滑轮或葫芦架设在脚手架上，因此，在设计搭设脚手 架时，必须考虑吊装方案，要为吊装留出足够的空间。 (2)对钢套筒的打毛处理，一般常规做法是在加工套筒时 对钢套简内表面进行拉毛处理，从而可以有效的保证粘结效 果，对钢套筒的打毛是为保证其与电杆之间的抗剪能力，在今 后的类似工程中，建议在套简壁上设置一定数量的微小螺栓或 铆钉，使其与灌注的结构胶充分粘结，可以大大增强其抗剪性 能。 (3)由于本加固工程无先例可行，而且用到了加固规范的 数种加固方法，特别是采用套筒的钢板规格相对保守，导致重 量较大，吊装困难，因此今后处理类似工程时，可对整套加固设 备做有限元分析，优化套筒形状和尺寸，减轻套筒重量，方便施 工。 (4)由于对粘钢胶在钢与混凝土之问的抗剪性能缺少已知 数据，因此本例取值可能相对保守，今后可在加固工程前，可进 行试验，以明确其抗剪性能，为类似的加固工程提供设计资料。 6 小结 经过各方努力，该损坏的混凝土电杆加固施工顺利完成， 施工质量良好，满足了供电要求，保证了电杆安全可靠；设计的 修复方案满足实际需要，既保证了损坏电杆的使用安全，又满 足了我们供电部门紧迫的工期要求。本次损坏电杆的加固施工 表明，对于正在使用的混凝土电杆，出现了安全隐患，应具体情 况具体分析，科学论证，对原电杆进行加固可以满足使用要求 的，尽量采用方便、可靠的加固方法而