单芯电缆金属屏蔽层接地方法.docxVIP

单芯电缆金属屏蔽层接地方法

在电力传输系统中，单芯电缆因其结构特性在高压领域得到广泛应用。金属屏蔽层作为单芯电缆的重要组成部分，不仅肩负着防止电场对外扩散、抑制外界干扰的作用，更在保障电缆安全运行方面扮演着关键角色。其接地方式的选择与实施，直接关系到电缆的使用寿命、系统的运行稳定性乃至人身与设备安全。不合理的接地处理，轻则导致屏蔽层过热、损耗增大，重则可能引发绝缘击穿等严重故障。因此，深入理解并正确应用单芯电缆金属屏蔽层的接地方法，是电力工程技术人员必须掌握的核心技能之一。

一、单芯电缆金属屏蔽层接地的基本原则

单芯电缆在通过交流电流时，其周围会产生交变磁场。根据电磁感应定律，金属屏蔽层作为闭合回路的一部分，若两端直接接地，将在屏蔽层中感应出环流。此环流不仅会造成额外的电能损耗，导致电缆发热，降低载流量，长期运行还会加速屏蔽层的老化。因此，单芯电缆金属屏蔽层的接地，首要原则便是限制或消除屏蔽层中的感应环流，同时确保在正常运行及故障情况下，屏蔽层对地电压被控制在安全范围内，防止电击事故并避免绝缘因过电压而损坏。

二、常用接地方式及其应用场景

（一）一端直接接地，另一端经护层保护器接地

这是单芯电缆线路中最为常见的接地方式之一。在此方式下，电缆的金属屏蔽层在一端（通常选择在电源侧或负荷侧的终端头处）通过接地引线直接与接地网可靠连接，实现“直接接地”。而在电缆线路的另一端，金属屏蔽层则不直接接地，而是通过一个专门的护层保护器（通常为氧化锌避雷器或类似的过电压限制器）与接地网连接。

工作原理：当电缆线路正常运行时，由于单芯电缆导体中电流产生的交变磁场，会在金属屏蔽层上感应出一定的纵向电动势。若线路较短，此感应电动势通常不会太高。护层保护器在正常运行电压下呈现高阻抗状态，几乎不导通，因此屏蔽层在非接地端对地保持较高阻抗，有效避免了形成闭合回路，从而显著减小了环流。当系统发生故障，如雷击过电压或内部过电压波沿电缆传播时，护层保护器会迅速动作，呈现低阻抗，将屏蔽层上的过电压限制在允许范围内，并将故障电流泄放入地，起到保护电缆护层绝缘的作用。

适用场景：此方式适用于电缆线路长度不太长的情况。一般而言，对于10kV及以下电压等级的电缆，或较长距离但通过计算屏蔽层感应电压在未接地端不超过安全值（通常规定为50V或100V，具体需参照相关标准）的高压电缆线路，均可采用这种接地方式。其优点是结构简单，投资较少，维护方便。

（二）中点接地或接头处单点接地，两侧终端经护层保护器接地

当电缆线路长度较长，采用一端直接接地方式时，未接地端的感应电压可能会超过允许值。此时，可考虑采用中点接地方式。即将电缆线路的金属屏蔽层在其中点位置直接接地，而线路的两端终端处的金属屏蔽层则分别通过护层保护器接地。

工作原理：通过将接地位置设置在电缆线路的中点，使得每一段电缆（从终端到中点）的感应电压相对一端接地方式减半，从而有效控制了终端处的感应电压水平。两侧终端的护层保护器同样在正常运行时呈现高阻抗，限制环流，在过电压情况下动作泄放能量。

适用场景：适用于线路长度中等，一端接地时非接地端感应电压过高的情况。除了物理中点，有时也会选择在电缆中间接头处进行单点接地，两侧电缆的终端均经保护器接地，其原理与中点接地类似，都是为了缩短屏蔽层不接地段的长度，降低感应电压。

（三）交叉互联接地

对于更长距离的单芯电缆线路（如超过数百米乃至数公里），上述两种接地方式可能仍无法将屏蔽层的感应电压和环流控制在理想范围内。此时，交叉互联接地方式便成为更为有效的解决方案。

工作原理：交叉互联接地通常将三段长度尽可能相等的电缆组成一个互联单元。在每个中间接头处，将三段电缆的金属屏蔽层进行交叉换位连接，并在接头处对屏蔽层进行绝缘处理。然后，在这个互联单元的首端、中间换位点和末端，选择一处将屏蔽层直接接地，其余两处则通过护层保护器接地。通过这种交叉换位，可以使得各段电缆屏蔽层上的感应电动势相互抵消，从而显著降低整个单元屏蔽层中的环流，减少损耗和发热。对于更长的线路，可以由多个这样的交叉互联单元串联组成。

适用场景：主要适用于长距离、高电压等级的单芯电缆线路，如220kV及以上电缆线路。这种方式能最大限度地降低屏蔽层环流，提高电缆的载流量，但其结构相对复杂，对电缆附件（如交叉互联箱、绝缘接头）的质量和安装工艺要求较高，初期投资和维护成本也相应增加。

三、接地实施中的关键注意事项

无论采用何种接地方式，以下几点关键注意事项都应严格遵守，以确保接地系统的有效性和安全性：

1.接地电阻的控制：直接接地的接地点，其接地电阻应尽可能小，以保证故障电流能够顺利泄放，并降低故障时的地电位升高。具体数值需根据系统要求和相关规范确定，通常要求不大于某一数值（如4欧姆或10欧姆，视具体情况而定）。

2.接地线的选择与