变电站电缆的接地和抗干扰性探究

摘要:本文主要是来介绍我国变电站电缆的屏蔽性特征,文章分析了单芯和三芯电缆的接地方式,也分析了电缆的抗干扰性,对于目前我国变电站的电缆屏蔽性问题以及要注意的方面进行了一定程度的探究,主要目的是为了增强电缆的抗干扰性特征,同时分析电缆接地对于接地电位的影响。

关键词:电力系统 变电站 电缆 接地 抗干扰性

中图分类号:TM623 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0133-01

电缆的安全运行是电站和电力系统正常工作的重要保障,为了保护电站电缆的安全运行,电缆的接地保护是必不可免的。电力电缆的保护工作是维护电缆正常运行的必要保障,也是保护电站正常运行的重要途径。电力电缆的接地相对来说,操作上的复杂性不如电力系统中其他方面,在电力系统的规定中,有关于电缆接地方式的规定,一般性的操作都会依据规定来执行。但是,市场上,电缆的种类是十分丰富的,种类繁多加上当今社会科技更新换代逐渐加快,使得电力系统的规程里也缺乏对电缆接地的明确详细规定,所以,实际的电力电缆的接地安装是要根据工作的需要进行合理的安排,实际的电缆安装不仅要注意电缆的种类,还要注意电缆的形式,以此来确定电缆的接地方式。本文对电缆的接地措施以及抗干扰措施和其他一些次要的方面都进行了不同程度的探究。

1 电力电缆的接地方式

1.1 单芯电缆的接地方式的分析

单芯电缆一般适用于电缆单位电量大或者电压超过35kV时的情况,这跟单芯电缆的构造其实有很大的关系。单芯电缆在进行电力的输送时,主要是通过它自身的金属层以及铠装层来对电力进行感应。单芯电缆的采用实际上是为了节省电能,减少能源浪费和抑制电力隐患。我们知道如果电缆的两端同时接地,电缆的铠装层和屏蔽层就会因此而出现电力回路现象。电力回路一旦形成,就会产生感应的电流,而且我们不可以忽视这个电流。根据研究发现,这个电力回路所形成的电流量可以达到线芯电流的一半以上甚至更多,电流量一旦增加,自然而然就会产生热量,并且两者之间是正比的关系,发热也是需要电能的,所以会耗费大量的电力资源,同时热量还会击穿电缆薄弱的绝缘的地方。这就会产生安全隐患。为了尽量避免这种情况的产生,通常采用的办法是电缆一端接地,假如线路较长,可以根据情况的特点,采用交叉或者是中间分点互联的方式连接整个线路。一端接地的电缆并非是完美的办法,因为电缆金属层以及铠装层接地会产生其他的问题:一旦出现例如雷击等特殊情况时,会产生高电流产生的强电压,电缆的金属层和铠装层包裹的未接地端这时就要承担巨大的电流电压的冲击;一旦系统发生短路,那么之前强大的电流由于不能很好地经过电缆的传输,造成较高的工频,电缆的绝缘保护层会因此承受不住高电压的冲击出现爆裂的现象,这也会造成电力安全的隐患。在进行电缆的一端接地时,我们必须要采取相关措施来限制经过电缆的电压,并且尽量要根据电路的实际来合理安排电缆的连接和接地,最常见的例如增强电缆保护层保护器,防止绝缘层的破裂。

1.2 三芯电力电缆的接地

三芯电力电缆的使用是针对35kV以下的工程,相对于单芯电缆,三芯电缆的要求要低一些。根据我国电力装置安装的规范,三芯电缆的接地两端必须要连接好,包裹接头的金属层和铠装层必须要互相连接,不允许出现中断,而且连接处一定要绝缘。在电力电缆的终端,我们要注意在每根电缆的金属屏蔽层和铠装层都要用焊锡的接地线分别加以导出,以便实现接地线的良好接地。三芯电缆的接头一般是要注意接头两侧的连接,为了避免电缆工作的不正常,主要是由于连接不当产生的电热产生的危险。还有当出现三相电流出现不平衡的时候,三芯电缆很可能会因为感应电流产生强烈的放电现象,严重时就会造成电缆表层的烧毁现象,所以电缆的铠装层一定要保持连接良好。一般的三芯电缆的接地方式都是采用两端接地法,如果我们能保证好三芯电缆中三个电芯的电流相等,就能保证变电站工作的正常运行。因为,三芯电缆的三个线芯电流相等,也就能使他们的向量和为零,只有向量和为零才不会产生电力磁场,而电缆两端的金属层以及铠装层不会产生回路,自然避免了感应环流的产生。即使线芯的电流不相等,这种情况也是很自然,我们通过金属层和铠装层的电阻抗性,同样能避免感应环流的产生。

2 控制、保护电缆的抗干扰措施

2.1 多芯电缆不能由多根少芯电缆代替

变电站的工程实施过程中,经常会遇到设计和其他方面的原因,出现芯线不合施工要求的情况。这个时候,我们一定要谨慎选择材料的使用,不能随意以小代大,因为不同线芯的电缆电阻和电容量都是有所差别的,不同电芯的电缆不能用电缆的根数多少去代替,电缆之间经常会产生间隙之间的高压电力磁场的磁通,会引起很大的差模干扰,对变电站的运行会造成很大的影响。

2.2 在进行电缆的敷设时尽量与高压母线垂直

保持电缆与高压母线的垂直铺设能使两方面的磁场在很大程度上实现契合,相反,若使电缆与高压母线保持平衡的话,双方的磁场就会出现相互排斥的现象,从而造成大规模的共模干扰。只有通过垂直电缆的铺设,才能尽可能减少磁场的耦合现象。垂直的要求很难达到的时候,我们要尽可能增加电缆的间距。

2.3 备用电芯的两端不应同时接地

我们保证备用电芯的两端不接地主要是为了产生一定的屏蔽效果,电位差产生在系统故障或者操作故障之后,电网之间的电位差会让线芯承担高频电流,这很可能对其他的电缆造成干扰,干扰的形式一般是通过共模或者差模出现,这种屏蔽方法自然不适应工作的要求,差量等级的强弱电流共同使用同一根电缆,也会因为电流量的不同造成弱电回路感应出现干扰。

2.4 采用正确的电缆屏蔽层接地

正确的接地方法是实现屏蔽电缆屏蔽功能的前提,我们判断屏蔽效果的好坏主要是判断屏蔽电流的分布,屏蔽电流假如是呈均匀分布的话就能发挥最好的屏蔽效果,理想中的分布是360度的分布。实际的操作很难达到这个要求。如果将屏蔽层扭在一起,就能组成一个出现端接,干扰将经磁路从屏蔽层耦合到线芯上。较好的方法是用一个引出线将屏蔽线进行连接,最好是与之呈90度,而且引出线应该越短越好,越宽越好,当屏蔽的导线离开屏蔽后,尽可能使之靠近开关屏,以取得一个良好的屏蔽效应。

参考文献

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