一、電(diàn)纜接地環流簡介

    110千伏及以上(shàng)電(diàn)纜采用單芯結構，其工作(zuò)電(diàn)流産生(shēng)的交變磁場(chǎng)将在金屬護層上(shàng)産生(shēng)感應電(diàn)勢，若護套通(tōng)過大(dà)地形成通(tōng)路，金屬護層上(shàng)将産生(shēng)接地環流。接地環流超标（環流值大(dà)于50A或超過負荷電(diàn)流的20％或相間(jiān)最大(dà)值/最小(xiǎo)值大(dà)于3）不僅影(yǐng)響電(diàn)纜載流量和(hé)使用壽命，環流引起的嚴重發熱會(huì)燒毀接地線或接地箱，消缺不及時(shí)可(kě)能會(huì)引發惡性電(diàn)網事故。

二、電(diàn)纜接地環流影(yǐng)響因素

    影(yǐng)響電(diàn)纜接地環流的主要有(yǒu)以下因素：

   1、電(diàn)纜的接觸電(diàn)阻

    如果存在焊接不好或者接觸不良的位置導緻某相接觸電(diàn)阻增大(dà)時(shí)，該相的接地環流會(huì)顯著變小(xiǎo)，但(dàn)另外兩相的接地環流并不一定随之減小(xiǎo)。随着電(diàn)阻的增大(dà)，總接地電(diàn)流也并不一定随之減小(xiǎo)。

   2、接地電(diàn)阻

    随着接地電(diàn)阻與大(dà)地回路電(diàn)阻之和(hé)的增加，各相接地環流都在減小(xiǎo)。但(dàn)接地電(diàn)阻過大(dà)，會(huì)導緻接地處接觸不良，引起發熱和(hé)損耗。

   3、電(diàn)纜的接地方式

   為(wèi)了限制(zhì)電(diàn)纜金屬護層上(shàng)的感應電(diàn)勢，高(gāo)壓電(diàn)纜通(tōng)常采用護套或屏蔽層單端接地、兩端接地、交叉互聯等接地方式。對較長的高(gāo)壓電(diàn)纜線路，能有(yǒu)效限制(zhì)接地環流的是交叉互聯接地方式。

        其中，Ia、Ib、Ic分别為(wèi)A、B、C 三相高(gāo)壓電(diàn)纜金屬護套上(shàng)流過的電(diàn)流值；Ie為(wèi)經過大(dà)地回路的電(diàn)流值；Rd為(wèi)大(dà)地回路的等效電(diàn)阻，Rd1和(hé)Rd2為(wèi)電(diàn)纜護套兩端接地電(diàn)阻；通(tōng)常情況下，三相電(diàn)纜的運行(xíng)電(diàn)流數(shù)值上(shàng)可(kě)默認為(wèi)一緻，通(tōng)過三相電(diàn)流間(jiān)的相位差，還(hái)抵消在完整交叉互聯段內(nèi)電(diàn)纜金屬護層上(shàng)的感應電(diàn)壓，從而達到降低(dī)接地環流的目的。

     4、各電(diàn)纜分段長度、電(diàn)纜排列方式、相間(jiān)距離等

       電(diàn)纜一般采用交叉互聯的接地方式以減低(dī)接地環流，在電(diàn)纜排管敷設的工程實踐中，大(dà)量存在護套交叉互聯的各段具有(yǒu)不同長度和(hé)不同排列方式的情況。由于相同線芯電(diàn)流下單位長度電(diàn)纜水(shuǐ)平或豎直排列方式下，金屬護套感應電(diàn)壓大(dà)于直角三角形排列方式下護套感應電(diàn)壓。因此在不等長分段電(diàn)纜中，較長的電(diàn)纜采用感應電(diàn)壓小(xiǎo)的三角形排列方式，較短(duǎn)的電(diàn)纜采用感應電(diàn)壓大(dà)的水(shuǐ)平或豎直排列方式，有(yǒu)利于降低(dī)大(dà)段護套感應電(diàn)壓，即可(kě)通(tōng)過适當選取各小(xiǎo)段排列方式來(lái)平衡電(diàn)纜長度差帶來(lái)的感應電(diàn)壓差，以降低(dī)護套環流。

三、電(diàn)纜接地環流異常分析

        1、交叉互聯換相失敗

圖2  交叉互聯錯誤接線示意圖

        換相失敗将導緻失去某一個(gè)方向電(diàn)流相量，此時(shí)護套接地電(diàn)流顯著增大(dà)，最終可(kě)能引發運行(xíng)故障。不同換位失敗的情況，三相電(diàn)流的幅值、相位均存在較大(dà)差異。換位失敗表現為(wèi)兩相接地電(diàn)流較接近，而另一相電(diàn)流相對較小(xiǎo)，一般為(wèi)最小(xiǎo)接地電(diàn)流相2倍左右。

       2、箱內(nèi)進水(shuǐ)

       交叉互聯箱進水(shuǐ)時(shí)，箱內(nèi)水(shuǐ)體(tǐ)形成的接地電(diàn)阻較小(xiǎo)，箱內(nèi)外水(shuǐ)體(tǐ)相連相當于電(diàn)流直接接地。如下圖所示，a或b或c處直接接地。

圖3  箱內(nèi)進水(shuǐ)交叉互聯示意圖

           常年降雨可(kě)能導緻電(diàn)纜溝交叉互聯箱內(nèi)長期積水(shuǐ)，特别是兩箱均進水(shuǐ)時(shí)，容易接地電(diàn)流高(gāo)達數(shù)百安培，護套電(diàn)流出現突增，電(diàn)纜內(nèi)部熱量急劇(jù)上(shàng)升。一箱進水(shuǐ)，故障回路三相電(diàn)流有(yǒu)略微差别，相對非故障時(shí)段增加約2.5 倍。

        3、同軸電(diàn)纜斷裂

       采用交叉互聯接地方式的線路一般大(dà)于1 km，同軸電(diàn)纜一旦斷開(kāi)，将在斷開(kāi)處産生(shēng)上(shàng)百伏電(diàn)壓，對線路構成重大(dà)威脅。同時(shí)導緻相關聯金屬護套無法形成回路，護套內(nèi)無法通(tōng)過環流。

四、電(diàn)纜接地環流異常典型案例

         某110千伏線路為(wèi)架空(kōng)—電(diàn)纜混聯線路，其中電(diàn)纜型号為(wèi)YJLW03—64/110—1×800mm2，該線路于2014年9月投運，長度約1220米。2016年12月27日，對該電(diàn)纜接地系統進行(xíng)改造，采用交叉互聯方式接地。完整的交叉互聯段為(wèi)站內(nèi)、#1箱、#2号箱和(hé)站外鐵(tiě)塔，#1和(hé)2#為(wèi)交叉互聯箱，其餘均為(wèi)直接接地。其接地環流檢測結果如下表：

表1 某110千伏電(diàn)纜線接地環流測試結果

        按照Q/GDW11316《電(diàn)力電(diàn)纜線路試驗規程》中5.2.3規定：接地環流與負荷電(diàn)流比值小(xiǎo)于20%；單相接地環流最大(dà)值與最小(xiǎo)值的比值小(xiǎo)于3。當負荷電(diàn)流為(wèi)57.8A時(shí)，站內(nèi)直接接地箱、1#和(hé)2#交叉互聯箱的A、B、C三相的外護層電(diàn)流分均嚴重超出規程要求，且單相接地環流的最大(dà)值與最小(xiǎo)值比值（37.6/9.7=3.88）也大(dà)于3。

         根據上(shàng)表中所測接地環流數(shù)據分析可(kě)知：1#井內(nèi)A相接地環流38.2A，對應2#井C相接地環流37.6A；1#井內(nèi)B相接地環流28.5A，對應2#井A相接地環流32.7A；1#井內(nèi)C相接地環流10.2A，對應2#井B相接地環流9.7A。三相接地環流分别流經途徑為(wèi)A相接地環流未流過B相铠裝、B相接地環流未流過C相铠裝、C相接地環流未流過A相铠裝，如下圖及表所示。

表2 接地環流交叉段內(nèi)實際路徑表

圖4 接地環流交叉段內(nèi)實際路徑圖

        經現場(chǎng)巡查發現#1電(diàn)纜檢修井接地箱內(nèi)部交叉互聯方式為(wèi)“撇-撇-捺”，三相順序為(wèi)A、B、C。#2電(diàn)纜檢修井接地箱內(nèi)部交叉互聯方式為(wèi)“捺-捺-撇”，三相順序為(wèi)A、B、C，電(diàn)纜護層保護器(qì)和(hé)絕緣件均未發現受潮和(hé)燒蝕痕迹，分别如下圖所示：