单芯高压电缆的敷设及接地

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摘 要 对三芯电缆与单芯电缆进行施工特点进行比较。针对单芯高压电缆的普及，电缆发生的事故存在共性，因此在敷设单芯高压电缆时，对单芯电缆的接地进行详细阐述。

关键词 金属护套；中性点接地；两端接地；交叉互联

中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0184-01

随着城市化的发展高压长距离电缆工程越来越多，由于三芯高压电缆不能制造得太长，这样线路中不得不存在多处电缆中间接头，给输电系统的带来了诸多安全隐患。与三芯电缆相比单芯电缆在其单根长度、敷设环节和电缆头制作等环节中显示了三芯电缆所无法比拟的优点。因此单芯电缆多用在长距离输电线路中[1]。

对单芯电缆与三芯电缆各自特点进行总结。

单芯电缆：单芯电缆不能承受机械外力；不带铠装，不允许直埋敷设，电缆不允许敷设在钢管等磁性管道中。外径小，重量轻、电缆长度可以不受重量限制，400 mm?电缆可以做到1000米以上。单芯电缆需要敷设在三根非磁性管道材料中，管材消耗较大，占地面积较大，在变电所多出线场所不易采纳，一般适应与占地面积较大，线路比较长，对景观带要求比较严格地段，单芯电缆虽便与敷设，但是敷设长度为三芯电缆的三倍，总体施工强度比较大，由于电芯电缆电缆头比较多，在进出线位置布置空间要求大，布置起来比较困难，在电缆上杆时，需要电缆布线，单芯电缆由于相间距离比较大，电缆虽比较容易受潮、劣化、甚少发生相间短路，发生事故多为接地短路。由于电缆不能带磁性钢带铠装，对敷设环境要求要求比较严格，一般敷设在密封电缆沟内，严禁外力作用电缆。单芯电缆长期运行中如发生外护套损伤，金属屏蔽多处接地后，电缆不能保持安全运行，金属护套直接接地会产生很大环流，引起点啦发热烧坏电缆。

三芯电缆与单芯电缆相比能承受一定的拉力与压力，可以直接埋地敷设，也可以在磁性管道中进行敷设，敷设条件没有严格的环境要求。由于三芯电缆自身重量，通常情况不能制作太长，300 mm?大截面电缆，基本不采用三芯电缆，在大功率送电中多采用单芯电缆。

三芯电缆虽不便于敷设但由于长度为单芯电缆1/3，施工周期较短，在电缆终端塔，户内布线时，空间要求比较少，电缆头制作比单芯电缆要求严格，施工材料比较节省。由于电缆可以铠装，对敷设环境较为宽松，对应力有一定防护，三芯电缆由于三相报过在一块，相间依靠绝缘材料进行绝缘，绝缘层老化，受潮后容易引起相间短路，三芯电缆长期运行如外护套据部破损，金属保护层发生接地后，电缆可以安全运行。

综上所述，单芯电缆与三芯电缆在工程中各有优缺点，设计施工中应根据工程特点进行合理选择。在长距离电缆输电线路中，多采用单芯电缆。

单芯电缆的敷设，因为单芯电缆的线芯与金属护套的关系，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交链金属护套，使它的两端出现感应电压[2]。由于这种磁滞原因，单芯电缆运行发热量大是其运行最主要特点。由于电缆的这种怕热不怕电的原因，因此在敷设时不宜采取直埋敷设，敷设时考虑电缆散热尽量使其在空气中，对于不能部分要采用沿电缆沟敷设的方法，并注意电缆沟通风散热。在穿过路管及固定时，保护管及固定金具应使用如铝制品及硬质PVC等非磁性材料。敷设时电缆不易交叉，以免在交叉处产生涡流损耗。

三相排列要成品字结构，因三相电流的总矢量和为零，三相电流所产生的磁通的矢量和为零。但一条导线电流产生的磁通对另一条导线的影响是与距离的大小有关，三芯电缆是把三条导线做在一起，尽量把导线间的距离做成相等，当用单芯电缆时，导线间的距离是在敷设时控制了，只有把它们放成品字形，才能使它们之间的距离相等，把电流矢量降低为零。

单芯电缆接地方式与三芯电缆不同，不能按照三芯电缆来制作接地，如按照三芯电缆来制作，这样给生产带来极大隐患。

常用的三芯电缆采用接地方式一般为两端直接接地，这是因为在电缆三芯呈品字形分部在电缆金属护套内，正常运行时流过三个线芯的电流对称，在金属外套上基本没有感应电流，不会产生电压。

由于单芯电缆通过电流时，金属护套产生感应电压，其大小与电缆线路的长度和流过线芯的电流成正比，若把护套两端接地，侧护套与导线将形成闭合回路，金属护套上的环形电流，在线路发生短路故障、操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。此时，如果仍将金属护套两端三相互联接地，则金属护套将会出现很大的环流，造成涡流损耗，使电缆金属护套中通过大电流，引起发热，并加速电缆绝缘老化，长时间运行将烧坏电缆的绝缘层，导致故障发生。

单芯电缆的接地通常采用金属护套两端直接接地、一端接地、中点接地两端保护接地及交叉互联两端接地四种方式。

金属护套两端直接接地，此种情况不常用，电缆比较短、过电缆电流比较小、金属护套上感应产生电动势较小，不会造成电缆损伤。

金属护套一端接地，此种情况适用于线路在500米及以下时，因GB50217《电力工程电缆设计规程》中规定电缆非直接接地一端金属护套中的电压不应超过50 V，若不采取措施金属护套接地电压可达到100 V，可以将金属护套一端三相互联后直接接地，另一端通过保护器接地，这样护套内可以减少消除环流保证送电安全。这种情况为降低护套上冲击过电压，一般采用直接接地端设在与架空线路相连一端。并沿线路方向敷设一回流线（平行电缆敷设，两端接地），这样发生单相故障时接地电流可通过回流线传回大地，起到抗干扰作用。

电缆护套中点接地两端保护接地，这种情况适用于电缆线路在1000米内，电缆两端通过保护器接地，保证金属保护器感应电压不超过50 V，在电缆中点，拨开外护套，直接将金属护套接地，此时的中点接地相当于2个一端接地串联。中点接地时要做好电缆中点防水工作，对中点位置进行定期测量电阻，保证中点接地的可靠性[3]。

金属护套交叉互联接地，该方式为将线路分成N小段，每小段进行3等分，3等分小段之间设置绝缘接头把电缆金属护套与保护器连接，N小段两端金属护套分别接地。这种方式适应于电缆线路较长，超过1000米时，采用交叉互联方式可以减少金属护套感应电流及环流，提高输电效率[4]。

参考文献

[1]吴利民.单芯电力电缆敷设安装及其附件选型经验[J].冶金动力，2007（6）：5-7.

[2]吴文明.浅谈35 kV单芯高压电缆接地问题[N].山东煤炭科技，2009（4）：125-127.

[3]欧景茹.高压单芯电缆线路金属护套接地方式[J].吉林电力，2005（2）：19-21.

[4]陈锦田.单芯高压电缆的正确施工与维护[J].福建电力与电工，2000，20（4）：32-33.