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揚(yáng)州國(guó)浩電氣有限公司

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技術(shù)文章

XLPE電力電纜金屬屏蔽層接地方式

閱讀：54發(fā)布時(shí)間：2025-5-13

電纜金屬屏蔽層接地

交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電力電纜的安全運(yùn)行與其金屬護(hù)層(屏蔽層)接地方式密切相關(guān)。電纜金屬屏蔽層接地后可以防止人身受到電擊，確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，保護(hù)線路和設(shè)備免遭損壞，還可防止電氣火災(zāi)，防止雷擊和靜電危害等。電纜金屬屏蔽層接地的主要作用有：

1）保持零電位；
2）在短路時(shí)承載短路電流，以免因短路引起電纜溫升過(guò)高而損壞絕緣層；
3）屏蔽層可以防止周?chē)饨鐝?qiáng)電場(chǎng)對(duì)電纜內(nèi)傳輸電流的干擾；
4）屏蔽層可以有效地將電纜產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)限制在屏蔽層內(nèi)；由于屏蔽層接地，外部便不存在電纜產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)，不會(huì)對(duì)周?chē)娜蹼娋€路及儀表產(chǎn)生強(qiáng)電干擾或危及人身安全。

110kV及以上高壓電纜多為單芯電纜，單芯電纜的截面由金屬導(dǎo)體、內(nèi)半導(dǎo)體屏蔽層、交聯(lián)聚乙烯(XLPE)絕緣層、外半導(dǎo)體屏蔽層、襯墊層(半導(dǎo)體阻水層等)、金屬屏蔽層和外護(hù)層等組成。金屬護(hù)層應(yīng)滿(mǎn)足在發(fā)生單相接地故障時(shí)，能承受故障電流流過(guò)金屬屏蔽層而不致?lián)p壞，并起到保護(hù)和防水的作用。

單芯電纜的導(dǎo)體和金屬護(hù)層之間，可以看作是一個(gè)空心變壓器的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組。當(dāng)單芯電纜導(dǎo)體中有交變電流流過(guò)時(shí)，其周?chē)鷦?shì)必產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的部分磁力線與電纜的金屬屏蔽層相交鏈，并在金屬屏蔽層上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓的大小不僅與流過(guò)電纜導(dǎo)體的電流有關(guān)，同時(shí)與電纜的排列方式和線路長(zhǎng)度有關(guān)。當(dāng)電纜載流量較大(如發(fā)生短路接地故障時(shí))、線路較長(zhǎng)時(shí)，其金屬護(hù)層上感應(yīng)的高壓可能導(dǎo)致外護(hù)層絕緣擊穿。為了降低金屬屏蔽層的感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流，在工程應(yīng)用中產(chǎn)生了多種金屬屏蔽層的接地方式。

1. 金屬屏蔽層兩端接地

當(dāng)電纜線路很短、利用小時(shí)數(shù)較低，且傳輸容量有較大裕度時(shí)，電纜線路可采用金屬屏蔽層兩端接地的運(yùn)行方式。因?yàn)楫?dāng)電纜線路較短、傳輸容量較小時(shí)，金屬屏蔽層上的感應(yīng)電壓較小，金屬屏蔽層兩端接地形成通路后，屏蔽層中的環(huán)流不大，造成的損耗不顯著，對(duì)電纜的載流量影響不大，但一般不推薦采用金屬屏蔽層兩端接地運(yùn)行方式。

2. 金屬屏蔽層一端接地

對(duì)于長(zhǎng)度小于500m的電纜線路多采用金屬屏蔽層一端直接接地，另一端通過(guò)保護(hù)器接地的運(yùn)行方式。采用該接地方式時(shí)，電纜金屬屏蔽層在正常滿(mǎn)負(fù)載情況下的感應(yīng)電壓在未采取能有效防止人員接觸金屬屏蔽層措施情況下，不得超過(guò)50V；采取能防止人員接觸金屬屏蔽層的措施時(shí)，不得超過(guò)100V。

另外，在金屬屏蔽層一端接地的電纜線路中，為確保屏蔽層中的感應(yīng)電壓不超過(guò)允許標(biāo)準(zhǔn)，必須安裝一條沿電纜線路平行敷設(shè)的導(dǎo)體，且導(dǎo)體的兩端接地，這種導(dǎo)體稱(chēng)為回流線。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地短路電流可以通過(guò)回流線流回系統(tǒng)中心點(diǎn)，由于通過(guò)回流線的接地電流產(chǎn)生的磁通抵消了一部分電纜導(dǎo)線接地電流所產(chǎn)生的磁通，因而可降低短路故障時(shí)屏蔽層的感應(yīng)電壓。

3. 金屬屏蔽層中間接地

電纜線路稍長(zhǎng)(1000m左右)，且無(wú)法分成三段組成交叉互聯(lián)系統(tǒng)，而采用一端接地，另一端感應(yīng)電壓太高時(shí)，可采用金屬屏蔽層中間接地的方式。該方式是在電纜線路的中間將金屬屏蔽層接地，電纜兩端各裝設(shè)一組保護(hù)器，并按金屬屏蔽層一端接地方式的相關(guān)規(guī)定加設(shè)回流線。

4. 金屬屏蔽層交叉互聯(lián)接地

電纜線路很長(zhǎng)(約在1000m以上)時(shí)，可將電纜金屬屏蔽層均勻分割成三段或三的倍數(shù)段，采用金屬屏蔽層交叉互聯(lián)的接地方式。每組交叉互聯(lián)段中的兩小段之間裝設(shè)絕緣接頭，絕緣接頭處的金屬屏蔽層通過(guò)同軸電纜經(jīng)交叉互聯(lián)箱進(jìn)行換位連接(交叉互聯(lián))，絕緣接頭處裝設(shè)一組保護(hù)器，每組交叉互聯(lián)段的兩端金屬屏蔽層直接接地。

金屬屏蔽層采用交叉互聯(lián)的接地方式時(shí)，感應(yīng)電壓低、環(huán)流小，且不需裝設(shè)回流線。

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