接地系统失效对35kV电缆安全运行的影响

孙立枫

摘要：接地系统的有效性是电缆线路安全运行的重要保证。分析了电缆线路常用接地方式以及在不同接地方式下接地系统失效对电缆安全运行可能产生的影响。结合一起典型接地系统失效造成电缆严重缺陷的案例进行计算，从实际角度阐明接地系统的重要性。最后依据分析结果提出了防止接地系统失效的运行管理措施，具有一定的借鉴意义。

关键词：接地方式;接地系统;悬浮电压;感应电压;反击过电压;运行管理

随着城市现代化的发展，对市容市貌美观要求的逐步提高，城市输配电线路开始大量采用地下电力电缆线路，因而电缆线路的安全运行显得尤为重要。然而，多年的运行经验表明，电缆线路因接地系统被盗、被损坏而造成电缆故障的事件时有发生，这对电缆的安全运行提出了严重挑战。本文从现行35 kV电缆普遍采用的接地方式着手，分析不同接地方式的接地系统失效后对电缆安全运行可能产生的影响，并据此提出在电缆运行管理中的改进措施。

一、电缆常用接地方式

1.1 三芯电缆采用的接地方式

对于三相统包型电缆，由于共用一个金属外护套，而三芯电缆在运行中通过线芯的电流矢量和为零，在电缆金属护套上基本没有感应电压;对于分相屏蔽型电缆，虽然单相线芯通过电流时在其金属屏蔽层产生一定感应电压，但三相电流矢量和为零，因而感应出的电压矢量值亦为零。因而三芯电缆普遍采用两端接地直接接地的方式。

1.2 单芯电缆采用的接地方式

近年来，35kV单芯630mm的电缆在嘉定地区得到一定的应用。高压单芯电缆正常运行时，线芯电流产生的磁力线将在金属屏蔽层上产生感应电压，此感应电压的大小与电缆的长度和通过线芯的电流大小成正比。电缆较长时，外护套上将产生很大的感应电压，可能危及人身安全。如果单芯电缆采用与三芯电缆相同的两端直接接地方式，电缆金属屏蔽层将与大地之间构成一个回路，产生环流，使电缆发热，这不仅仅使电能损耗，而且降低了电缆的输送容量。采用单端直接接地方式时，将在不接地端感应出高电压（如操作过电压或雷电过电压感应），一旦电缆外护套不能承受此种高电压，将导致电缆绝缘损伤甚至接头爆炸。指出电缆长度小于2km时，且电缆金属护层感应电压不超过50V时，可采用一端直接接地，一端经护层保护器接地;电缆长度在2km至4km之间时，可在中间点直接接地，而两端经护层保护器接地;电缆更长时，可考虑采用交叉互联换位的方式来降低感应电压。

二、接地功用的分类

在35kV电缆施工中，35kV电缆接地装置的科学合理设计有助于从整体上提高35kV电缆系统的正常和安全运行，相关工作人员在进行35kV电缆接力装置设计的过程中，需要根据接地功用的分类来进行实际的工作。按照功能来进行划分，接地系统分为保护接地、防雷接地、工作接地、屏蔽接地等，相关工作人员需要加强对这几部分功能的了解以及认识，结合现场工程的要求以及需求正确而科学的进行35kV电缆接地装置的设计。

保护接地主要是针对由金属外壳的带电设备或者是装置而言的，在实际工作的过程中，要求施工人员将电体的外壳和电缆外皮进行接地性的处理，不仅可以保正电缆的绝缘性，还可以有效的防止出现其他的意外。在保护接地中主要分为接地保护和接零，保护相关工作人员需要结合实际建设的要求以及设计的需求，选择正确的接地方式。

防雷接地主要是针对于雷电天气的，在一些高层建筑和信号塔中都有所涉及，运用防雷接地可以最大程度的提高建筑物的安全性，防止雷电流导入到物体中。在进行防雷接地时，需要设置避雷针等装置，从而可以对电力进行良好的导流，将雷电引入地下，而不在建筑物进行流通，防止出现高压电流的情况，造成不必要的损失。

工作接地主要是为了维护电路和相关设备的平稳和安全运行，也是提高整个电力系统稳定性的重要措施，在实际工作的过程中，需要相关工作人员将电力系统的某一点直接或者是间接在地面上进行连接，例如在进行变压器连接时，需要根据变压器的低压来接地，从而有效的防止由于电路的原因而出现设备的损耗问题。

在35kV电缆施工中进行35kV电缆接地装置设计的过程中，相关工作人员需要将这一工作看成一个独立而系统性的主体，将各个接地装置进行相互的贯穿，一定不要将各个接地装置看成一个独立的整体，主要是为了防止在电力系统后期使用的过程中，各个电极之间和地级之间出现干扰的情况。在实际工作的过程中，一定要保证各个电极距离是在20米以上的，从而保证各个电机能够正常的工作，在实际工程设计的过程中需要从基地功用的分类入手，采取针对性的解决措施，形成统一的电网进行接地。

三、35kV电缆施工中35kV电缆接地装置设计的方法

3.1接地电阻的设计

在35kV电缆施工中进行35kV电缆接地装置设计的过程中，首先需要做的是接地电阻的设计，需要將电阻值设定在0.5Ω以下，这样才可以从整体上提高35kV电缆接地装置的安全性。假如在实际工作的过程中遇到土壤的话，土壤电阻过高，那么需要根据实际情况对这一数值进行适当的调整，可以通过填充降阻剂来进行适当的调整，假如接地装置附近有电阻较低的土壤时，在进行接地装置设置的过程中可以进行以外接地极的操作方法，假如地下深处条件是比较合适的话，那么相关工作人员在实际工作过程中还可以设置井式地极，从而满足实际的工作要求。

3.2接地极

在选择接地级的过程中，相关工作人员需要对接地级材质和强度进行精准性的计算，在开展实际工作之前，需要对周边的工作环境和建设环境进行综合性的考虑，以提高耐腐蚀性和抗机械损伤为主来开展日常的工作。与此同时还要多方位的考虑，在建设周边很有可能出现的安全问题以及影响因素，相关工作人员在进行完这一工作之后，需要着重的考虑土地的导电性和接地电阻等相关的条件，明确接地极在后续使用过程中很有可能出现的问题，以此作为主要的依据，确定接地级的类型，并且最大程度的防止由于土地的原因而对接地极造成一定的影响。在实际工作的过程中，假如土壤的电阻率是比较低的，各项条件也是比较优越的，那么在实际接地级的过程中，要适当的减少埋设的深度，根据现场的现状以及要求科学合理的选择深度，从而保证整个工作的有序进行。在进行接地极操作时，工作人员需要充分的利用周边自然的接地极作为主要的接地极，不仅可以降低整个接地极操作的成本投入，还在一定程度上延长了接地极的使用寿命。

3.3接地导体

在进行接地导体设置的过程中，一定要保证接地导体和接地极之间是非常稳固的，并且导电性也可以达到预期的状态，相关工作人员可以采用热熔焊机或者是夹具的机械连接方式，按照说明书中的内容以及实际的设计标准开展日常的工作，保证在安装过程中接地集合导体是非常完整，没有出现破损的。导体的横截面应当满足电源对导体最小截面的要求，这样才可以保证接地导体能够承受较大的电流。

结束语

电缆接地系统对电缆线路的安全运行有着重要的影响。在今后的电缆施工、运行中要加强管理，不断总结经验，寻求防止电缆接地系统失效的新措施，为提高电缆线路供电可靠性提供重要保证。

参考文献：

[1]从光，韩晓鹏，周作春，等.高压单芯电缆接地系统破坏后的悬浮电压分析[J].供用电，2009，26（5）：61-64.