黃志豪

【摘 要】隨著改革開(kāi)放和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平不斷提高，用電量也大幅提升，對(duì)電網(wǎng)供電安全性、可靠性提出了越來(lái)越高的要求。輸電線路作為電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)，由于受各種因素的影響比較多，在其運(yùn)行維護(hù)中存在著許多困難，因此應(yīng)該注意提高輸電線路的運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量，從而確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】中高壓電纜；高壓輸電線路；避雷線；避雷器

前言

本文通過(guò)對(duì)中高壓電纜輸電線路在電力系統(tǒng)應(yīng)用的特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)避雷線、避雷器，闡述高壓電纜主要設(shè)備的配置原則、參數(shù)選擇等技術(shù)條件。在外部條件基本確定時(shí)，推薦通過(guò)合理確定護(hù)層接地方式，提高供電可靠性，在盡量提高電纜載流量的同時(shí)，正確認(rèn)識(shí)載流量的確定方式。

1.中高壓電纜線路與電力系統(tǒng)的連接及絕緣配合要求

1.1在系統(tǒng)中應(yīng)用的3種方式

1.1.1電纜進(jìn)線段方式。是指變電站出線間隔采用高壓電纜，敷設(shè)一段電纜后，再采用架空線的方式與對(duì)端變電站相連，這是一種非常常見(jiàn)的電纜應(yīng)用方案。

1.1.2高壓電纜線路作為電力線路中間的一部分是指在城市中的高壓電力線路，由于受到架空線路徑選擇困難的影響，架空線路中間的一段采用電力電纜，即電纜的兩端均為架空線路。

1.1.3變電所之間，全線采用高壓電纜。

1.2對(duì)系統(tǒng)絕緣的配合要求

為防止雷電波損壞電纜設(shè)施，一般從2方面采取保護(hù)措施：一是使用避雷器，限制來(lái)波的幅值；二是在距電纜設(shè)施適當(dāng)?shù)木嚯x內(nèi)，裝設(shè)可靠的進(jìn)線保護(hù)段，利用導(dǎo)線高幅值入侵波所產(chǎn)生的沖擊電暈，降低入侵波的陡度和幅值，利用導(dǎo)線自身的波阻抗限制流過(guò)避雷器的沖擊電流幅值。

1.2.1對(duì)避雷線的配置要求。

對(duì)于電纜進(jìn)線段方式，與電纜線路相連的架空線路，如果與高壓電纜相連的66kV及以上變電所為組合電器GIS變電所，則架空線路應(yīng)架設(shè)2km避雷線；如果與高壓電纜相連的35kV及以上變電所為敞開(kāi)式配電裝置的變電所，則架空線路應(yīng)架設(shè)1km避雷線。這是高壓電纜設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的外部條件。因此，在電纜的設(shè)計(jì)中，必須按照絕緣配合的要求，在架空線路上架設(shè)滿足長(zhǎng)度要求的避雷線。尤其對(duì)于改擴(kuò)建工程，發(fā)現(xiàn)原架空線路未架設(shè)避雷線時(shí)，應(yīng)改造相應(yīng)線路，架設(shè)避雷線。

1.2.2對(duì)避雷器的配置要求。

對(duì)于電纜進(jìn)線段的10～220kV電力電纜線路，電纜線路與架空線相連的一端應(yīng)裝設(shè)避雷器，這一原則在DL/T5221-2005《城市電力電纜線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中被確定下來(lái)。根據(jù)DL/T620-1997《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》，對(duì)于發(fā)電廠、變電所的35kV及以上電纜進(jìn)線段，如電纜長(zhǎng)度不超過(guò)50m或雖超過(guò)50m，但經(jīng)校驗(yàn)，裝設(shè)一組氧化鋅閥式避雷器即能符合保護(hù)要求，可只裝避雷器F1或F2。電纜線路一端與架空線相連，且電纜長(zhǎng)度小于其沖擊特性長(zhǎng)度時(shí)，電纜線路應(yīng)在兩端分別裝設(shè)避雷器。當(dāng)進(jìn)入波電壓與電纜非架空線側(cè)的最大脈沖電壓相等時(shí)，其相應(yīng)的電纜長(zhǎng)度稱為沖擊特性長(zhǎng)度，或稱為脈沖波特性長(zhǎng)度，也稱為臨界長(zhǎng)度。據(jù)此，在長(zhǎng)度小于其沖擊特性長(zhǎng)度的電纜線路中，脈沖波的入射波和反射波的疊加作用，會(huì)使電纜的非架空線一側(cè)的電壓高于進(jìn)入波，因此，不僅架空線側(cè)，也要在電纜線路的非架空線一側(cè)配置避雷器。

2.中高壓電纜的主要技術(shù)特點(diǎn)

高壓電纜的主要設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是載流量，根據(jù)載流量便可確定電纜的截面，從而影響工程的造價(jià)。電纜的載流量確定還影響電纜可靠性，新修訂后的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50217―2007）》在確定載流量的條文中，將舊版（已廢止）“持續(xù)工作電流”改為“100%持續(xù)工作電流”。這一改動(dòng)，雖未涉及原條款各項(xiàng)要求的改變，卻使基本載流量（IR）對(duì)應(yīng)條件明確為100%恒定（即日負(fù)荷率Lf等于1）的持續(xù)特征。也意味著當(dāng)回路負(fù)荷持續(xù)性Lf<1情況下，就不受此限，可另行評(píng)估其容許的載流量（I'R）。如：電纜在埋地敷設(shè)（直埋或穿管埋地的統(tǒng)稱）情況下負(fù)荷特征具有Lf<1的周期性變化持續(xù)性時(shí)，一般成立I'R> IR 。這對(duì)于城網(wǎng)供電電纜埋地敷設(shè)的線路，具有不可忽視的積極意義，因?yàn)槌蔷W(wǎng)供電回路的負(fù)荷多屬公用性，通常Lf=0.7～-0.8，因而其I'R>比IR可增大20%左右。影響電纜可靠性及載流量的因素非常多，其中電纜護(hù)層的接地方式是其中的核心因素。

2.1電纜金屬護(hù)套或屏蔽層接地方式

對(duì)于三芯電纜，應(yīng)在線路兩終端直接接地，如在線路中有中間接頭者，應(yīng)在中間接頭處另加設(shè)接地。而對(duì)于單芯高壓電纜的接地方式則較為復(fù)雜，包括一端接地方式、線路中間一點(diǎn)接地方式、交叉互聯(lián)接地方式及兩端直接接地方式。

2.2電纜金屬護(hù)套或屏蔽層接地方式選擇分析

具有一定長(zhǎng)度的供電電纜線路以直埋或管路敷設(shè)方式時(shí)，沿縱長(zhǎng)每隔適當(dāng)距離需要設(shè)封閉式工作井，城市內(nèi)布置接頭工作井一般比較困難，例如110kV雙回電纜接頭井的長(zhǎng)度約12m，寬約2m布置，難度可想而知。單芯電纜長(zhǎng)度較短時(shí)，優(yōu)先考慮采用一端接地。安裝接地線時(shí)，先將銅屏蔽地線與鎧裝地線連接，再將接地線與主地線連接。一端接地時(shí)，按規(guī)范（GB50217―2007）要求，在交流系統(tǒng)中單芯電纜金屬層正常感應(yīng)電勢(shì)容許最大限值（Esm）不大于300V。采用兩端直接接地方式，需敷設(shè)回流線，同時(shí)，需要經(jīng)過(guò)計(jì)算，以保證兩端直接接地方式的電纜金屬護(hù)套在正常負(fù)荷電流時(shí)必須符合規(guī)范允許值。此外，為方便工程今后的維護(hù)測(cè)試，對(duì)于110kV及以上電纜，其金屬護(hù)套直接接地端一般需經(jīng)接地箱接地。交叉互聯(lián)方式適用于較長(zhǎng)的電纜線路，且將線路全長(zhǎng)均勻地分割成3段或3的倍數(shù)段。使用絕緣接頭把電纜金屬護(hù)套隔離，并使用互聯(lián)導(dǎo)線把金屬護(hù)套連接成開(kāi)口三角形，電纜線路在正常運(yùn)行狀態(tài)下流過(guò)3根單芯電纜金屬護(hù)套的感應(yīng)電流矢量和為零，就能避免電纜負(fù)載能力受流過(guò)金屬護(hù)套的循環(huán)電流引起發(fā)熱的影響。

3.結(jié)語(yǔ)

高壓電纜輸電線路系統(tǒng)應(yīng)用涉及輸、變電兩個(gè)專業(yè)，相關(guān)規(guī)程規(guī)范、技術(shù)條件繁多。這就要求在高壓電纜應(yīng)用的過(guò)程中，對(duì)避雷器、避雷線等主要技術(shù)原則方面給予充分關(guān)注，使高壓電纜系統(tǒng)的設(shè)備配置合理，參數(shù)選擇正確，保證高壓電纜的可靠運(yùn)行。

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