下面文章簡單介紹了高壓單芯電纜金屬層的幾種接地方式，通過結合案例分析總結了一些心得體會，闡明了正確選擇接地方式既有利于施工方便，也節省投資費用，并保證電力系統的穩定運行及維護人員的人身安全。

　　關鍵詞：高壓單芯電纜,接地方式,一端直接接地

　　1前言

　　近幾年，國家深入推進供給側結構性改革，部分鋼鐵企業經濟效益越來越好。福建三鋼集團有限公司作為福建省的鋼鐵龍頭企業，在2017年取得了前所未有的非凡業績。集團公司領導居安思危，為了打造基業長青的百年三鋼，實現企業的可持續健康發展，這兩三年投資了很多調結構、補短板的工程項目。隨著這些工程項目用電容量的增大，高壓單芯電纜在工程項目中的應用越來越廣泛。

　　根據電磁感應的原理，當單芯電纜中通過交變的電流時，將會產生交變的磁場，而交變的磁場會在電纜的金屬護套上產生感應電壓。如果金屬護套存在閉合通路，還會產生感應電流。所以在工程項目中應正確選擇高壓單芯電纜金屬層的接地方式，避免產生危害人身安全及電纜正常運行的感應電壓及感應電流。

　　2單芯電纜金屬層接地方式

　　根據GB50217-2007中4.1.10的要求，交流系統單芯電力電纜線路的金屬層上正常感應電勢的最大值應符合下列規定：(1)未采取能有效防止人員任意接觸金屬層的安全措施時，不得大于50V。(2)除上述情況外，不得大于300V。為了滿足上述要求，當線路不長時，應采取在線路一端或中央部位單點直接接地。當線路較長時，單點直接接地方式所產生的感應電勢無法保證安全的要求時，水下電纜、35kV及以下電纜或輸送容量較小的35kV以上電纜，可采取在線路兩端直接接地。除上述情況外的長線路，宜劃分適當的單元，且在每個單元內按3個長度盡可能均等區段，應設置絕緣接頭或實施電纜金屬層的絕緣分隔，以交叉互聯接地。

　　3案例分析

　　3.1兩端直接接地改一端直接接地

　　案例1：2017年新建80MW高爐煤氣高效發電EPC總承包工程，該發電工程并網電源電纜為高壓單芯電力電纜YJV62-26/35Kv-1*630，每相雙拼共6根，每根長度約為780米。電纜金屬層接地方式設計為線路一端直接接地，另外一端不接地設置護層電壓限制器。

　　在電纜敷設完工后組織驗收時發現，不接地的一端施工單位施工時由于疏忽，金屬層接地引出辮子線未采取絕緣措施，接地引出辮子線與高壓柜柜體直接接觸，實際接地方式為線路兩端直接接地。因為該發電工程屬于城市雙修項目，為市政府重點關注的環保項目，為了盡快投入發電，避免焦爐煤氣放散污染城市空氣，因此驗收小組決定先不要整改，電纜金屬層先按兩端直接接地方式來運行。當單芯電力電纜金屬層兩頭直接接地時，由于金屬層存在閉合通路，因此會在金屬屏蔽層上產生感應電流(環流)。

　　在電纜穩定運行后，通過現場直接測量，發現當線路工作電流800A時(線路每相額定電流約1200A，流過單根電纜導體的工作電流約600A)，流過單根單芯電纜金屬層上的感應電流平均約為90A，竟達到線路工作電流的12%左右，這么大的感應電流不僅每年會產生額外巨大的費用損耗，電纜金屬層還會長期發熱，極大降低了載流量并加速主絕緣老化，嚴重影響電纜使用安全。因此，在接下來利用某個停產檢修時，要求施工單位將不接地端的金屬層接地引出辮子線套上絕緣熱縮套，再設置護層電壓限制器，使其接地方式重新變為線路一端直接接地。

　　3.2驗證

　　金屬層上產生的最大感應電勢符合GB50217-2007中4.1.10的要求:Es=L×ESOEs：感應電勢(V);ESO：單位長度的正常感應電勢(V/km);L:電纜金屬層的電氣通路上任一部分與其直接接地的距離(km);由于電纜長度遠大于組成電纜回路的電纜之間的距離，所以可以認為電纜金屬層上產生的感應電壓是均勻分布的。

　　3.3交叉互聯接地方式

　　案例2：2017年新建三鋼優化電網負荷轉移項目：從220kV群工變電站用高壓單芯電力電纜YJV62-26/35Kv-1*630接到其他10kV變電所，長度約2.1km，單芯電纜接地方式設計為交叉互聯。要實現交叉互聯，首先將電纜劃分適當的單元，每個單元按3個長度盡可能均等分段。

　　本工程電纜長度2.1km，所以可以只分1個單元，每個單元按700m均等分段。Ⅰ段A相(A1)通過第一個交叉互聯箱換位至Ⅱ段B相(B2)，在第二個交叉互聯箱再換位至Ⅲ段C相(C3)，因為各大段產生感應電勢、感應電流大小相等，相位相差120°，所以在理想狀況下三相產生的感應電勢、電流矢量和為0。

　　本工程項目高壓單芯電力電纜通過交叉互聯換位后投入使用，經現場實際測量，感應電流約為8A(實際采購時電纜長度未完全均等分段)，電纜額定工作電流約為400A，產生的感應電流為實際工作電流的2%，滿足GB50150附錄F對交叉互聯系統的要求。施工時容易出現接線錯誤。而錯誤的交叉互聯接線將會導致單芯電纜產生更大的感應電勢及感應電流，不但加大了電能損耗，而且降低了供電可靠性。本案例2中雖然電纜長度約2.1km，但是工作電流才400A，實際仍可以采取一端直接接地的方式，其最大感應電勢仍能滿足規范要求。

　　4一些心得體會

　　通過上述2個案例以及鄙人多年來的工程管理經驗，得出以下一些心得體會，不足之處還望指正：

　　(1)最大感應電勢考慮按不大于50V還是按不大于300V非常重要，像案例2中交叉互聯接地改一端直接接地，如果按不大于50V則一端直接接地方式最大感應電勢不滿足規范要求。實際上從鄙人這么多年的工程管理經驗來看，金屬層一般指高壓單芯電纜金屬屏蔽層(鎧裝層一般為非磁性材料，不產生感應電流)，而金屬屏蔽層外面還有內護套、外護套等絕緣層，維護人員基本上不可能任意接觸到，所以可以按不大于300V來考慮。

　　(2)如果按不大于300V來考慮，因為最大感應電勢的大小與電纜長度、導體工作電流及電纜的排列方式有關，結合案例1與案例2可以知道在一般的工礦企業中，單芯電纜的接地方式基本按一端直接接地都可以滿足規范要求。但是如果有雷擊電流、故障短路大電流流過，則不接地一端金屬層會產生感應過電壓，可能會損害護層絕緣，因此建議不接地一端考慮都設置護層電壓限制器。

　　(3)實際上大的單芯電纜如截面積為630mm2，一般電纜廠家最大單盤長度只能做到一盤800m，所以超過800m線路都要做中間電纜頭。因此為了維護人員更加安全，單芯電纜長度過長有做中間電纜頭的，金屬層一端直接接地方式可以采取中央部位單點直接接地(中點接地方式也可采用在線路中間點安裝一個絕緣接頭，絕緣接頭將電纜金屬屏蔽層斷開，金屬屏蔽層兩端分別通過護層保護器接地，兩電纜終端金屬屏蔽層直接接地)，這樣計算電纜長度L(電纜金屬層的電氣通路上任一部分與其直接接地的距離)變小，最大感應電勢也變更小。

　　(4)如果嚴格按不大于50V來要求最大感應電勢，通過案例1可以知道，不同的排列方式可以減小最大感應電勢，因此在施工過程中盡可能按減小感應電勢來排列電纜，比如按品字形來敷設。但是單芯電纜如果是沿通廊中的橋架敷設，品字形排列會加大對橋架高度的要求，往往使整個電纜通廊加高，會增加整個項目投資費用，所以有時也要綜合考慮多方因素，靈活應用。

　　(5)GB50217中4.1.10中講到當線路較長時，單點直接接地方式所產生的感應電勢無法保證安全的要求時，35kV電纜可采取在線路兩端直接接地，但是從案例1中可以知道若采取在線路兩端直接接地，金屬層上的感應電流過大，不利于電纜穩定運行，因此建議采取交叉互聯接地，但交叉互聯系統較為復雜，因此在施工過程中要確保接線正確，施工完可以按GB50150附錄F中的試驗方法來驗證系統的正確性。

　　5結語

　　交流系統中高壓單芯電纜的接地方式有多種，通過計算最大感應電勢，正確選擇接地方式，不僅有利于施工方便，更能節省投資費用，確保電纜安全穩定運行。

　　參考文獻：

　　[1]林智雄高壓單芯電力電纜交叉互聯接地系統的缺陷和檢測2014，(9)

　　[2]周明35kV單芯電纜金屬屏蔽層感應電壓計算及接地處理方案2011，(5)

　　[3]GB50217-2007電力工程電纜設計規范

　　電力方向期刊推薦：電線電纜是線纜行業主要的學術性刊物，供電線電纜科研、設計、制造及使用部門的廣大科技人員及大專院校師生學術交流與參考。