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【摘要】本文总结了单芯电缆金属护套接地方式及其各自特点，结合一起因电缆金属护套接地系统安装有误而导致一条10kV母联电缆金属护套环流过大的事故，介绍了一种在金属护套环流较大时，电缆线路不停电的条件下，电缆接地系统带电消缺方法，供电缆安装施工、线路检修人员参考。
【关键词】单芯电缆金属护层 环流带电消缺
中图分类号：TM246文献标识码： A
1单芯电缆接地方式及其特点
对于三芯统包电缆，三根导线及其绝缘均处于同一个金属护层内，且分布对称，当三相电流平衡时，三相合成电流为零，合成磁通也为零。此时，金属护层上不会产生感应电压，只有在非对称短路时，破坏了三相电流的对称性，合成磁通不再等于零，金属护层上才有不感应电压产生。为此，该类电缆可以采用金属护套两端直接接地的方式来保证线路在发生过电压和接地故障时电缆外护套不被击穿。而对于单芯电缆，当金属护套两端直接接地后，由于正常的运行情况下在护套中也存在较大的感应电压，这将在金属护套中产生以大地为回路的循环电流，该电流的大小与线芯的负荷电流基本上为同一数量级，强大的电流将使电缆发热，降低电缆的载流量，加快電缆绝缘老化，降低电缆使用寿命。为此，高压单芯电缆在线路长度较长、输送容量较大时金属护层只能有一端直接接地。
但是，电缆金属护套使用一端接地方式时，由于金属护层有一端不接地，当雷电流或过电压波沿线芯流动时，电缆金属护层不接地端会感应出很高的冲击电压；在系统发生短路时，短路电流流经线芯时，电缆护层不接地端也会出现较高的工频感应电压，在高压电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的作用而损坏时，将导致出现多点接地，形成环流。为了在不产生环流的情况下保护外护套绝缘在发生短路故障和过电压情况时不被击穿，当电缆长度在500m以内时，目前一般采取金属护套一端直接接地,另一端经保护器（一般采用氧化锌保护器）接地的方式。在该中方式下，由于电缆金属护层只有一端接地，另一端通过保护器与地绝缘，在正常运行时，在金属护套与大地之间没有形成回路，不会产生环流。当线路发生过电压或短路故障时，在电缆金属护套上产生很高的电压，超过保护器限值，保护器导通，在电缆金属护层和大地之间形成回路，电缆金属护套上感应电压迅速降低，保护电缆外护套绝缘不被击穿。过电压或短路故障过后，金属护套感应电压减小，氧化锌保护器恢复绝缘，电缆金属护套与大地间形成的回路断开，接地系统恢复到故障以前的状态。在该中接地方式下，在接线正确的条件下，一般只有在电缆外护套绝缘存在严重缺陷，才会在电缆金属护层上产生较大的环流。
2缺陷情况分析及处理
某35kV变电所新敷设了一条10kV主变双拼电缆从主变侧到临时开关柜并进行做头，试验，搭头工作。电缆单相长度80m。该电缆进行试验合格后投入运行。投运之后，运行人员巡查时发现10kV主变电缆两侧终端金属护层接地连接处发热，红外线测温仪显示温度有65℃，使用钳形电流表对各相电缆金属护套环流进行测量，测得电流值分别为A相=210A 、B相=195A、 C相=201A，电缆金属护层环流大大地超出了要求的标准。初步认定是电缆金属护层环流过大而导致的金属护层接地连接处温度升高。
发现电缆接地系统缺陷时正是用电高峰期，且变电所10kV电缆已切隔至临时柜，如果要停电处理缺陷务必影响很多用户用电，带来重大的社会影响。检查电缆线路表面及核对接地系统发现，电缆外护套表面完好，而电缆金属护套两端都采用了直接接地方式，经以上分析，电缆金属护套环流过大的原因可以肯定是由于电缆金属护套两端直接接地引起的，只要将接地方式变更，就能解决环流过大的问题。由于本次故障中只由一段电缆，长度为80米，电缆接地系统只能变更为单端接地方式，即电缆金属护套一端接地，另一端经护层保护器接地。变更接地方式，意味着需将原来的电缆金属护套接地线拆除后再加装一组保护器。但由于金属护层环流较大，在剪断或拆除原电缆接地线时，存在较大安全风险，危及检修人员人身安全。
经过现场多次讨论，决定使用一台真空断路器在原电缆金属护层接地线上构建一个分流回路对电缆金属护层电流进行分流。方案讨论通过后，检修人员首先将断路器可靠接地，合上开关，使断路器处于闭合状态。然后使用110kV接地线将断路器与电电缆金属护层连接，这样就在断路器和电缆金属护层接地线（铜编线）之间形成一个与接地线并联回路，由于铜编线截面小于110kV接地线，而接地电阻相同，断路器回路总接地电阻小于原电缆金属护层接地线回路的总接地电阻，大部分电流从断路器回路流入大地，起到了减小电缆接地线上电流的作用。接线完成后使用钳形电流表分别对110kV接地线，金属护层接地线测量。110kV接地线上的电流值为180A，金属护层接地线上的电流值为20A，说明原金属护层地线上的电流已有大部分经过断路器，断路器起到了分流作用。
接地线上电流减小以后，检修人员使用绝缘带接地的卡钳将金属护层接地线剪断，然后将断路器断开，再使用用钳形电流表测量电缆护层接地线上的电流，电流表显示电流为零，这再次说明电缆外护套不存明显缺陷，环流过大是由于电缆两端电缆金属护套接线错误导致的。由于电缆另一端可靠接地，电缆线路较短，电缆金属护层上的感应电压应较小，使用电压表测量电缆金属护层上的感应电压，电压在标准规定范围内，使用绝缘工具将保护器与剪断的接地线连后接再将接地线与金属护层连接，完成检修工作，母联电缆恢复正常运行。
3结束语
由于电缆金属护层电阻，接地电阻较小、特别是变电所内，即使电缆较短，护套上的感应电压不大时也会在金属护层上产生较大的环流。使用断路器在电缆接地线上构建一个分流回路，然后对单芯电缆金属护套接地系统进行消缺工作，该种方法接线简单，操作方便，从理论上和实践上都证明是一种可行的方法。
【关键词】单芯电缆金属护层 环流带电消缺
中图分类号：TM246文献标识码： A
1单芯电缆接地方式及其特点
对于三芯统包电缆，三根导线及其绝缘均处于同一个金属护层内，且分布对称，当三相电流平衡时，三相合成电流为零，合成磁通也为零。此时，金属护层上不会产生感应电压，只有在非对称短路时，破坏了三相电流的对称性，合成磁通不再等于零，金属护层上才有不感应电压产生。为此，该类电缆可以采用金属护套两端直接接地的方式来保证线路在发生过电压和接地故障时电缆外护套不被击穿。而对于单芯电缆，当金属护套两端直接接地后，由于正常的运行情况下在护套中也存在较大的感应电压，这将在金属护套中产生以大地为回路的循环电流，该电流的大小与线芯的负荷电流基本上为同一数量级，强大的电流将使电缆发热，降低电缆的载流量，加快電缆绝缘老化，降低电缆使用寿命。为此，高压单芯电缆在线路长度较长、输送容量较大时金属护层只能有一端直接接地。
但是，电缆金属护套使用一端接地方式时，由于金属护层有一端不接地，当雷电流或过电压波沿线芯流动时，电缆金属护层不接地端会感应出很高的冲击电压；在系统发生短路时，短路电流流经线芯时，电缆护层不接地端也会出现较高的工频感应电压，在高压电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的作用而损坏时，将导致出现多点接地，形成环流。为了在不产生环流的情况下保护外护套绝缘在发生短路故障和过电压情况时不被击穿，当电缆长度在500m以内时，目前一般采取金属护套一端直接接地,另一端经保护器（一般采用氧化锌保护器）接地的方式。在该中方式下，由于电缆金属护层只有一端接地，另一端通过保护器与地绝缘，在正常运行时，在金属护套与大地之间没有形成回路，不会产生环流。当线路发生过电压或短路故障时，在电缆金属护套上产生很高的电压，超过保护器限值，保护器导通，在电缆金属护层和大地之间形成回路，电缆金属护套上感应电压迅速降低，保护电缆外护套绝缘不被击穿。过电压或短路故障过后，金属护套感应电压减小，氧化锌保护器恢复绝缘，电缆金属护套与大地间形成的回路断开，接地系统恢复到故障以前的状态。在该中接地方式下，在接线正确的条件下，一般只有在电缆外护套绝缘存在严重缺陷，才会在电缆金属护层上产生较大的环流。
2缺陷情况分析及处理
某35kV变电所新敷设了一条10kV主变双拼电缆从主变侧到临时开关柜并进行做头，试验，搭头工作。电缆单相长度80m。该电缆进行试验合格后投入运行。投运之后，运行人员巡查时发现10kV主变电缆两侧终端金属护层接地连接处发热，红外线测温仪显示温度有65℃，使用钳形电流表对各相电缆金属护套环流进行测量，测得电流值分别为A相=210A 、B相=195A、 C相=201A，电缆金属护层环流大大地超出了要求的标准。初步认定是电缆金属护层环流过大而导致的金属护层接地连接处温度升高。
发现电缆接地系统缺陷时正是用电高峰期，且变电所10kV电缆已切隔至临时柜，如果要停电处理缺陷务必影响很多用户用电，带来重大的社会影响。检查电缆线路表面及核对接地系统发现，电缆外护套表面完好，而电缆金属护套两端都采用了直接接地方式，经以上分析，电缆金属护套环流过大的原因可以肯定是由于电缆金属护套两端直接接地引起的，只要将接地方式变更，就能解决环流过大的问题。由于本次故障中只由一段电缆，长度为80米，电缆接地系统只能变更为单端接地方式，即电缆金属护套一端接地，另一端经护层保护器接地。变更接地方式，意味着需将原来的电缆金属护套接地线拆除后再加装一组保护器。但由于金属护层环流较大，在剪断或拆除原电缆接地线时，存在较大安全风险，危及检修人员人身安全。
经过现场多次讨论，决定使用一台真空断路器在原电缆金属护层接地线上构建一个分流回路对电缆金属护层电流进行分流。方案讨论通过后，检修人员首先将断路器可靠接地，合上开关，使断路器处于闭合状态。然后使用110kV接地线将断路器与电电缆金属护层连接，这样就在断路器和电缆金属护层接地线（铜编线）之间形成一个与接地线并联回路，由于铜编线截面小于110kV接地线，而接地电阻相同，断路器回路总接地电阻小于原电缆金属护层接地线回路的总接地电阻，大部分电流从断路器回路流入大地，起到了减小电缆接地线上电流的作用。接线完成后使用钳形电流表分别对110kV接地线，金属护层接地线测量。110kV接地线上的电流值为180A，金属护层接地线上的电流值为20A，说明原金属护层地线上的电流已有大部分经过断路器，断路器起到了分流作用。
接地线上电流减小以后，检修人员使用绝缘带接地的卡钳将金属护层接地线剪断，然后将断路器断开，再使用用钳形电流表测量电缆护层接地线上的电流，电流表显示电流为零，这再次说明电缆外护套不存明显缺陷，环流过大是由于电缆两端电缆金属护套接线错误导致的。由于电缆另一端可靠接地，电缆线路较短，电缆金属护层上的感应电压应较小，使用电压表测量电缆金属护层上的感应电压，电压在标准规定范围内，使用绝缘工具将保护器与剪断的接地线连后接再将接地线与金属护层连接，完成检修工作，母联电缆恢复正常运行。
3结束语
由于电缆金属护层电阻，接地电阻较小、特别是变电所内，即使电缆较短，护套上的感应电压不大时也会在金属护层上产生较大的环流。使用断路器在电缆接地线上构建一个分流回路，然后对单芯电缆金属护套接地系统进行消缺工作，该种方法接线简单，操作方便，从理论上和实践上都证明是一种可行的方法。