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高压电缆护层过电压保护原理

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高压电缆护层过电压保护原理

发布日期:2017-02-17 00:00 来源:http://www.litarchives.com 点击:

1)限制电缆线路金属护层中的工频感应电压

——在电缆线路正常工作状态时,高压电缆护  层保护器呈现高电阻状态,截断电缆金属护层中的工频感应电流回路 。


2)迅速减小电缆线路金属护层中的工频和冲击过电压 

 ——当电缆线路出现接地故障、雷电过电压或内部过电压导致金属护层中出现很高过电压时,护层保护器呈现出低电阻导通状态,使得故障电流经保护器迅速泻入大地


2、护层保护器的选择

1)可能最大冲击电流作用下的残压, 不得大于电缆护层冲击耐压电压被1. 4 所除数值(计入绝缘配合系数) 。

2)可能最大工频过电压在5s 作用下, 应能耐受, 不击穿或损坏。

3)可能最大冲击电流累积作用20 次后, 保护器不得损坏。


3、护层保护器的性能

常用残工比K 来表示护层保护器的保护性能:


保护器的残工比K 愈小, 则保护性能愈好。


4、护层保护器的定期检验和维护

定期测量电缆护层保护器在1mA时的直流参考电压和0.75倍参考电压时的泄漏电流,特别是在系统故障之后测试。


可通过电缆护层过电压保护器特性参数测试仪进行测试。一、护层保护原理

1、三芯电缆

通常都采用两端金属护层直接接地方式 (35kV以下)。因为在正常运行中,流过三个线芯的电流向量总和为零,在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链,这样,在铝包或金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压,所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层 。

2、单芯电缆

按照经济合理的原则采用不同的接地方式(110kV及以上,部分35kV也采用单芯电缆)。因为单芯电缆的线芯与金属护层的关系,可看作一个单匝变压器。当单芯电缆线芯通过电流时,就会有磁力线交链铝包或金属屏蔽层,使它的两端出现感应电压。感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比,电缆很长时,护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度 

感应电压的大小还与电缆排列方式、距离以及屏蔽层的平均直径有关

电缆等边三角形排列

以对称敷设(正三角形敷设) 时, 电缆金属护套的感应电动势最小且相等

电缆水平等距离排列

平行敷设时, 两边电缆护套上产生的感应电动势最大,中间相最小。

与单芯电缆护层感应电压有关的因素为:

a、电缆线路的长度

b、线芯电流(负荷)

c、电缆的排列方式

d、电缆的中心距离

e、外屏蔽的平均直径

单芯电缆护层感应电压的计算:

也可以通过查护层感应电压曲线得到相应的护层电压值

根据GB50217-2007《电力工程电缆设计规程》的要求:

单芯电缆线路的金属护层上任一点的感应电压不得大于300V

(未采取不能任意接触金属护层的安全措施时,不得大于50 V)

金属护层必须接地,如果两端都直接接地 ——

金属护层将会出现很大的环流,其值可达线芯电流的50%--95%,使金属护层发热,这不仅浪费了大量电能,而且降低了电缆的载流量,并加速了电缆绝缘老化,因此单芯电缆不应两端接地。(仅在个别情况使用,护层<10V或者电缆很短,功率很小的情况下)。

属护套一端接地 ——

当雷击或操作过电压波沿线芯流动时,金属护层不接地端会出现很高的冲击电压;在系统发生短路时,短路电流流经线芯时,护层不接地端也会出现较高的工频感应电压。过电压可能会导致出现多点接地,形成环流 。需特殊接地方式+保护器。

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