第18章 接地电流检测技术 - 图文

上压板 细铁棒 放电点 图12 铁心一点接地等效电路图

取下细铁棒后，测试铁心绝缘电阻，恢复正常。由此判断，铁心接地电流异常增大、色谱异常的原因皆由此引起。重新投运后测量铁心接地电流数值为0.9mA，无异常，铁心多点接地故障消除。

第二节 电缆护层接地电流检测技术

一、 电缆护层接地电流检测概述

电力电缆作为电力系统的主要传输设备，其运行状态直接影响系统的安全性。为了抑制电缆金属护层中的感应电压，电缆护层必须接地。但如果接地方式不正确，电缆外护套发生破损，或者电缆屏蔽层发生断裂破损时，电缆护层接地电流都会发生变化，将对电缆输电线路带来两大主要危害：其一是大大降低电缆输送电力的能力(约三分之一左右)，其二是引起金属护套发热使主绝缘降低，缩短电缆的正常运行寿命。因此，通过对电缆护层接地电流的带电检测或在线监测

可以发现安装过程中接地方式的错误、交叉互联系统中接线的错误，发现电缆护层多点接地、屏蔽层断裂等缺陷。电缆金属护层接地电流测试作为电缆状态检修的重要检测项目之一，具有重要意义。

国家电网公司状态检修试验规程将电缆护层接地电流带电检测作为电缆的日常巡检项目之一，在国网公司系统内已经实际开展多年。实践证明，电缆护层接地电流检测是检查电缆接地系统是否正常的有效手段。目前一般采用便携式大口径钳形电流表对电缆护层电流进行带电测试，也有部分单位研究并安装在线监测装置开展电缆护层接地电流的持续在线监测。

二、 电缆护层接地电流检测基本原理 2.1电力电缆接地基本知识

电力安全规程规定，电气设备非带电的金属外壳都要接地，因此对于目前常用的交联聚乙烯电缆（后面简称XLPE电缆）的铝包或金属屏蔽层都要接地。通常，35kV及以下电压等级的电缆大多数是三心电缆，一般都采用两端接地方式，这是因为这些电缆在正常运行中，流过三个线心的电流总和为零，在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链，因此在铝包或金属屏蔽层两端基本上没有感应电压，采用两端接地方式不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。

电压超过35kV的电缆大多数采用单心结构，单心电缆的线心与金属屏蔽的关系，可看作一个变压器的初级绕组。当单心电缆线心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，护层上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度，在线路发生短路故障，遭受操作误差电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿外护套绝缘。此时如果仍将铝包或金属屏蔽层两端三相互联接地，则铝包或金属屏蔽层将会出现很大的环流，其值可达线心电流的50-95%，形成较大损耗，并且使铝包或金属屏蔽层发热，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，因此单心电缆一般不采用两端接地。

目前，电缆常见的接地方式主要有三种，即单端接地、双端接地和交叉互联接地。

（1）单端接地方式

单端接地方式如图13所示，主要适用于短距离无中间接头不分段单心电缆线路。单端接地通过一端直接接地，另一端接保护器接地的方式，使电缆护层的接地电流不形成回路而得到限制。但对于长距离输电线路，接保护器接地的一侧会感应出较大的电压，有可能引起连接处金属护层外部绝缘的破坏，从而通过大地形成回路。

图13 电缆单端接地

（2）双端接地方式

双端接地方式如图14所示，由于电缆护层两端均直接接地，电

缆护层与大地形成完整回路，这种方法使电缆金属护层上感应电压近似为零，但是电缆护层上始终有接地电流流过，会引起电缆护层的发热，产生附加损耗，甚至破坏电缆外部绝缘，缩短电缆使用寿命。

图14 电缆双端接地

（3）交叉互联接地方式

目前，国内外的单心高压电力电缆大部分采用图15所示的三段式交叉互联接地方式。交叉互联接地即将三段电缆线路三相单心电缆金属护层经同轴电缆、交叉互联箱进行交叉换位连接。由于三相电缆护层上的感应电压相位相差120°且大小近似相等，通过三相电缆护层的串联即可使三段的感应电压相互中和，从而总的感应电压控制在合理范围之内。因此较单端接地和双端接地方式而言，交叉互联接地方式可以有效地减小和抑制护层接地电流，减小电缆的附加损耗，增加电缆的使用寿命。但是交叉互联接地方式接线比较复杂，因此现在多用于中长距离输电电缆接地。