高压单芯电缆金属护套感应电压计算及其保护方式CalculationonInductionVoltageofMetalJacketonHigh2voltageandSingle2coreCableanditsProtec欧景茹(长春供电公司,吉林长春130051)摘要:对高压单芯电缆在运行时护套产生的感应电动势进行了计算,为确保电缆的安全运行采取了护套的一端接地与交叉换位方式,降低了高压单芯电缆护套感应电动势,效果良好。关键词:电力电缆;金属护套;感应电动势;交叉换位文章编号:100925306(2001)0320014203中图分类号:TM247文献标识码:B目前,长春供电公司现有高压66kV单芯电力式《(电力设备安装规程》中规定),因此,电缆的金属护套可以看做同心地套在线芯周围,且其薄壁呈圆柱体,由于其壁厚远比其直径小得多(∃νDs),因此电缆线路10条,其中有已经运行了13a的北菊甲、乙线和运行了11a的长心甲、乙线,1995年建成的西达甲、乙线,及1999～2000年新建线路西建甲、乙线与热白甲、乙线。现结合实际情况,对电缆金属护套所产生的感应电压进行估算,以确定电缆是采用一端接地还是交叉互联的方式,来保证电缆护套感应电压满足电力设备安装规程要求。本文在计算护套感应电压时所采用的是电缆额定载流量,而电缆运行时的实际载流量是其额定值的80%,因此我们金属护套产生的感应电动势计算1图1单相回路磁场设电流为ia,则在A电缆护套上,距离A电缆当单芯电缆线芯流过交变电流时,交变电流的周围必然产生交变的磁场,形成与电缆回路相交链的磁通,也必然与电缆的金属护套相交链,因此,在金属护套上将会产生感应电动势。由于电缆长度远大于组成电缆回路的电缆之间的距离(LµS),我们可以认为电缆金属护套上产生的感应电动势是均匀分布的,这样就可以计算单位长度金属护套上的感应电动势。111单相回路电缆护套上的感应电动势目前,单芯电缆金属护套都是采用接地保护方中心x处的磁通Hx=iaƒ(2Πx)。设介质磁导率为Λ,则相应磁感应强度Bx=Λiaƒ(2Πx)。穿过宽dx,长度为1m的矩形面的磁通量dΥx=Bxdx=Λiaƒ(2Πx)]dx,这部分磁通是与全部护套相链,所以圆磁通d7x=dΥx·1=Λiaƒ(2Πx)因此A电缆电流产生的磁通与A电缆自己护套交链的磁链7AA,在x=Dsƒ2到x=Daƒ2范围内应表示为:Dƒ2a7AA=∫D(Λiaƒ2Πx)dx=(Λibƒ2Π)ln(DaƒDs)sB电缆电流产生的磁通,也会与A电缆护套交=-jicx。感应电动势的有效值|Usa|=|Usb|=|Usc|2Ξi×链,从图1可见,距B电缆芯为S的A电缆护套与之交链的磁通,计算从x=S磁通应表示为:到x=Dbƒ2范围内的ln(2SƒDs)×10-7Vƒm11212以平行直线敷设按平行直线敷设(见图2b)时有S1=S2=S,S3=2S,则xa=xc=2Ξln(2SƒDs)×10-78ƒm,x1=x2=2Ξln2×10-78ƒm。Dbƒ27BA=∫S(Λibƒ2Πxdx=Λibƒ2ΠlnDb)()()与A电缆护套相链的磁链则有7A=7AA+7BB,当Da≈Db→∞时,且iA=-iB=i时,则A电缆护套全部磁链7A=7AA+7BA=(Λiƒ2Π)ln(2SƒDs),则单位长度上电缆护套自感L=7Aƒi=Usa=ib〔3(xa+x1)+j(xa-x1)〕ƒ2Usb=-jibx12Π)ln(2SƒDs),单相电缆回路A电动势Us=-jΞLi电缆护套上的感应Usa=-ib〔-3(xa+x1)+j(xa-x1)〕ƒ2112三相回路电缆护套上的感应电动势单相电缆回路中电缆护套上相链的磁通的关系式可改写为:7A=(Λiƒ2Π)ln(2SƒDs)=(Λiƒ2Π)ln(2ƒDs)-(Λiƒ2Π)ln(1ƒS)=LAAi-MBAi式中Λ可近似为空气中的Λ0=4Π×10-7Hƒm,则LAA=(Λƒ2Π)ln(2ƒDs)=2ln(2ƒDs)×10-7x22|Usa|=|Usc|=a+xdx1+x1I+ic=0,故可视为:A相电缆同B相电缆构成一回路,电流为ib;又与C相电缆构成一回路,电流为ic。与A电缆护套相链的磁通的关系式为:7a=Laaib-Mbaib+Laaic-Mcaic=Laa(ib+Mbaib-Mcaic=-Laaia-Mbaib-Mcaic令Lsa=-(Laaia+Mbaib+Mcaic)ƒia则7a=Lsaiaic)-图2三相回路电缆敷设形式各相单位长度感应电动势有效值|Usb|=Ixa由上述计算可知,单芯电缆金属护套产生的感应电动势,在三相回路系统中,在三相平衡负载情况下直线敷设时,两边电缆护套上产生的感应电动势最大;以对称敷设(正三角形敷设)时,电缆金属护套上的感应电动势最小且相等。设A、B相电缆间距为S1,B、C相间距为S2,A、C相间距为S3,则三相电缆回路中电缆护套上的感应电动势为:Usa=-jΞLaia=-jΞ(Laaia+Mbaib+Mcaic)=-jΞ[(Laa-Mba)ia+(Mca-Mba)ic=-jiaxa+jicx12金属...