回流電纜對(duì)高壓電纜線(xiàn)路保護(hù)

1、概述：在高壓電纜線(xiàn)路設(shè)備當(dāng)中，由于中間頭制作工藝不符合要求，質(zhì)量不過(guò)關(guān)，導(dǎo)致中間頭嚴(yán)重?fù)舸┦鹿蕰r(shí)常發(fā)生，同時(shí)，高壓電纜的銅屏蔽、鎧裝、護(hù)套被盜故障嚴(yán)重等原因也增加了發(fā)生危險(xiǎn)事故的幾率，為了降低因過(guò)強(qiáng)電磁場(chǎng)而造成的電流擊穿事故，常常會(huì)在線(xiàn)路中加裝回流線(xiàn)，抵消部分生的磁通，從而起到保護(hù)電纜線(xiàn)路的作用。

2、高壓電纜線(xiàn)路中的電場(chǎng)情況：高壓電纜線(xiàn)路中的電場(chǎng)指的是線(xiàn)路當(dāng)中強(qiáng)烈的電流通過(guò)電纜而產(chǎn)生的能量電場(chǎng)。盡管線(xiàn)路設(shè)備當(dāng)中有一定的改善電場(chǎng)的設(shè)施，但由于種種原因，這些設(shè)施難以發(fā)揮效果，在高壓電纜線(xiàn)路運(yùn)作過(guò)程當(dāng)中，需要研究電場(chǎng)的分布情況和線(xiàn)路的架構(gòu)系統(tǒng)，探索更好的解決方案和措施。

2.1 電場(chǎng)分布情況

　　高壓電纜的截面包括金屬導(dǎo)體、絕緣層、屏蔽層、外護(hù)層、墊層等，大量電纜成組敷設(shè)時(shí)，由于相互間的加熱作用，降低了電纜的載流量。一方面，大截面電纜會(huì)因?yàn)榧w效應(yīng)和鄰近效應(yīng)使得單位截面的載流量減少，規(guī)格大的電纜有時(shí)候需要考慮用兩根或多根較小規(guī)格的并聯(lián)電纜來(lái)代替。另一方面，大截面電纜的表面積對(duì)橫截面積的比值減小使得大電纜散熱能力差。若多根電纜并聯(lián)使用時(shí)，應(yīng)考慮各個(gè)電纜的相對(duì)位置，以降低電纜載流量的不均勻分布效應(yīng)。

　　形成磁通和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在金屬層損耗的影響下，電壓不平衡引起護(hù)，不僅導(dǎo)致大量的電能損耗，也會(huì)引起設(shè)備故障，從而造成安全事故。

2.2 電纜設(shè)備存在問(wèn)題

　　在各種因素的作用下，電路設(shè)備當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生各種各樣的問(wèn)題，增加了能量的消耗和設(shè)備的損耗，也容易引發(fā)各種意外事故的發(fā)生。

    當(dāng)電纜設(shè)備負(fù)荷過(guò)大、設(shè)備線(xiàn)路過(guò)長(zhǎng)，會(huì)造成電場(chǎng)過(guò)強(qiáng)，從而造成擊穿，對(duì)設(shè)備本身的周?chē)鷧^(qū)域造成潛在的安全隱患;由于高壓電纜設(shè)備硬件設(shè)施當(dāng)中有不少的金屬構(gòu)件和電纜線(xiàn)，地處偏遠(yuǎn)地段的設(shè)備容易被盜竊和惡意損壞，缺乏屏蔽和保護(hù)的線(xiàn)路加大了危險(xiǎn)和意外事故發(fā)生的概率;高壓電纜設(shè)備當(dāng)中的電纜頭、中間頭等設(shè)備施工工藝復(fù)雜，若施工程序不當(dāng)、質(zhì)量不合格，也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備因瞬間電流過(guò)強(qiáng)而被擊穿，從而造成意外事故的發(fā)生;由于部分電力企業(yè)管理不善，未能及時(shí)巡查和檢修，導(dǎo)致電纜電線(xiàn)擊穿事故不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，釀成嚴(yán)重后果。

3、回流線(xiàn)功能簡(jiǎn)介

　　為了降低高壓電纜線(xiàn)路因人為或是客觀的因素造成的損壞和意外事故的發(fā)生，技術(shù)人員一般采用加裝的方式降低意外事故的發(fā)生，起到保護(hù)設(shè)備和節(jié)能降損的目的。

　　為保護(hù)電纜線(xiàn)路，在金屬護(hù)套一端接地的電纜線(xiàn)路中，需要安裝一條兩端接地、沿電纜線(xiàn)路平行敷設(shè)的導(dǎo)體，可以在發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地短路電流通過(guò)回流線(xiàn)流回系統(tǒng)中心點(diǎn)，使得磁通抵消了一部分電纜導(dǎo)線(xiàn)接地電流所產(chǎn)生的磁通，從而降低短路故障時(shí)護(hù)套的感應(yīng)電壓。

　　電纜金屬護(hù)套采用交叉互聯(lián)方式，可以將金屬護(hù)套上的互感應(yīng)電壓限制在規(guī)定的50V以?xún)?nèi)。當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地電流不通過(guò)大地，此時(shí)金屬護(hù)套相當(dāng)于回流線(xiàn)，每根護(hù)套上將通過(guò)1/3的接地電流，每小段護(hù)套上的對(duì)地電壓相當(dāng)于一端接地線(xiàn)路裝設(shè)回線(xiàn)的1/3，同時(shí)，電纜線(xiàn)路鄰近的輔助電纜的感應(yīng)電壓也較小，因此，交叉互聯(lián)的電纜線(xiàn)路不必再設(shè)回流線(xiàn)。目前，采用電纜供電的較長(zhǎng)線(xiàn)路大多采用這種接線(xiàn)方式。

3.1 回流線(xiàn)原理

　　圖1 回流線(xiàn)布置方式

　　如圖1所示，回流線(xiàn)可以在高壓電纜運(yùn)行產(chǎn)生故障時(shí)，通過(guò)回流的方式對(duì)保護(hù)層電壓進(jìn)行限制，降低護(hù)層損耗，保持護(hù)層的連續(xù)性。

　　回流線(xiàn)可以通過(guò)互聯(lián)接地、補(bǔ)償電感等方式，采用平行布置或者是三七開(kāi)布置等方式，合理安排回流線(xiàn)的布置位置，盡可能減低能量損耗。

　　由于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和線(xiàn)芯電流大小、電纜長(zhǎng)度密切相關(guān)，因此工作人員會(huì)盡可能地降低電纜長(zhǎng)度，或者是采用特制接頭盒連接電纜線(xiàn)芯，合理測(cè)算合適的設(shè)備配置，從而規(guī)劃設(shè)計(jì)出的回流線(xiàn)布置布局。

3.2 回流線(xiàn)的作用

　　當(dāng)高壓電纜線(xiàn)路遭遇故障時(shí)，短路電流通過(guò)大地回流，*的護(hù)層感應(yīng)電壓便會(huì)對(duì)線(xiàn)路設(shè)備造成局部擊穿事故，造成財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。通過(guò)布置回流線(xiàn)，能夠引導(dǎo)回路電流經(jīng)回流線(xiàn)順利返回。

　　回流線(xiàn)的設(shè)置能夠疏導(dǎo)強(qiáng)大的電壓，起到阻隔和保護(hù)作用，并降低護(hù)層終端感應(yīng)電壓，減少環(huán)護(hù)層流，提高電纜的使用壽命。

3.3 回流線(xiàn)的使用

　　回流線(xiàn)的布置和使用非常講究，施工技術(shù)復(fù)雜，有許多地方要注意，下面我們將著重研究回流線(xiàn)的使用和注意事項(xiàng)。

3.3.1 回流線(xiàn)的選型和使用要求根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定執(zhí)行，如《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》等，在回流線(xiàn)的選用上，若某處高壓電纜線(xiàn)路工頻或沖擊感應(yīng)電壓超過(guò)電纜護(hù)層絕緣的耐受強(qiáng)度時(shí)，則需要控制電纜鄰近弱電線(xiàn)路的電氣干擾強(qiáng)度。

3.3.2 選用回流線(xiàn)時(shí)，可以分析其阻抗、兩端的接地電阻是否與大零序電流和回流線(xiàn)上感應(yīng)電壓值的范圍相匹配，排列配置回流線(xiàn)，要盡量控制電纜正常工作時(shí)在回流線(xiàn)產(chǎn)生的損耗;設(shè)定接地回流線(xiàn)的截面時(shí)，要參考熱穩(wěn)定值等賦值，保證在電纜發(fā)生暫態(tài)過(guò)程或者故障時(shí)能夠正常通過(guò)感應(yīng)電流。

3.3.3 接地回流線(xiàn)需要設(shè)置絕緣層和防護(hù)層，防止被腐蝕而失去效用。在材料的選擇上要求好，也要保證材料的質(zhì)量和施工工藝的正確嚴(yán)謹(jǐn)。

3.3.4 敷設(shè)回流線(xiàn)可以使用平行布置或是三七開(kāi)布置法(即1.7s、0.3s、0.7s分布法)，由于三七開(kāi)布置法較容易避免產(chǎn)生感應(yīng)電壓，也能夠更好地降低能量損耗。

　　3.3.5 回流線(xiàn)的接地方案包括了兩端分別互聯(lián)接地、交叉互聯(lián)接地、單端互聯(lián)接地三種主要形式，各有千秋。

端互聯(lián)接地法適用于較短的電纜線(xiàn)路，方法簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，但不能滿(mǎn)足復(fù)雜的線(xiàn)路設(shè)備要求;交叉互聯(lián)接地的原理是將護(hù)層分為若干小段并互相連接，通過(guò)換位而達(dá)到平衡，從而消除感應(yīng)電壓，適用于長(zhǎng)電纜線(xiàn)路，需要很高的空間布置施工工藝;單端互聯(lián)接地法取消了一個(gè)端口的直接接地點(diǎn)，變化形式很多，操作靈活。