高压交联电缆接地系统试验内容及方法

高压交联电缆接地系统试验内容及方法

陈松黄凯沙启伟胡洋江波

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（国网蚌埠供电公司安徽省蚌埠市233000）

摘要：使所有互联箱连接片处于正常工作位置，在每组电缆导体中通以大约100A的三相平衡试验电流。在保持试验电流不变的情况下，测量最靠近交叉互联箱处的金属套电流和对地电压。测量完后将试验电流降至零，切断电源。试验结果符合下述要求则认为交叉互联系统的性能是令人满意的。

关键词：试验项目；试验标准；试验方法

引言：

电力安全规程规定，电气设备非带电的金属外壳都要接地，因此电缆的铝包或金属屏蔽层都要接地。通常35kV及以下电压级的电缆都采用两端接地方式，这是因为这些电缆大多是三芯的。在正常运行中，流过3个线芯的电流总和为零，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。但是当电压超过35kV时，大多数采用单芯电缆，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。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，其值可达线芯电流的50%～95%，形成损耗，使铝包或金属屏蔽层严重发热，所以高压单芯电缆金属护层要通过接地保护箱、交叉互联箱等设备接地，若接地系统的设备安装工艺不良或接线错误，则会造成金属护层发热，这不仅浪费大量电能，而且降低电缆的载流量，加速电缆绝缘老化，情况严重者甚至造成电缆线路重大事故发生，因此，接地系统设备安装质量必须引起足够的重识。

一、电缆接地系统的试验项目和内容

1.接地电阻的测量

接地电阻是接地体到无穷远处土壤的总电阻，它是接地电流经接地体流入大地时，接地体电位和接地电流的比值。为了保证电缆设备和人身安全，按规程规定，电缆层、电缆沟、电缆隧道、电缆工井等电缆线路附属设施的所有金属构件都必须可靠接地。

电缆接地系统接地电阻的测量包括电缆终端的接地电阻、绝缘接头交叉换位处的接地电阻、直通接头的接地电阻、沿线金属支架等的接地电阻测量。

2.交叉互联系统试验

（1）直流耐压试验

直流耐压试验可以检验电缆护套绝缘性能。护套绝缘损坏击穿后，电缆线路将形成两点或多点接地，金属护套上将产生环行电流。因此电缆线路除规定接地的地方以外，其他部位不得有接地的情况。

（2）非线性电阻型护层过电压保护器试验

过电压保护器是电缆在系统故障和遭受雷电冲击时保证电缆及附件安全的重要部件。

（3）交叉互联箱试验

交叉互联箱试验能检验交叉互联箱是否满足设计要求，箱体是否进水，接线是否正确。如果接线不正确或进水，将引起金属护层感应电流过大，威胁电缆线路的安全运行。

（4）交叉换位接线正确性试验

交叉换位接线试验可以检验交叉换位接线是否正确，性能是否能满足要求。

二、电缆接地系统的试验标准

1.接地电阻：接地电阻满足设计要求，设计无规定时，应符合技术规程要求。

2.交叉互联系统试验

（1）直流耐压试验：

1）交接试验：施加直流电压lOkV，加压时间1min，不应击穿。

2）预防试验：施加直流电压5kV，加压时间1min，不应击穿。

（2）非线性电阻型护层过电压保护器的试验：

非线性电阻型护层过电压保护器的试验，除碳化硅电阻片做预防试验外，其他项目的交接和预防性试验标准均相同，包括交叉互联箱。

1）碳化硅电阻片试验：将连接线拆开后，分别对三组电阻片施加产品标准规定的直流电压，测量流过电阻片的电流值。这三组电阻片的直流电流值应在产品标准规定的最小和最大值之间。如试验时的温度不足20℃，测被测电流值应乘以修正系数（120-t）/100（t为电阻片的温度，℃）。

2）氧化锌电阻片试验：对电阻片施加直流参考电流后测量其压降，即直流参考电压，其值应在产品标准规定的范围之内。

3）非线性电阻片及其引线的对地绝缘电阻测量：用1000V绝缘电阻表计测量引线与外壳之间的绝缘电阻，其值不应小于10MΩ。

（3）交叉互联箱试验：

1）接触电阻：互联箱在出厂时，必须对互联箱内的每个连接排的接触点进行接触电阻测量，接触电阻值不得超过20μΩ。

2）闸刀（或连接片）连接位置：本试验在以上交叉互联系统的试验合格后、密封互联接地箱之前进行。连接位置应正确。如发现连接错误而重新连接后，则必须重测闸刀（或连接片）的接触电阻。

（4）交叉换位接线正确性试验。

每一个交叉换位系统都要进行交叉换位接线正确性试验。

三、电缆接地系统的试验方法

1、接地电阻测量

接地电阻测量方法通常用接地电阻测试仪测试，一般有三线法和四线法测试。

（1）三线法：

即采用两个辅助地极，如下图所示。通过公式计算，在中间一根辅助地极在总长的0.62倍时，可基本消除由于地桩电阻引起的误差。

（3）四线法：

这是在三线法基础上的改进法，如下图所示。这种方法可以消除由于辅助地极接地电阻、测试引线及接触电阻引起的误差。

2、交叉互联系统试验方法

（1）直流耐压试验：

直流耐压试验主要包括电缆外护套、绝缘接头外护套与绝缘夹板的直流耐压试验，有如下要求：

1）试验时必须将护层过电压保护器断开。

2）在互联箱中将另一侧的三段电缆金属套都接地，是绝缘接头的绝缘夹板也结合在一起试验，然后在每段电缆金属屏蔽或金属套与地之间施加直流电压。

（2）非线性电阻型护层过电压保护器的试验方法：

1）碳化硅电阻片试验。将连接线拆开后，分别对三组电阻片施加产品标准规定的直流电压后，测量流过电阻片的电流值。

2）氧化锌电阻片试验。对电阻片施加直流参考电流后测量其压降，即直流参考电压。

3）非线性电阻片及其引线的对地绝缘电阻测量。将非线性电阻片的全部引线并联在一起与接地的外壳绝缘后，用1000V绝缘电阻表测量引线与外壳之间的绝缘电阻。

（3）交叉互联箱试验：

1）接触电阻试验。本试验在做完护层过电压保护器的上述试验后进行。将闸刀（或连接片）恢复到正常工作位置后，用双臂电桥测量闸刀（或连接片）的接触电阻。

2）闸刀（或连接片）连接位置试验。本试验在以上交叉互联系统的试验合格后密封互联接地箱之前进行。连接位置应正确。如发现连接错误而重新连接后，则必须重测闸刀（或连接片）的接触电阻。

（4）交叉互联性能检查：

使所有互联箱连接片处于正常工作位置，在每组电缆导体中通以大约100A的三相平衡试验电流。在保持试验电流不变的情况下，测量最靠近交叉互联箱处的金属套电流和对地电压。测量完后将试验电流降至零，切断电源。然后将最靠近交叉互联箱内的连接片重新连接成模拟错误连接的情况，再次将试验电流升至100A，并再测量该交叉互联箱处的金属套电流和对地电压。测量完后将试验电量降至零，切断电源，将该交叉互联箱中的连接片复原至正确的连接位置。最后再将试验电流升至100A，测量电缆线路上所有其他交叉互联箱处的金属套电流和对地电压。试验结果符合下述要求则认为交叉互联系统的性能是令人满意的：

1）在连接片做错误连接时，试验能表明存在异乎寻常大的金属套电流。

2）在连接片正确连接时，将测得的任何一个金属套电流乘以一个系数（它等于电缆的额定电流除以上述试验电流）后所得的电流值不会使电缆额定电流的降低量超过3%。

3）将测得的金属套对地电压乘以上述（2）项中的系数后，其值不超过电缆在负载额定电流时规定的感应电压的最大值。

如现场不具备以上试验条件，也可以采用根据电缆的金属护层交叉互联的接线图，按照线路核相的方法检查电缆金属护层连接的正确性。

参考文献：

[1]朱明华，交联聚乙烯高压电缆故障分析，能源与节能，2012（06）.

[2]周志勇，电力电缆施工安装中应注意的几个问题[J]，中国高新技术企业，2008（04）.

[3]崔从菊，浅谈电缆施工质量通病的消除[J]，内蒙古科技与经济，2009（07）.