﻿ 110 kV电缆接头接地线带电修复装置研究

# 110 kV电缆接头接地线带电修复装置研究Research on Repair with Electricity Technology of 110 kV Cable Joint Ground Wires

Abstract: In recent years, cable joint grounding wires were stolen in many parts of China, resulting in cable joint damage, external jacket burned and serious casualties. What’s more, further economic losses will be caused due to power cut during repair. To solve this problem, this paper establishes COMSOL and ATP-EMTP simulation model for metal sheath suspension potential calculation of 110 kV power cable when the joint grounding wire is stolen, and floating potentials are calculated under different accidents conditions. Based on the simulation results, a temporary grounding system in repair with electricity is developed, including the grounding joint puncture device, arc extinguishing device and pressure measuring device. Some experiments are carried out to verify the validity of the temporary grounding system in repair with electricity.

1. 引言

2. 理论分析

2.1. 电缆的基本结构

2.2. ATP-EMTP仿真

2.2.1. 建模

Figure 1. Power cable section of YJLW03-64/110

Figure 2. 1.5 km/110 kV high voltage single core cable ATP-EMTP simulation model

2.2.2. 感应电压分析

Table 1. Induction voltage amplitude of metal sheath under different steal types

3. 带电修复装置设计

3.1. 接地装置

Figure 3. Schematic diagram of temporary grounding system in repair with electricity

1-同轴电缆 2-刺针 3刺针固定台 4-油泵活塞 5-液压腔 6-卸压阀 7-电缆挂钩 8-连接导线 9-支撑绝缘杆 10-手动液压绝缘杆

Figure 4. Schematic diagram of hydraulic clamp acupuncture

1) 使用数显阻容分压器测量断面电压，确定断面电压具体数值；

2) 断开真空接触器，采用针刺液压夹钳对金属护套同轴电缆进行牢固接触；

3) 闭合真空接触器，再次测量断面电压，确定其降低到地电位后，将接触器短接，以免修复过程中误动作使其断开。

3.2. 模拟实验

Figure 5. Sketch of temporary grounding system experiment

3.3. 结果分析

1) 高压真空接触器闭合过程中，电压值并没有直接降为零，而是随着接触器触头的运动有一定的跳变，经过0.01秒(半个工频电压周期)后才降为零电位。若不采用真空接触器，而是直接与接地体搭接，很可能会出现危险的放电电弧，搭接不牢固的话还可能出现间歇电弧。

2) 电缆金属护套上的悬浮电位随芯线的高压工频变化，在不同相位进行接地时，其悬浮电位值是不一样的。修复过程中，接地时刻相对于工频变化的电压是随机的，实验结果表明，接触器在不同相位下均能够稳定可靠的工作 [10] [11] 。

3) 模拟实验中，受限于电源容量，临时接地系统的工作电压最高进行到8.4 kV。事实上，电缆接头接地线带电修复实际作业的检修人员穿戴相应电压等级的绝缘防护用品，配合本临时接地系统，可以在更高电压等级下进行带电修复操作 [12] 。

4. 结语

(a) 8.34 kV (b) 8.35 kV(c) 8.36 kV (d) 8.37 kV

Figure 6. Curves of voltage before and after temporary grounding of cable

1) 当某处直接接地线或交叉互联线被盗后，金属护套上的悬浮电位仍有可能处于国标要求的300 V电压以下。只有当某段金属护套“悬浮”运行时，其感应电位将达到数千伏，处于非常危险的状态。

2) 研制了一套专门用于电缆接头接地线带电修复装置，包括接地穿刺装置、接合灭弧装置和高压测量装置。

3) 开展了电缆接头接地线临时修复的模拟实验研究，结果表明，该装置在0~10 kV金属护套悬浮电压下均能够安全可靠的工作，验证了其带电修复中的有效性。

[1] 王尉军, 杨远. 高压电缆金属护套接地系统被盗的危害及对策[J]. 贵州电力技术, 2016, 19(11): 53-56.

[2] 牛海清, 王晓兵, 刘毅刚, 蚁泽沛, 张尧. 高压单芯电缆金属护套雷电过电压仿真和参数分析[J]. 高电压技术, 2009, 35(4): 784-789.

[3] 王波, 罗进圣, 黄宏新, 吕峻, 周焕. 220 kV高压单芯电力电缆金属护套环流分析[J]. 高压电器, 2009, 45(5): 141-145.

[4] 丛光, 韩晓鹏, 周作春, 张文新, 李华春, 陈平. 高压单芯电缆接地系统破坏后的悬浮电压分析[J]. 供用电, 2009, 26(5): 61-64.

[5] 吴伟光, 杨晓勇, 王荣鹏. 电缆终端金属外护套直接接地装置的防盗技术改造[J]. 电力建设, 2008, 29(4): 41-42.

[6] 杜伯学, 李忠磊, 张锴, 王立. 220 kV交联聚乙烯电力电缆接地电流的计算与应用[J]. 高电压技术, 2013, 39(5): 1034-1039.

[7] 牛海清, 王晓兵, 蚁泽沛, 张尧. 110 kV单芯电缆金属护套环流计算与试验研究[J]. 高电压技术, 2005, 31(8): 15-17.

[8] 张全胜, 王和亮, 周作春. 110 kV XLPE电缆金属护套交叉互联接地探讨[J]. 高电压技术, 2005, 31(11): 71-73.

[9] 陈根, 唐焱, 王新桥. 基于ATP的高压电缆金属护套多点接地故障仿真[J]. 高压电器, 2014(4): 49-53 + 60.

[10] 高俊国, 于平澜, 李紫云, 张晓虹, 刘通, 刘智宏. 基于有限元法的电缆金属护套感应电压仿真分析[J]. 高电压技术, 2014, 40(3): 714-720.

[11] 于平澜. 电缆金属护套感应电压及保护接地的研究[D]: [硕士学位论文]. 哈尔滨: 哈尔滨理工大学, 2013.

[12] 王亚楠, 丁卫东, 苟杨, 夏健, 闫家启, 王嘉琛, 李志兵. 气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)接地问题探讨[J]. 高压电器, 2016(4): 98-102.

Top