图5 错误换位方式的合电压矢量图(以A相为例)
缺陷的危害
35kV电缆这种因金属护套换位错误造成接地系统过大环流的缺陷主要有三大危害。
(1)消耗了大量的电能。MSSGH02-29SGH01-01电缆每回路主供一只50000kVA的主变,若电缆的年平均载流量为150A,可以估算出电缆平均环流I≥50A,接地系统的回路电阻(包括金属护套电阻和接地电阻)取R=0.25Ω,那么每年每回路电缆接地系统消耗的电能为:P=3I2RT=16.425kW·h
可见电缆金属护套因换位错误造成的线损是非常惊人的。
(2)降低了电缆的设计载流量。由于金属护套通过大电流而发热,导致电缆散热困难,发热将会加速电缆主绝缘老化,并且电缆的最大载流量较多只能达到设计值的2/3,极大地浪费了资源。
(3)降低了供电可靠率。若电缆接头同轴电缆与金属护套焊接处存在虚焊,而金属护套又通过大电流而容易损坏造成。
正确交叉互联换位及解决方案
针对图1 接线错误,本文经过矢量法分析和计算后提出改造接点错误的两种方案:
直接将# 1或# 2接头同轴电缆内外导体和送、受电端接点相调换,按图1接线方式;
将# 1 或# 2 接头换位箱中任一个连板按图7的方法连接,护套中的感应电流流向则变为图7所示流向从A1-C2- B3入地。
鉴于电缆中间接头已制作完成、同轴电缆内、外导体的接法不可更改的现状,唯一可改变的是交叉互联换位接地箱中的铜接板。福建炼油乙烯项目部采用用方案②处理。因此,将# 1 或# 2 中间交叉互联换位接地箱中的任一个连板按图7 接线方式改造,护层中的感应电流流向即可变为流向从A1-C2–B3入地。
图6 改造前接地箱的铜接板连接方式
图7 改造后接地箱的铜接板连接方式
经测试,断开两端的接地线,电缆末端金属护套的感应电压为2V(测试时该电缆载流量为44A)。护套中环流试验结果见表2 。真正达到图2 理想状况的可能性很小,因3 相单芯电缆长度每段电缆长度不可能绝对相等。故还会有不平衡感应电压,形成电流流过护套。改造后电缆线路的金属护套完全达到交叉换位目的。
表2 交叉互联换位处理后的护套内感应环流试验实测值(电缆始点位置A、B、C三相)
结论:
1、同轴电缆内外导体和送、受电端接点接线错误将导致护套交叉换位失败。在安装交叉互联换位接地箱之前必须统一约定接线方式,同一组电缆金属护套交叉互联接地中接头方式必须一致。
2、交叉互联换位过程中,任何接点错误将导致护套交叉换位失败。在安装同轴电缆时同一组电缆金属护套交叉互联接地中各接头的换位箱A、B、C 连板相必须在相同位置。
3、护套感应环流试验可有效地检验护套交叉换位状况。必须加强电缆巡视,如发现同轴电缆电流异常,应查明原因并及时纠正。
4、要重视高压单芯电缆的接地装置,应周期性地测试其环流,以便及时发现和处理缺陷,减少线损和提高供电可靠率。