XLPE電力電纜金屬屏蔽層接地方式

來源：揚州國浩電氣有限公司 2025年05月13日 07:18

電纜金屬屏蔽層接地

交聯聚乙烯(XLPE)電力電纜的安全運行與其金屬護層(屏蔽層)接地方式密切相關。電纜金屬屏蔽層接地后可以防止人身受到電擊，確保電力系統安全運行，保護線路和設備免遭損壞，還可防止電氣火災，防止雷擊和靜電危害等。電纜金屬屏蔽層接地的主要作用有：

1）保持零電位；
2）在短路時承載短路電流，以免因短路引起電纜溫升過高而損壞絕緣層；
3）屏蔽層可以防止周圍外界強電場對電纜內傳輸電流的干擾；
4）屏蔽層可以有效地將電纜產生的強電場限制在屏蔽層內；由于屏蔽層接地，外部便不存在電纜產生的強電場，不會對周圍的弱電線路及儀表產生強電干擾或危及人身安全。

110kV及以上高壓電纜多為單芯電纜，單芯電纜的截面由金屬導體、內半導體屏蔽層、交聯聚乙烯(XLPE)絕緣層、外半導體屏蔽層、襯墊層(半導體阻水層等)、金屬屏蔽層和外護層等組成。金屬護層應滿足在發生單相接地故障時，能承受故障電流流過金屬屏蔽層而不致損壞，并起到保護和防水的作用。

單芯電纜的導體和金屬護層之間，可以看作是一個空心變壓器的初級繞組和次級繞組。當單芯電纜導體中有交變電流流過時，其周圍勢必產生交變磁場，該磁場的部分磁力線與電纜的金屬屏蔽層相交鏈，并在金屬屏蔽層上產生感應電壓。感應電壓的大小不僅與流過電纜導體的電流有關，同時與電纜的排列方式和線路長度有關。當電纜載流量較大(如發生短路接地故障時)、線路較長時，其金屬護層上感應的高壓可能導致外護層絕緣擊穿。為了降低金屬屏蔽層的感應電壓和感應電流，在工程應用中產生了多種金屬屏蔽層的接地方式。

1. 金屬屏蔽層兩端接地

當電纜線路很短、利用小時數較低，且傳輸容量有較大裕度時，電纜線路可采用金屬屏蔽層兩端接地的運行方式。因為當電纜線路較短、傳輸容量較小時，金屬屏蔽層上的感應電壓較小，金屬屏蔽層兩端接地形成通路后，屏蔽層中的環流不大，造成的損耗不顯著，對電纜的載流量影響不大，但一般不推薦采用金屬屏蔽層兩端接地運行方式。

2. 金屬屏蔽層一端接地

對于長度小于500m的電纜線路多采用金屬屏蔽層一端直接接地，另一端通過保護器接地的運行方式。采用該接地方式時，電纜金屬屏蔽層在正常滿負載情況下的感應電壓在未采取能有效防止人員接觸金屬屏蔽層措施情況下，不得超過50V；采取能防止人員接觸金屬屏蔽層的措施時，不得超過100V。

另外，在金屬屏蔽層一端接地的電纜線路中，為確保屏蔽層中的感應電壓不超過允許標準，必須安裝一條沿電纜線路平行敷設的導體，且導體的兩端接地，這種導體稱為回流線。當發生單相接地故障時，接地短路電流可以通過回流線流回系統中心點，由于通過回流線的接地電流產生的磁通抵消了一部分電纜導線接地電流所產生的磁通，因而可降低短路故障時屏蔽層的感應電壓。

3. 金屬屏蔽層中間接地

電纜線路稍長(1000m左右)，且無法分成三段組成交叉互聯系統，而采用一端接地，另一端感應電壓太高時，可采用金屬屏蔽層中間接地的方式。該方式是在電纜線路的中間將金屬屏蔽層接地，電纜兩端各裝設一組保護器，并按金屬屏蔽層一端接地方式的相關規定加設回流線。

4. 金屬屏蔽層交叉互聯接地

電纜線路很長(約在1000m以上)時，可將電纜金屬屏蔽層均勻分割成三段或三的倍數段，采用金屬屏蔽層交叉互聯的接地方式。每組交叉互聯段中的兩小段之間裝設絕緣接頭，絕緣接頭處的金屬屏蔽層通過同軸電纜經交叉互聯箱進行換位連接(交叉互聯)，絕緣接頭處裝設一組保護器，每組交叉互聯段的兩端金屬屏蔽層直接接地。

金屬屏蔽層采用交叉互聯的接地方式時，感應電壓低、環流小，且不需裝設回流線。

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