110kV线路感应电势计算
110kV及以上高压电缆线路的接地系统
110kV及以上高压电缆线路的接地系统摘要：电力企业的发展为高压电缆线路接地系统的优化创造了有利条件，但不同接地系统其应用效果不一，因此需要进行更加深入的探讨，从而可有效保证社会用电安全。
对此，本文将对110kv及以上高压电缆线路的接地系统进行分析，并探讨其在应用过程中存在的一些问题及相关优化措施。
关键词：高压电缆；接地系统；应用；措施高压电缆线路接地系统可有效保证电路安全，具有较高的应用价值。
在此过程中，相关技术人员存在一些误区，如，部分技术人员认为在高压电力电缆的铜屏蔽与钢铠之间的接地没有区别，但实际工作过程中，其接地方式需结合具体情况进行具体分析。
此外，电网规模的扩大也要求高压电缆线路具有更高的可靠性。
接地系统可有效防止感应电压对人身安全产生威胁，因此，在电网建设过程中，应当注重接地系统应用的分析。
1高压电力电缆接地系统概述当电流通过导体时，导体周围会产生感应电压，这一感应电压会影响电路可靠性，因此，在搭建高压电力电缆时，会采取一定的屏蔽措施。
接地系统的应用原理为通过铜网或者钢铠等金属形成一个屏蔽系统，保护电缆运行。
但接地系统在安装及设计上需要注意一系列问题，才能保证其应用效果。
目前，高压电力电缆接地主要包括金属护套一点接地、金属护套两端接地、金属护套两端接地、敷设“三七开”回流线及电缆换位，金属护套交叉互联等五种方式，应用场景不同，接地施工方式也不同[1]。
因此，相关人员应当提升自身素质，为电网可靠性发展提供技术支撑。
2电缆接地系统应用特点2.1金属护套一点接地金属护套一点接地系统中感应电压会随着电缆长度的增长而增加，因而常用于短电缆线路，在应用过程中，基本上不产生环流。
此外，在安装过程中，在无安全措施的情况下，需保证其另一端感应电压小于50v，如超过50v，则需设置绝缘接头。
尤其是在电路短路时，过高的过电压会损坏护层绝缘，因此，为避免此类现象影响接地系统应用性能，需在未接地端安装保护器。
110kV电力电缆感应电压分析及控制
110kV电力电缆感应电压分析及控制城市要发展，电力要先行。
随着生产力的发展、城市化进程的加快，生产生活对供电可靠性的要求越来越高。
电力电缆由于其占地省、供电可靠、有利于美化城市等诸多优点，在电力系统中占比越来越大，很多城市电缆化率越来越高，有些城市甚至实现了全电缆线路供，电力电缆的可靠运行直接影响整个电网的可靠供电。
110kV电力电缆由于其电压等级较高，且为了便于运输和现场施工，一般采用单芯电缆，单芯电缆由于其结构特点，投入运行后其金属护套上会产生感应电压，本文主要就110kV电缆感应电压产生的原理及金属护套的接地方式进行分析讨论。
标签：110kV电缆;感应电压;接地方式单芯是指在一个绝缘层内只有一路导体。
当电压超过35kV时，大多数采用单芯电缆，它的线芯与金属屏蔽层的关系，可看作一个变压器的初级绕组中线圈与铁芯的关系。
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。
因单芯电缆金属护层与芯线中交流电流产生的磁力线相铰链，使其两端出现较高的感应电压，因此要求护层有良好的绝缘，同时要求电缆金属护套接地可靠。
当单芯电缆过马路或者是过墙时应穿管保护，应用的这种保护管应该是非磁性材料的金属管或非金属管。
一、110kV电力电缆在运行中的感应电压110kV电力电缆在三相交流电网中运行时，当电缆导体中有电流通过时，导体电流产生的一部分磁通与金属护套相交链，与导体平行的金属护套中必然产生纵向感应电压，产生的感应电压数值与电缆排列中心距离和金属护套平均半径之比的对数成正比，并且与导体负荷电流，频率以及电缆的长度成正比。
在等边三角形排列的线路中，三相感应电压相等;在水平排列线路中，边相的感应电压较中相感应电压高。
在实际的运行过程中，如果把110kV电力电缆两端金属护套直接接地，护套中的感应电压将产生以大地为回路的循环电流，此电流大小与电缆线芯中负荷电流大小密切相关，同时，还与间距等因素有关。
对110kV及以上高压电缆线路的接地系统分析
对110kV及以上高压电缆线路的接地系统分析摘要：本文作者通过实际工作中总结与积累经验，主要针对110kv及以上高压电缆的接地的重要性，并通过分析高压电缆接地的要求、方式和采取的措施等。
关键词：高压电缆接地电流电缆接地方式一、前言:经过十几年高压电力电缆施工我们积累了相当一部分的经验，本文综合各类文献并结合工程实际，意图对110kv及以上高压电缆的接地就重要性等方面进行探索。
二、高压电力电缆接地分析当导体内通过电流时会在其周围产生感应电压，对于在发电厂、变电所等用于低压及二次系统控制的电缆，为了防止继电保护装置误动以保证保护装置可靠性以外，也防止控制电缆屏蔽因感应电压而导致保护装置损坏，所以均采取带屏蔽铜网的电缆，并对屏蔽接地有着非常严格的规定；并且要求电缆支架等都要求接地以防止感应电压危及人身安全；而高压电力电缆同样存在这样的问题，本文将针对高压电力电缆在施工及运行中遇到的的一系列敷衍出的问题进行讨论：首先是敷设时的机械保护（电缆抗弯、防水、防火、腐蚀——采取铝、铜等金属外护套）→其次运行中线芯电流（在金属护套上形成1∶1的单匝变压器产生感应电动势——危害人身安全及电气设备运行经济性、可靠性等，采取外屏蔽接地）→接地电流或环流→各种接地方式的解决方法。
为了尽可能减少护套环流我们可以采取多种金属护套的连接与接地方式，这是我要着重讨论的问题。
高压电缆线路的接地方式有下列几种：.金属护套一点接地（一端或中点）：无环流，感应电压与电缆长度成正比，短电缆线路常用；⑵. 金属护套两端接地：有环流，感应电压为零，但影响载流量，轻负荷电缆线路常用；⑶. 金属护套交叉换位连接：两端接地，中间用绝缘接头将护层交叉换位连接，无环流，感应电压与电缆长度成正比，但可以限制在允许的范围内，长电缆线路常用。
⑷.电缆换位，金属护套交叉互联：要求测得电缆金属感应电压必须是小于50v为前提，如果不是的话，必须进行相应的检查，是否是电缆的原因还是由于电缆的长度太长而造成的，还是其他原因造成的，如果是长度的原因（一般要求在500～800m的范围具体看测试结果），应相应调整其长度，比如说一组交叉互联加一组接地（一段接地）或其他方式。
感应电动势计算
感应电动势计算感应电动势是指磁场变化时，在闭合电路中产生的电动势。
它由法拉第电磁感应定律描述，该定律指出：当闭合电路内的磁链发生变化时，产生的感应电动势等于该磁链变化速率的负值乘以电路上的每单位匝数。
要计算感应电动势，可以根据以下公式进行推导：ε = -N * dφ/dt其中ε表示感应电动势，N表示电路中的匝数，dφ/dt表示磁链变化速率。
这个公式告诉我们，感应电动势的大小取决于磁链变化速率和电路中的匝数。
为了更好地理解这个公式，我们可以通过一个例子来进行计算。
假设有一个匝数为N的电路，在时间t0时，与该电路相连的磁场的磁链为φ0。
在时间t1时，与该电路相连的磁场的磁链为φ1。
那么在时间段(t0, t1)内，磁链的变化量为dφ = φ1 - φ0，时间的变化量为dt = t1 - t0。
根据公式，感应电动势ε等于磁链变化速率的负值乘以电路上的每单位匝数。
因此，我们可以将公式改写为：ε = -dφ/dt * N现在，我们可以根据具体的数值计算感应电动势。
例如，假设磁链的变化量为dφ = 5 Wb，时间的变化量为dt = 2 s，电路中的匝数为N = 10。
我们可以得到：ε = -5 Wb / 2 s * 10 = -25 V因此，在这个例子中，感应电动势的大小为25 V。
需要注意的是，感应电动势可以是正值或负值，取决于磁链的变化方向。
如果磁链增加，感应电动势将具有相反的方向，反之亦然。
在实际应用中，感应电动势在电磁感应装置中起着重要作用，比如发电机和变压器。
通过不同的磁场变化方式和电路设计，可以利用感应电动势来产生电能或改变电压等。
总结起来，感应电动势是指在闭合电路中由磁链变化产生的电动势。
根据法拉第电磁感应定律，我们可以计算出感应电动势的大小。
通过了解和应用感应电动势，我们可以更好地理解电磁感应的原理，以及其在各种电器设备中的应用。
110kv架空线路分布式参数
110kv架空线路分布式参数110kV架空线路是一种常见的输电方式，广泛应用于电力系统中。
它由一系列的电杆和导线组成，用于将电能从发电厂输送到各个用电点。
在这篇文章中，我们将讨论110kV架空线路的分布式参数。
首先，让我们了解一下什么是分布式参数。
在电力系统中，分布式参数是指描述线路特性的一组参数，包括电阻、电感和电容。
这些参数与线路的物理特性密切相关，对于正确设计和运行电力系统非常重要。
110kV架空线路的分布式参数主要包括以下几个方面。
首先是电阻。
电阻是导线本身的特性，与导线的材料和截面积有关。
在110kV架空线路中，通常使用铝合金导线，其电阻较小。
电阻会导致线路的功耗和损耗，因此需要合理选择导线的材料和截面积，以降低功耗和损耗。
其次是电感。
电感是指导线周围的磁场对电流变化的响应。
在110kV架空线路中，由于导线长度较长，电感较大。
电感会导致电流变化时产生感应电动势，从而影响线路的传输特性。
因此，在设计110kV架空线路时，需要考虑电感对线路的影响，并采取相应的措施进行补偿和调节。
最后是电容。
电容是指导线之间或导线与地之间的电场储能特性。
在110kV架空线路中，由于导线之间的距离较近，电容较大。
电容会导致电压变化时产生电流泄漏，从而影响线路的传输效率。
因此，在设计110kV架空线路时，需要合理安排导线之间的距离，并采取适当的措施减少电容对线路的影响。
除了上述分布式参数外，还有一些其他因素也会影响110kV架空线路的性能。
例如，温度、湿度、风速等环境因素都会对线路的传输特性产生影响。
此外，线路的长度、支撑结构、绝缘子等也会对线路的性能产生影响。
为了确保110kV架空线路的安全运行和高效传输，需要进行详细的工程设计和计算。
在设计过程中，需要考虑以上提到的分布式参数和其他相关因素，并进行合理的选择和调整。
同时，在运行过程中也需要定期检查和维护线路，以保证其良好的工作状态。
总之，110kV架空线路是一种重要的输电方式，在电力系统中发挥着重要作用。
平滑铝护套高压电缆的性能研究
５ ０
１０４ ２
０ ２５
９４ ２
２０２１ 年第 ２ 期
Ｗｉｒｅ ＆ Ｃａｂｌｅ
敷设环境
２ １ 载流性能对比
{
Ｒ［Ｔ１ ＋ ｎ（１ ＋ λ１ ）Ｔ２ ＋ ｎ（１ ＋ λ１ ＋ λ２ ）（Ｔ３ ＋ Ｔ４ ）］
敷设方式
分相平行
铝护套类型 载流量 ／ Ａ 载流量变化
皱纹铝护套
间距 ２５０ ｍｍ 排列平滑铝护套
ｂｅｎｄｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃａｂｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ， ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｈｅａｔｈ ａｎｄ ｓｍｏｏｔｈ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｈｅａｔｈ， ａｒｅ
ｓｔｕｄｉｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｈｉｇｈ⁃ｖｏｌｔａｇｅ ｃａｂｌｅ ｓｙｓｔｅｍ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ
பைடு நூலகம்
因半导电缓冲层结构不一致，受绝缘层、半导电
缓冲阻水带及气隙综合影响，两种金属护套结构的
导体和金属护套之间热阻 Ｔ１ 一定会产生变化 ［３⁃５］ ，
按照 ＩＥＣ ６０２８７—２００６ ［２］ 标准统一取绝缘材料的热
阻系数 ３ ５ Ｋ·ｍ ／ Ｗ 进行计算显然不能体现出不同
结构的差异。为重点研究两种铝护套结构的载流量
１ ７ × １０ ６ Ｊ ／ Ｋ·ｍ ３ ；ρ ２ 及 ρ ３ 为铝护套内外媒质热阻，
分别取 ４ ２５ Ｋ·ｍ ／ Ｗ 和６ Ｋ·ｍ ／ Ｗ；σ １ 为铝护套比
热，取 ２ ５ × １０ ６ Ｊ ／ Ｋ·ｍ ３ ；Ｆ 为热接触因数，因铝护套
与外护套完全紧粘，取 ０ ９；Ｋ 为取决于载流体材料
110 kV电缆单端接地护层感应电压的计算与仿真
110 kV电缆单端接地护层感应电压的计算与仿真胡振兴;肖静;丁唯;王旭;罗晓康;彭勇【摘要】高压单芯电缆运行电流会在电缆金属护层上产生感应电压.当电缆线路发生短路时,高幅度的短路电流在金属护层上产生感应电压可能威胁电缆外绝缘.因此,对110 kV电缆发生单相接故障时故障相和非故障相护层上的感应电压进行计算和仿真.当电缆发生单相接地故障时,电缆护层上的感应电压幅值超过10 kV.随着电缆长度的增长,感应电压幅度逐渐增大,但是故障相护层感应电压幅值相对非故障相增长得多.加回流线后,电缆护层上的感应电压幅值明显降低,减小幅度超过30％.对单相接地故障后的电缆金属护层的感应电压进行ATP-EMTP仿真计算,结果表明,当接地电流全部以大地为回路和接地电流一部分以大地为回路另一部分以护套或回流线为回路时,两种情况下A、B、C三相护层感应电压仿真与计算结果误差均在4％之内,验证了仿真模型的准确性.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2019(036)001【总页数】5页(P233-237)【关键词】110kV电缆;护层感应电压;单相接地;ATP-EMTP【作者】胡振兴;肖静;丁唯;王旭;罗晓康;彭勇【作者单位】中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司,四川成都 610021;中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司,四川成都 610021;中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司,四川成都 610021;武汉大学电气工程学院,湖北武汉 430072;中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司,四川成都 610021;中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司,四川成都 610021【正文语种】中文0 引言随着城市建设规模和标准的不断提高，城市枢纽变电站的进出线电缆化程度越来越高，高电压等级的电力电缆被大量采用。
110 kV电力电缆常用单芯电缆，但单芯电缆在使用中若发生短路，将在电缆护层上产生感应过电压，威胁电缆的外绝缘[1-3]。
电缆感应电动势
第三节金属屏蔽层(护套)感应电动势及限制措施一、电缆金属护套感应电动势 电缆在交流电压下运行时，线芯中通过的交变电流必然会在周围产生交变的磁场。
磁场 产生的磁链不仅和线芯相链，也与金属护套(金属屏蔽层或铠装层)相链，会在金属护套上产生感应电动势。
对于中低压XIPE 三芯电缆，三相金属屏蔽层相互接触，当三相电缆线芯流过平衡电流时，金属屏蔽层和铠装层上的感应电动势叠加为零。
如果流过不平衡电流，则会出现感应电压。
而对于单芯高压电缆，每相之间敷设中存在一定距离，感应电动势不能抵消，在金属护套中存在感应电动势，感应电动势有时过大会危及人身和设备安全，GB50217—2007《电力工程电缆设计规范》中规定，交流单芯电力电缆线路的正常感应电动势最大值应满足下列规定：未采取能有效防止人员任意接触金属层的安全措施时，不得大于50V ；除上述情况外，不得大于300V 。
若两端金属护套都直接接地，金属护套中电动势将形成以大地为回路的循环电流，这就在金属护套中产生电能损耗，并影响电缆线路输送容量。
先分析单相电路电缆，图2—8所示为由两根单芯电缆组成的单相回路。
如S D 表示电缆护套平均直径，根据式(2—25)，两电缆导体对单位长度(m)金属护套的工作电感为sL =7102ln 2-⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛S D S (mH /)(2—48)7102ln 2j j -•••⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=S S SO D S I I L E ωω (V ／m) (2—49)则 7102ln2-⨯=SSO D SE ω (V ／m) (2—50) 在三相电路中，如图2-9所示，由三根单芯电缆组成三相回路，且1•I +2•I +3•I =01S L =1331221111••••++I I M I M I L S S S (H ／m)2S L =2332222112••••++I I M I L I M S S S (H ／m)3S L =3333223113••••++I I L I M I M S S S (H ／m)711221101ln 2-⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==S M M S S (H ／m) 731331101ln 2-⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==S M M S S (H ／m) 722332101ln 2-⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==S M M S S (H ／m) 7332211102/1ln 2-⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛===s S S S D L L L (H ／m)则各相金属护套感应电动势分别为••-=111j I L E S o S ω (V ／m) (2—51) ••-=222j I L E S o S ω (V ／m) (2—52) ••-=333j I L E S o S ω (V ／m) (2—53)计及 1•I +2•I +3•I =0，对式(2—51)进行整理得••-=111j I L E S o S ω=ωj -1331221111••••++I I M I M I L S S S 1•I=ωj -⎪⎭⎫⎝⎛++•••331221111I M I M I L S S S=ωj -⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫⎝⎛--+••••3313121111I M I I M I L S S S=ωj -()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡---••3312112111I M M I M L S S S S=ωj -⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛•-•-371317110ln 2102ln 2I S S I D S S =ω1I j -•271102ln -⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛S D S +j23•I 71310ln -⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛S S =a 311I j I j -X X ••+ (V ／m) 同理可得=•o S E 23311I j I j -X X ••+ (V ／m) =•o S E 3b 133I j I j -X X ••+ (V ／m) 其中 711102ln2-⨯=SD S X ω (Ω／m) 723102ln2-⨯=SD S X ω (Ω／m) 73a 102ln2-⨯=SD S X ω (Ω／m) 712b 10ln2-⨯=S S X ω (Ω／m) 若三根电缆呈等边三角形排列时，如图2—10所示，S S S S ===321，则7321102ln 2-⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛====S S D S X X X X ω (Ω／m)0b a ==X X金属护套中单位长度感应电动势分别为S o S X I E ••-=11j (V ／m) S o S X I E ••-=22j (V ／m) S o S X I E ••-=33j (V ／m)又因为I I I I ===321,所以o o o o E E E E s s3s2sl ====7102ln 2-⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=S S D S I IX ω (V ／m) (2—54)与单相电路相同。
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110kV-1x300mm2铜芯电缆金属护套感应电势计算U：感应电势；I：载流量；X：单位长度电抗；L：电缆长度Xm：两边电缆单位长度电抗；Xs：中间电缆单位长度电抗
一、1500米长电缆感应电势（总长）
1、敷设方式：平行敷设、在空气中
2、电缆近似外径（Ds）：Φ90mm；相邻电缆中心距离S：120mm
3、电缆额定载流量：750 A
计算：1、两边电缆金属护套的感应电势
注：式中 Xm=2ω（ln2）x 10-7（Ω/m）， Xs= 2ω（ln 2S
Ds
）x 10-7（Ω/m）
ω=2πf，f= 50 Hz
U = I X L= 750 x x 1500 = 102.9 V
2、中间电缆金属护套的感应电势
U = I Xs L= 750 x 2ω x ln 2120
90
x
x 10-7x 1500
= 69.3 V
二、750米长电缆感应电势（接地处理后单段电缆长）
1、敷设方式：平行敷设在空气中
2、电缆近似外径：Φ90mm；相间距离：120mm
3、电缆额定载流量：750 A
计算：1、两边电缆金属护套的感应电势
U = I X L= 750
=51.45V
2、中间电缆金属护套的感应电势
U = I X L= 750 x 2ω x ln 2120
90
x
x 10-7x 750
= 34.65 V
因此不采取配置方案中的接地方式，感应电势将会危及人身安全；尤其是在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电压，远远大于计算值，甚至可能击穿护套绝缘。
如果金属屏蔽两端同时接地将使屏蔽线路形成闭合回路，屏蔽中将产生环形电流，电缆正常运行时将产生很大的环流损耗，使电缆发热，影响电缆的载流量，减短电缆的使用寿命，甚至有可能烧穿电缆。
（参考书：西安交通大学编《电气绝缘结构设计原理》）
110kV-1x300mm2电缆线路（L=1500m）接地方案。