分析110kV电力电缆感应电压产生原理及控制方法

蓝少龙

摘 要：根据对110kV电力电缆中指定的线芯施加交流电压的方法，测量电缆感应电压，对110kV电力电缆内部感应电压大小和分布状况进行分析。发现除了正常屏蔽层的接地之外，电缆的备用线芯也可以对感应电压进行抑制。本文主要对110kV电力电缆的感应电压产生原理和控制方法进行研究，以便为相关技术的发展提供借鉴。

关键詞：110kV；电缆；感应电压；产生原理；控制方法

1 110kV电力电缆感应电压产生的原理

通电导线的周围会出现磁场，按照右手螺旋定则，能够对磁场方向进行确定，如果磁场变化，那么这一磁场内会激发和磁场方向垂直的漩涡电厂。以下图为例，导线a是通电直导线，b是和a紧挨放置的开路直导线。a接通方向为上的直电流，按照右手螺旋定则，a周围会出现以其为轴的逆时针环形磁场，逐渐加大a的电流，随之增加的磁场内就会出现漩涡电场，取图左侧，a磁场剖面对这一漩涡电场方向进行分析。a磁场的方向为由内至外，并不断增加，按照楞次定律，感应电力磁场总是阻碍产生其的原磁通量变化，这是，漩涡电场只有由外向内的磁场可以阻碍a的磁场增强，按照右手螺旋定则，可以判断这里涡旋电场内位移电流方向是顺时针。位于涡旋电场内的b，其自由电子沿着电场力反方向进行移动，造成b上端聚集负电荷，下端则聚集正电荷，可以将b看做电源，电动势方向规定是负极指向正极，和a电流的方向相反。

如果a电流的方向没有变化，逐渐降低电流，其磁场也逐渐减弱，这时，b感生电动势的方向是由下指向上，和a电流的方向一致。在a通入的方向向下，电力不断降低时，涡旋电场方向是顺时针，b感生电动势的方向是由上指向下，和a电流的方向也一致，所以，在a通入正弦交流电时，b感生电动势相位落后于a电流相位。

2 110kV电力电缆感应电压控制的方法

（1）屏蔽接地，择芯进行选取。分别对拥有线芯独立屏蔽层电缆与只有整体屏蔽层电缆感应电压进行测量和比较，经过实际测量，具有独立屏蔽层的电缆中，对其一根线芯对地施加230V交流电压，在全部屏蔽层和钢铠是不接地条件下，和此线芯处在相同屏蔽层的线芯的感应电压是170V，其他独立屏蔽层的线芯感应电压是的160V，在屏蔽接地之后，和加电线芯位于相同屏蔽层的线芯感应电压是40V，其他的独立屏蔽层线芯感应电压是0V，屏蔽层的接地能够有效消除线芯电磁感应。

对另一根整体屏蔽的电缆进行测试，分别是在屏蔽层接地和不接地的条件下，对电缆中外圈和内圈某线芯施加230V电压，得出屏蔽层感应电压对线芯感应电压具有很强叠加效应，也再次证明电缆的屏蔽层接地作用。相同屏蔽层在线芯感应电压也会随和通电线芯距离的远近而出现变化，距离最远感应电压为最小，尤其在屏蔽层接地条件下比较明显，根据实验得出最远和最近感应电压相差了53V。

上述实验是线芯开路条件下测量的，假如电缆比较短，线芯接上负载之后感应电压就比较低，假如电缆比较长，感应电容量也就增加，因此在选择电缆时，尽可能使用具有独立屏蔽层的电缆，接线时也不可以把相同独立屏蔽层线芯当做控制合、跳闸指令线，避免干扰。

（2）备用线芯的接地，对感应电压进行抑制。相同屏蔽层中任何线芯感应电压对其他线芯感应电压都有一定叠加的效果，以A线芯作为测量的对象，对另一线芯施加230V电压，其他线芯和屏蔽层一起接地，这时测得A线芯的感应电压是14V，根据线芯的编号依据对接地进行解除。实验表明，电缆内每个线芯感应电压对其他线芯都具有叠加的效果。如果屏蔽层没有接地，电缆内有某一线芯接地，这对整个电缆中线芯感应电压有很大的抑制。对整体屏蔽的电缆来说，内部的线芯感应电压不能彻底被消除，借助备用的线芯进行接地有利于其他线芯的感应电压降低。

（3）电缆的屏蔽接在隔离变压器副绕组的N极。对电缆的电源使用隔离变压器控制回路，电缆的屏蔽层接地无法削弱线芯的感应电压，因为隔离变次级绕组和大地相隔离，没有电位关系。隔离变负载都以隔离变的次级绕组N出线端作为0电位，只有把电缆的屏蔽层接在隔离变的N出线端中，使屏蔽层在隔離变的负载回路中的电压值为0，才可以消除电缆屏蔽层的感应电压对线芯的感应电压叠加的效应。

这里需要注意一点，隔离变压器是安全电源，因为其次级绕组和大地是隔离的，人们单独触碰其任何输出的线路都不会有触电现象出现，在对因为隔离变而引起的感应电压问题进行处理时，需要把电缆屏蔽层接在隔离变次级绕组的N上，但是绝对不能接地，也不能把隔离变次级绕组接地，不然隔离变就失去了充作安全电源的作用。

3 结语

综上所述，在110kV电力电缆中，了解其感应电压原理和控制方法具有重要意义，有助于电缆的安全、有效运行，对人们的日常生活带来便利，因此需要引起人们的重视，不断对其进行改进与完善，促进电力系统发展。

参考文献

[1]易武.110kV电力电缆感应电压分析及控制[J].商品与质量·建筑与发展，2014，（3）：44-45.

[2]吴仁宜.110kV某电缆护层感应电压放电故障分析与对策[J].现代工业经济和信息化，2016，6（11）：69-70.

（作者单位：国网厦门供电公司）