架空线—电力电缆混合线路特性及保护配置探讨

李焕焕

摘 要：当今时代人们的生活在不断的发展，科学技术也在不断的进步，在这种背景下，人们对于电力的需求开始越来越大，而从这方面来看，电能在人们生活当中的应用也越来越加的广泛。为了更好地促进电能在人们生活当中的应用价值，对电力电缆的混合线路进行研究是十分重要的，文章主要针对架空线-电力电缆混合线路的特性和保护配置进行简要的分析，希望所得内容能够为相关领域提供可行的参考。

关键词：架空线；电力电缆；混合线路

中图分类号：TM588 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）21-0089-02

当前环境下的高压输电网络主要分为两种，分别是架空线和电力电缆，架空线是一种传统的布线方式，这种架线能够适用于各种电力参数，因此相对更加稳定，其各个方面的保护措施和保护方案也有完整的系统，但是因为它的占地面积较大，容易受到较强的电磁干扰，而且也会对整个城市的面貌和景观产生影响，所以当前已经开始渐渐的淡出了城市的输电网络。但随着我国城市化建设的不断发展，电力电缆开始逐渐的投入到使用过程中，而其中架空-电力电缆混合线路的使用也开始得到了广泛的应用。

1 电力电缆的电气特性分析

从当前使用的电力电缆来看，一般所涉及到的主要有超导电缆和橡皮绝缘电力电缆，个别地方也有使用气体绝缘电力电缆。而特别是交联聚乙烯的电力电缆，这种电缆使用的范围十分广，在城市的电网当中有着较为广泛的应用，并加以推崇。不同的电缆的制作方法也是不同的，所以电感和电容也是各不相同，同时与架空线进行配合也是不同的[1]。因为不同的电力电缆之间的间距是不同的，所以导致架空线之间的间距会存在着一定的差异，这样而来，电缆的单位长度的电感也就会明显缩小，因此从实际情况来看，电力电缆的电感特性而导致的一些负载和分配，它们和短路电流水平之间的问题也开始越来越加的严重，而这种问题可能会对继电器造成一定的影响。

电力电缆在缆芯之间和缆芯与保护套之间的间距存在着一定的差异，同时绝缘料又存在着一定的高价常数，就会使得电缆的单位长度比架空线要大出很多。与较长的电缆线路进行比较，就需要特别重视电容而带来的影响，电容如果带来的影响较重，那么就需要及时发现相关的问题，了解到问题的所在，并配合实际情况合理的解决问题。在平时的工作当中应该做好防微杜渐的工作，尽量在问题没有发生之前将问题杜绝，找出安全隐患，防止事故的发生。这种情况下，能够将事故所带来的损失降低到最低，也可以为企业带来更大的收益。

对电缆的金属保护套进行分析，互联接地的时候，零序单位的阻抗值一般是政府单位阻抗值的10倍左右。保护套的两端，如果都互联接地，电缆零序单位的阻抗值就会稍微增大，这个时候架空线路的X0一般可以达到1的4.5倍[2]。分析XLPE套管型的电缆，分析零序阻抗的大小，主要和所在磁场的导磁率相关，如果零序电流增加，那么磁感应也会相应的增加，这个时候就会对导磁率产生较大的影响，导磁率会大大的增加。如果只感应的强度过大，那么就会导致导致宝盒情况发生，这会使得处于磁场当中的高压地下的电缆，其零序阻抗随着零序电流的大小而发生一定的变化。而电缆的零序阻抗和零序电流的关系曲线图，如图1所示。

2 架空线-电力电缆混合线路的保护配置探讨

2.1 自适应接地距离保护方案设计

分析传统架空线的接地距离保护，理论上和运行上存在着相对完善的情况，分析架空线路的保护也是十分完整，而且这种保护措施在长期的使用当中得到了较为广泛的应用，同时也积累了较为广泛的经验。而将这种情况应用到电力电缆的使用当中，却存在着一定的不同之处，因为Z0会随着零序电流的变化而发生变化。所以传统的接地距离保护的方案很难应用到电力电缆当中，如果应用到其中就会出现更大的失误，严重的时候可能会带来运营上的错误。分析电力电缆的零序阻抗和零序电流，其间存在着非线性函数关系，采用已有的零序电抗和零序电流的函数关于提现进行表示，采用零序电流为极极化量的接地方向进行阻抗继电器的保护，以此能够减少保护区域所受到的过度电阻而产生的影响。这能够促使保护区域更加的稳定，而且也能够使得极化量以后，其所受到的来自于关于电力电缆特殊电器特性的影响减小，能够更好地对其可靠性进行保护。

2.2 自适应零序电流保护方案设计

从电缆-架空混合线路来看，电缆的零序阻抗会因为零序电流的变化而发生变化，架空线路的零序阻抗基本上能够趋于稳定，其不会随着运行状况的变化而发生改变。

从混合线路来看，研究零序电流的非线性函数，其可以作为混合线路零序参数来看。

目前来说，可以从两个方面来对零序阻抗进行求取，可以通过查阅制造厂家所提供的阻抗电流的曲线，但人工查阅阻抗曲线的方法，精确度相对来说较低，而且较为费时，具有较小的可行性[3]。所以采用第二种方法较多，第二种方法主要是一种迭代算法，通过计算机编程来实现对阻抗值的求取。

对自适应电流的保护方案进行分析，自适应电流的关键在于对给定线路所发生的短路时，零序接地电流短路位置如何的关系进行判断，分析其主要步骤，可以从如下几个步骤来进行：

①对于其所在系统的运行情况作出主观的分析，对最大运行方式和最小运行方式进行确认；

②收集被保护线路的基本参数，因此应该对架空线路的单位零序阻抗值进行确定，同时收集电缆线路的参考零序阻抗值，明确电缆的长度和架空线路的长度；

③对整条混合线路进行合理的划分，使其划分为多个小段，对于所有小段的数目进行确定，小段数目越多，其最终的计算精度便越高；

④对系统的运行方式进行合理的划分，将系统运行方式的最大运行方式和最小运行方式之间的最大区间进行划分，分为诸多个小区间，并对其进行计算，将其接地短路故障的时候所发生的流经零序电流的大小进行确定；

⑤将上一个步骤所产生的数据通过小二乘法检测其抗阻电流曲线，并根据相关情况进行拟合，这样就能够产生整条混合线路和零序电流之间的短位置的关系图，分析这种关系曲线图，不同的运行方式都有着和它自身相对应的关系曲线；

⑥如果接地线路出现了短路情况，那么就需要确定零序电流的值，然后然后经过分析得出短路的类型，确定短路前后的电压值和电流值，并对系统的运行方式进行确定，在根据上一步骤得出的关系曲线图对线路短路位置进行确定；

⑦对零序电流的保护逻辑系统进行确定，根据故障所发生的位置和零序电流值进行计算，其得出的结果能够来确定其是否发生动作。具体的计算流程，如图2所示。

这种保护算法能够对于分布参数的电路模型进行充分的考虑，还能够充分考虑电缆各个部分的阻抗值，随着短路点变化而变化的特性，可以有效的将短路点的位置量作为继电器的动作数据，进而更好地符合实际点来运营的状况。

3 结 语

本研究主要分析架空线-电力电缆混合线路特性和保护配置的相关内容。因为当前的社会在不断的发展，所以对于混合线路的使用也开始越来越多，混合线路的使用难免会带来一定的问题，这也会导致故障的发生频繁，同时故障的类型也会变得多种多样，阻抗同时也会发生一定的变化，可以有效地随着自适应零序电流保护方法和自适应的接地距离的保护方法产生一定的改变。所以，目前做好混合线路的保护工作是一个十分重要的工作，需要不断的探索和开发。

参考文献：

[1] 杨帆，关卫军，杨波，等.架空线-电缆混合线路不停电作业装置及其应 用[J].湖北电力，2013，14（3）：527-528.

[2] 束洪春，彭仕欣，赵兴兵.一种配电网线—缆混合线路故障选线新方法 [J].电力系统自动化，2015，20（11）：63-64.

[3] 赵军玉，杨淑英，陆海东，程美兴，韩雪锋.不受电缆波速度影响的混合 线路故障定位研究[J].电测与仪表，2013，11（07）：501-502.