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三芯35kV及以下电压等级的电缆屏蔽层接地

电力安全规程规定：35kV及以下电压等级的电缆铝包或金属屏蔽层都采用两端接地。这是因为这种电缆都是三芯电缆，在正常运行中，流过三个线芯的电流总和为零，在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链存在，因而在铝包或金属屏蔽层两端就不会产生感应电压，所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。

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单芯高压电缆的屏蔽接地

35kV大截面电力电缆和66kV、110kV及以上电压等级的电力电缆均为单芯电缆。随着电压等级的升高，电缆金属外护层的感应电压问题也越加明显。为了减轻电缆外护层感应电荷的影响，应该将电缆按照品字形敷设。而由于实际原因，如：电缆沟过于狭窄、电缆过硬难以弯曲等，很难按照品字形敷设。此时，金属护层两端的感应电压则不会为零，单芯电缆的导线与金属护套的关系，类似于一个变压器的初级绕组与次级绕组。当电缆导线通过电流时，电缆周围产生的一部分磁力线将在金属护套进行交链感应，使护套产生感应电压，感应电压的大小与电缆的长度和流过导线的电流成正比。

由于电磁感应，长距离高压电力电缆的金属屏蔽层或金属护套会产生较高的感应电压，护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度。此时如果将电缆两端金属护套同时接地，而大地又是导体，较高的感应电压就会在金属护套上就会形成较大电流。这种状态下，因为缆芯导体电阻小，导体和金属护套将同时发热使得电缆的绝缘老化，降低了绝缘等级，缩短了电缆寿命，也浪费了电能；更严重的是：当线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成更高的感应电压，一旦感应电压超过电缆外护套击穿电压值，会导致外护套击穿，形成单芯电缆接地故障。

因此，35kV以级的单芯大容量电缆护层不能两端接地。而是将电缆金属护层一端三相互连并联接地，另一端不接地。但是，当雷电波或内部过电压沿电缆线芯流动时，电缆金属护层不接地端会出现较高的冲击电压，或者当系统短路事故电流流经电缆线芯时，其护层的不接地端也会出现很高的工频感应电压。这种过电压可能击穿电缆外护层绝缘，造成电缆金属护层多点接地，形成环流。严重影响电力电缆的正常运行，甚至大幅减少电缆使用寿命。

为解决这个问题，电力行业标准DL/T401-2002《高压电力电缆选用导则》的规定：要选用电缆护层保护器以限制电力电缆金属护层（或金属护套）上的感应电压和故障过电压。通常，为限制电力电缆金属护层上的感应电压和故障过电压避免在护层中形成环流，电缆金属护层一端直接接地，另一端用护层保护器接地的形式运行。电缆护层保护器的作用是当护层上的电荷逐渐积累，电压达到一定值时，护层保护器瞬间动作，释放电流，使电缆安全运行，如果线路较长，还应将电缆护层分三段或三的倍数段，段间相互绝缘，分段处的护层交叉互联后通过保护器接地（相当于换相，均衡感应电压）。

规程规定：严禁单芯电缆穿钢管敷设。单芯电缆的护套是防磁材料（铝、不含铁磁材料的合金材料）制成。

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电缆护层保护器

保护器一般采用无间隙金属氧化物制成，相当于小的避雷器，使

用前应测量其绝缘电阻、作泄漏试验等，确保其各项指标正常。这点很重要，因为如果它的绝缘损坏，等同将电缆两端直接接地，会形成环流。运行中的护层保护器应严密监视其运行温度，测量其接地电流，发现异常尽快处理。

特别注意的是电缆护层与接地保护箱连接的电缆，若采用电力电缆，电缆头的制作应严格按照规程，半导体层与电缆头的距离不能过近，否则感应电压易将其击穿导致起火。电缆护层保护器的制作应由有资质的人员去做。再次，接地保护箱的门应锁好，这是因为在保护器未动作前，积累的电荷会对人身安全造成威胁。进行带电检修时，检修人员务必穿绝缘鞋、戴高压绝缘手套，要用绝缘良好的接地棒对地放电，以防伤害他人和自己，确无剩余电压后才能工作。 

高压电缆里半导体层的作用和制作要求

国家标准GB50168-92《电缆线路施工及验收规范》6.2.3条规定：6kV及以上电力电缆的终端和接头，尚应有改善电缆屏蔽端部电场集中的有效措施，并应确保外绝缘相间和对地距离。电缆终端的铜屏蔽断口处，由于电场集中，需要采取绕制半导体带来改善电场集中的措施。如果不采取这些措施，则会使得运行中电缆在屏蔽层断口处因电场集中而引发电缆绝缘击穿。

目前，半导体带的做法不是采取绕制，而是在电缆导体主绝缘体外粘敷一层半导体膜。这层半导体膜是用于减小高压静电场局部集中而发生击穿。半导体层与被屏蔽的绝缘层有良好接触，与金属护套等电位，从而避免在绝缘层与护套之间发生局部放电。

再者，电缆导体是由多根导线绞合而成，它与绝缘层之间容易形成气隙，加上导体表面不光滑，都会造成电场局部集中。在导体表面绝缘层上加一层半导体屏蔽层，它与被屏蔽的导体等电位，与绝缘层有良好的接触，这就避免了导体与绝缘层之间发生局部放电。这一层屏蔽称为内屏蔽层。导体外侧绝缘上没有金属护套的挤包电缆，除半导电屏蔽层外，还要增加用铜带或铜丝绕包的金属屏蔽层，作用是在正常运行时通过电容电流；当系统发生短路时，作为短路电流的通道，同时也起到屏蔽电场的作用。综上可见，如果电缆中半导体层和铜屏蔽不存在，三芯电缆芯间发生绝缘击穿的可能性非常大。

特别需要指出的是：制作电缆终端或接头时剥除一段半导体层和屏蔽层主要目的是用来高压对地的爬电距离。屏蔽断口处电场应力十分集中，是薄弱环节！采取适当的措施进行应力处理。电缆头附件设置应力锥就是为此而设。

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