摘要：旁路运行技术在配电网系统中的推广应用，能有效解决常规运行方式无法解决的技术问题，因此，有必要利用技术创新设计开发一套用于实现旁路检修所用的柔性电缆自动收放装置，在极大程度的提高旁路检修作业效率的同时，有效降低作业人员的劳动强度。
关键词：10kV配电网；不停电作业；电缆保护；接地研究
1 10kV配电网不停电作业中旁路柔性电缆的保护接地问题分析
1.1 旁路柔性电缆金属护套环流的产生和大小
电力规程规定，35kV及以下电压等级的电缆都采用两端接地方式。35kV及以下电压等级的电缆多为三芯电缆，如10kV电力电缆。三芯电缆在正常运行时，三根线芯分别流过A、B、C三相交流电流，根据基尔霍夫电流定律，其相量和为零，因而在电缆的金属护层上基本没有交链的磁通，两端感应出的电压很小，金属护套两端接地在其内流通的感应电流很小基本可以忽略，其接地保护的作用也更好。旁路柔性电缆为单芯电缆，而高压单芯电缆金属护层的保护接地方式通常采用护层一端直接接地，另一端通过护层保护再接地；或护层中点直接接地，两端金属护层通过保护再接地；以及电缆换位金属护套交叉互联等方式。而金属护套两端接地的方式仅适用于电缆极短同时负载较小的电缆线路。
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图1 10kV架空配电线路旁路作业旁路系统示意图
图1中10kV架空线路旁路作业旁路系统的两台旁路负荷开关Q1和Q2之间的旁路柔性电缆由于两端都通过旁路负荷开关的金属外壳采取了保护接地，10kV电缆线路旁路作业的旁路系统的旁路柔性电缆两端都通过环网柜金属外壳采取了保护接地。这时旁路柔性电缆与普通高压单芯电缆一样其芯线与金属护层组成了相当于原副线圈变比为1∶1的变压器，芯线通过电流时就会有磁力线交链于铠装层和金属屏蔽层，使它的两端出现较高的感应电压，在金属护层与通过大地构成的闭合回路伤流过环流.
1.2 旁路柔性电缆金属护套环流对测量分流电流的影响
在配电网综合不停电作业中，当旁路系统组建完成，通过倒闸操作将其投入运行后，为了确认旁路系统的负载情况，按照作业流程需要使用钳形电流表测量其实际电流。
上图1中Q1、Q2至架空线路之间，旁路柔性电缆只在旁路负荷开关一侧采取了保护接地，其金属护套与大地之间不能构成回路，因此就不会有环流对测量的准确性造成影响，可测得约50%的负载电流。但图1中Q1、Q2之间因为旁路柔性电缆金属护套两端通过旁路负荷开关或环网柜金属外壳接地后，内部芯线电流和金属护套感应环流的共同作用，钳形电流表不能正确测出旁路柔性电缆的实际负载电流。
2 10kV配电网不停电作业中旁路柔性电缆的保护接地设计方案
电缆自动收放装置主要是实现在进行不停电作业旁路检修时，对柔性电缆进行自动的回收和施放功能，本装置选用自重300kg的电动履带车作为载重底盘，上装结构为自动绕线机构，通过无线遥控装置或者自动绕线机面板上的功能按钮来控制电机及传动机构带动电缆转盘正转或反转，以达到电缆自动回收和施放的目的，从而极大的提升旁路检修装备的自动化程度和作业效率，有效降低现场作业人员的劳动强度。电缆自动收放装置可以进行单相电缆或三相电缆的自动回收和施放，并且单相电缆和三相电缆的绕线方式可以灵活的调节切换，当需要从三相电缆的绕线方式切换至单相电缆收放时，中间的两个绕线盘按下限位卡扣后，可以沿转轴水平滑动，将其拨向两侧，中间区域即可进行单相电缆的自动收放，如需要进行三相电缆收放，还是按下限位卡扣，沿转轴水平移动绕线盘至预定位置，松开限位卡扣即可固定于转轴之上。本装置还配置可以灵活收放的支腿，确保履带车底盘的稳定性，且支腿保证有足够的刚度。电缆自动收放装置的绕线机构设计为无线控制，能实现自锁控制，只有启动电机，转盘上的电缆才可以施放和回收，履带车底盘与绕线机构可以根据需求，绕线转轴垂直或平行于履带车底盘行进方向放置，调节方式灵活。
3 10kV配电网不停电作业中旁路柔性电缆接地保护解决措施
旁路柔性电缆作为10kV配电网络综合不停电作业专用工具，应保证其使用寿命和使用的安全，并且在综合不停电作业旁路系统投入运行后，为有利于判断电流分流的情况，应尽可能准确地测量其电流。因此必须采取合适的保护接地措施，即其金属护层采用一点接地的方式来截断环流，避免电缆发热和提高测量的准确性。但是在以下情况下，在旁路柔性电缆金属护层不接地的一端会产生较高的感应电压：
(1)当雷电流或过电压波流过电缆芯线时，将出现很高的冲击电压；(2)系统发生短路时，将出现较高的工频感应电压；(3)当负荷电流较大，电缆长度较长时，将有较大的工频感应电压。按照电力工程电缆设计的要求，单芯电缆线路的金属护套只有一点接地时，任一点的感应电压不应超过50～100V(未采取不能任意接触金属护套的安全措施时不大于50V；如采取了有效措施时，不得大于100V)，并应对地绝缘。从保证综合不停电作业安全的角度来考虑，选择在正常运行条件下不超过50V。
旁路柔性电缆的额定电流一般为200A，进行10kV配电网综合不停电作业的条件之一是旁路柔性电缆的额定电流应大于等于1.2倍的待检修线路的负载电流。这里用200A来简单计算一下感应电压不超过50V时旁路柔性电缆的长度。旁路柔性电缆金属护层上的感应电动势的有效值即等于芯线上的电压降的有效值，如旁路柔性电缆单位长度的阻抗值按照普通电力电缆取0．08Ω/km，则旁路柔性电缆的长度L应为:0.08L×200≤50L≤3.125km
实施10kV架空线路不停电作业时，所需的旁路柔性电缆总长度一般都较短。因而从式可知，10kV综合不停电作业中旁路柔性电缆的金属护层如采用一端接地的方式，在正常运行条件下另一端并不会感应出超过50V的电压。当然在雷电流、过电压波、短路电流的作用下，其感应电压降升高几十倍。这时可能对作业人员的安全带来一定的危险，且当冲击感应电压或工频感应过电压超过旁路柔性电缆外护层绝缘水平时，外护层击穿多点接地后在旁路柔性电缆金属护层上形成环流。
因此三相旁路柔性电缆的金属护层的保护接地应采用一端互联接地，另一端加装护层保护器的方式；当旁路柔性电缆较长时，可采用中间接地，两端加装护层保护器的方式。而旁路柔性电缆的要实现上述保护接地方式，必须改进现在的设备条件，如将旁路柔性电缆本体的金属护层与其快速插拔式电缆终端外壳之间绝缘，专门引出接地用的具有绝缘护套的引线，在需要的时候进接地或接到护层保护器，不需要接地时用绝缘胶布将其接线端子进行绝缘防护即可。同时在敷设旁路柔性电缆时，使3根电缆尽量靠近或按照品字形布置，使得三相电流产生的磁场互相影响，尽量使空间磁场变小，从而降低感应电压。
4 结语
综上所述，对于旁路不停电作业的高效开展及提高供电可靠性具有极其重要的意义，对于旁路电缆不停电作业技术的全面推广和应用，具有极高的实用价值和经济效益。
参考文献:
[1]罗阳.电缆不停电技术在配网带电作业中的应用研究[J].智能城市，2018，4（20）：152-153.