行晋源，吴昊
四川电力设计咨询有限责任公司，四川 成都 610041
摘要：针对目前电缆线路多回并行输电存在的主要问题建立数学模型，采用PSCAD/EMTDC进行仿真，计算2回电缆并联输电时不同布置方案下的电缆载流量和金属护层感应电压。结果表明2回电缆逆向序布置和分层布置时载流量均匀分配，金属护层感应电压满足规范要求，推荐工程中采用该布置方案，考虑到同相两根电缆参数在实际工程中一般存在差异，选取电缆载流量时建议考虑一定的裕度。
关键词：同相两根；布置方案；载流量；感应电压
引言
随着城市建设的不断推进，用电负荷不断增加。近几年来高压大截面电缆得到了越来越大范围的推广和应用。因市区路径受限，同一隧道中往往需敷设多回电缆。目前电缆线路多回并行输电目前存在的主要问题为[1-4]：由于电缆间存在邻近效应的影响，同相2根并联电缆的导体交流电阻不能完全匹配。每一根电缆的电感受到同相另一根电缆和其他相电缆的影响，并联电缆排列方式不同将造成各根电缆的电感产生比较大的差值。每根电缆的交流电阻和电感不同，总的阻抗将不相等。在三相对称电压相等的情况下，各根电缆电流的分配主要决定于各自的阻抗。因此，每回同相两根电缆之间排列方式不当时，电缆的载流量不能均匀分配，将产生多根电缆载流量不平衡现象，这就会大大降低整体电缆回路的输送容量。同时，采用分裂型式的两根子电缆由于存在线路长度差异，接头工艺差异，电缆制造时本身的微小差异也造成两根子电缆阻抗值不同。
针对目前这种情况，有必要对高压大截面电缆同相两根并联布置方案进行研究，分析不同布置方案下电缆的载流量和金属护层感应电压，选出适用于实际工程的布置方案。
1 电缆布置方式
用于输电线路的同相两根大截面电缆并联运行可以看作工频似稳电磁场，因此模型可以做如下简化：由于电缆长度与直径相比为无限大，可将整个场看作二维电磁场，忽略位移电流的影响导体的电导率为常数；忽略铁磁物质的磁滞效应
以YJLW02 127/220 1×2000mm2交联聚乙烯绝缘电力电缆为例，计算2回电缆并联时的电流分布。计算采用国际通用电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC完成。
图1为2回电缆并联时不同的布置方案图，计算不同布置方案的电缆载流量和属护层感应电压。
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由表1、表2可以看出，方案1、2与方案3、4相比，不平衡系数相差很大，同相电缆电流分配极不均匀。因此，若电缆排列采用方案1、2，一方面在正常运行时会造成电缆的利用率降低，造成不必要的浪费；另一方面在事故条件下，电缆载流量较大，可能会造成其中一根电缆载流量超过其允许限值，从而损伤电缆。采用方案3和方案4时，同相两根电缆间的载流量理论上平衡，在工程中应采用方案3和方案4的电缆排列方式。
由表3的可以看出，方案1的金属护层感应电压最大，方案2的技术护层感应电压最小，方案3和方案4位于之间，方案3略大于方案4。所有方案均满足设计规范要求的“在采取有效防止人员接触金属护层措施时，感应电压不大于300V”[6]。
上述计算的前提是两根电缆参数完全一致，而在实际工程应用中，两根子电缆长度不可能完全相同，且中间接头由于现场制作，受人为制作工艺差异制约，每个接头阻抗值也不同，因此两根子电缆全线阻抗值将有所不同，这会对并联输电的载流量带来一定影响，实际工程应用时，电缆载流量建议考虑一定的修正系数。
2 结论
（1）电缆线路采用相分裂输电方式时，需注意回路中每相相分裂电缆的空间排列，文中方案1、2的每相电缆电流分配极不均匀，这种方式会造成不能充分利用多根电缆的载流能力，还可能造成其中一根电缆过载；方案3、4中同相电缆载流量分配更均匀，因此在设计施工时，可以根据实际情况选取3、4中的排列方案。
（2）在实际工程应用中，两根子电缆长度不可能完全相同，且中间接头由于现场制作，受人为制作工艺差异制约，每个接头阻抗值也不同，因此两根子电缆全线阻抗值将有所不同。因此，在设计电缆截面选择时，宜考虑一定的安全系数。
参考文献
[1] 韩晓鹏,李华春,周作春.同相两根并联大截面交联电缆敷设方式的探讨[M].高电压技术，2005,31(11),66-67.
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[5] GB 50217 电力工程电缆设计规范[S],2007.