长距离大桥敷设高压电缆接地设计探讨
（上海市电力设计院有限公司，上海200072）
摘要：结合洋山深水池电缆过桥工程实际，阐述了长距离大桥数设特殊环境下，高压电统接地技术中，金属护套接地方式选择、接地极选择、接地连接方式选择等需要考虑的一些技术间题.关键词：大桥：高压电缆：接地设计 中图分类号：TM757 文献标识码：B 文章编号：1006-6357[2005}2-0017-03
电力电缆接地包括电力电缆金属护套接地及相应的电缆支架接地，合理的接地方式能限制电 线护套的感应电压、环流，将电缆接地处电位升高、危险影响等限制在允许值上.对大桥的特殊的敷设环境，这就有更为重要的意义.
和护层绝缘免遭击穿损坏.
2）.方式1为电压限制器Y形连接接地，方式2 绝缘接头处的保护器连接方式有三种（见图为电压限制器桥形连接接地，方式3为电压限制器桥形连接不接地.
1长距离大桥电缆金属护套接地方式
电缆金属护套有三种接地方式可供选择：
1）单点接地.护套单点接地电缆虽无环流，但是在内外过电压的作用下，在护套不接地编会缆的外护套甚至主绝缘，造成事故.因此，一般仅 产生一个较高感应电压该感应电压可能击穿电在电缆长度较短时我们才选用这种方式（根据过电压计算结果还需考虑加装回流线）.
图2绝缘接头处的保护器的三种提线方式
方式1的工频残压低，接线简单，在线检测、更换方便，但其冲击残压较高.
2）两点直接接地.金属护套两点直接接地，这种方式在金属护套中产生相当大的环流（可达 导体的50%~95%），其产生的热量会大幅降低电缆载流量并加速绝缘老化面缩短电缆寿命，因此在长距离桥梁敷设电缆时基本不予考虑采用.
方式2的工频残压低，冲击残压小于方式1，但每相需用2只电压限制器.
方式3的冲击残压较低，每相只需用1只电压限制器，但工频过电压时保护器阀片的两极和的对地绝缘，从面增大了保护器的尺寸和成本. 大地之间均有较高电压，这就需要加强阀片两极
3）交叉互联接地.为减小电缆正常运行及事故时金属护套上的感应电压，长距离电缆过桥 时应选用交叉互联方式（见图1）.
现在国内外的电力电缆护层保护接地多数是采用方式1的Y形结线方式.
对Y形结线的中性点，既可接地也可不接进人波到达护套断连处的交叉互联点时，在护套 地.中性点是否接地，各有优缺点.当发生短路，上产生两个方向相反、幅值相等的行波（这只是在互联装置相互对称时存在），此时中性点实际上是和大地同电位，因面也无电流通过接地点，这样中到的情况是互联装置是不对称的（如连接线的长 性点接地与否并无区别.但是，在实际中通常遇短不等），此时两个方向相反的行波其幅值不一
图1护套交艾互联原理图
压使换位绝缘接头处的保护器动作，过电压被前 在电缆接地短路后，护套上感应的工频过电减为保护器的工频残压，这样就保证了人身安全
4km长度进行一次绝缘隔离并单点接地.
样.如中性点接地则可减少这些影响，但其缺点 是电缆线路的两端或任一端的接地电阻较大时，但保护器阀片烧坏后很容易加以更换.如中性点不接地就需要加强阀片对地的绝缘，
2）接地点的电压升高.大桥电缆单相短路，单相接地故障电流有可能通过保护器把它烧坏，接地点的电压升高.经计算，接地点电压电位升高为186V，大大小于规程对接触电压、跨步电压的要求.不需要采取特殊的措施，
联且保护器Y形连接、中性点接地方式（如图3）. 综合上述因素，在大桥上电缆护套采用交叉互
3在大桥敷设电缆接地极选择
1）在大桥工程中，充分利用大桥混凝土结构中的钢筋骨架、金属结构物等金属管道，是减小接地电阻，节约接地材料并能达到均衡电位接地的 有效措施.由于大桥每个桥墩一般通过桩基等深人江（海）底，桥墩混凝土受水或潮湿土壤浸渍由于毛细管作用面吸收水分，一般渗透深度可达0.1~1.0m.在混凝土保护层内的钢筋，可以起到散流作用，其电阻率接近水的电阻率.
图3东海大桥电缆交叉互联示意图
2大桥上电缆的危险电压
2）采用混凝土钢筋接地对大桥结构的影响，根据试验，用o.9mm的铁丝绑扎的钢筋接头，对雷电流的引泄没有影响，面在雷电流通过时，可能在钢筋接头的绑扎处引起点焊现象.对于工频电流，通过实际测量发现，利用一般绑扎连接的钢筋 也能达到较好的接效果.然而，钢筋通过大电流，会因为发热面湿度升高，会使水泥与钢筋结合力显著减小.因此需要校核钢筋截面是否满足热稳定要求（雷电流流过钢筋时，由于历时较短，能量很小，因面钢筋发热并不显著）.
间隔很近，电力线上的电流会导致在通信线上产 1）对通信线的影响.若电力线和通信线的生感应电流和电压，在电力电缆接地短路故障时，甚至在负荷电流下，会导致二次电缆的芯线或护套上产生危险电压，危及人身和设备安全.我国0.5s作为危险电压的基准， 有关规定，以在负荷电流下60V，故障时650V/
电力电缆短路时，电缆在与其平行的通信电缆上产生的磁感应电动势如下式
4接地连接方式选择
式中：1为送电线路单相接地的短路电流：L为电缆第i段的长度：M.为50Hz时送电线路与电信线路间互感系数：K为50Hz接近段内各种接地导体的电磁综合屏蔽系数.
在大桥上敷设电缆，对电缆支架及电缆附件接地线连接方式也应采取相应的措施.
大桥将处于不同频率、振幅的振动条件下，同时由 大桥运行后，由于车辆、大风等荷载的作用，于大桥地处海上，空气中盐雾情况明显，如接地线与接地极（或支架）采用螺栓连接方式，在受到影响后接触面的接触电阻增大，一旦发生短路， 长期振动作用后，连接面不能保证紧密，受到盐雾在较大的短路电流通过时，会由于电阻发热产生大量的热量，甚至将接地螺栓烧毁，造成接地开路，导致严重的后果.
在大桥上，通信部门一般会沿电力电缆全线平行敷设全绝缘的通信光缆，全绝缘光缆不需要考虑磁危险影响，但是，电力部门为监控电缆运行状况的需要所数设的装有金属他装的光缆却需 要考虑磁危险影响.假设光缆隔一定距离进行1次换位，即光缆沿着A相电力电缆铺设2.25km，沿着B相铺设2.25km.沿着C相铺设2.25km，计算结果表明，当发生A相接地短路时，光缆铠装在两大段上（6.75km）的合成危险电压> 650V.光缆铠装上的感应电压>60V.故恺装需要进一步降低危险电压.
接地扇铁与接地极焊接的方式，经过热稳定计算， 因此，在东海大桥上，对电缆支架我们采用了接地肩铁选择为40mm×6mm截面（焊缝大于
可采取的具体措施为：将光缆铠装换位，每隔
（下转第21页）
5.2海缆首端登陆
5.3深水段边敷边埋
5.4海缆尾端登陆
（上接第18页）
图3海堰施工船
用卷扬机将电缆端头牵引至人水槽后，布缆机将电缆不断从船上送人水中，电缆在入水时系上充气轮胎，海缆悬浮在水面，通过岸上卷扬机的牵引将电缆拉人浅滩上预先挖好的电缆沟槽待 电缆到达终端站后，拆去轮胎，拆去轮胎时要注意保持电缆的弯曲半径，防止电缆发生打结或弯曲过小现象.
在理设犁外，用小船悬吊海缆逐步将海缆移入型内，再装上6节固定式导缆笼，将埋设犁放到江，随水深增加不断加装导笼，直至导缆笼露出水面.启动高压水泵，边送犁、边出水冲沟、边向前移动，使之达到埋深2.5m的设计要求.电 缆在中间水域敷设时必须连续进行不能停顿，更不允许发生敷设船后退的现象，因为这样做可能造成电缆打扭、打结.敷设船在移动中尽可能根据S弯调整航线，使深水段海缆有适当的松弛度.
施工船到达终点-崇明侧时，利用高潮位尽可能靠近浅滩锚泊，潜水员配合在电缆上绑上悬吊海缆绳索，准备起吊及脱卸埋设犁和尾端海缓登陆.小船配合在吊起埋设犁的同时品起海缆 以保持理设犁外的海缆允许的弯曲半径.同时逐
100mm），接地扁铁与大桥箱梁内的接地预埋件采用放热焊接方式相连，以保证焊接处足够的强锌防腐处理.另外根据大桥的结构，300m左右 度与较小的接触电阻，焊接完毕后均采用喷的电缆支架作一个分区，在这个分区内至少有两处接地极，这样即使一处接地极脱落，另外一处接地极仍能保证该段电缆支架接地有效.
一拆除导缆笼，再将理设犁电缆通道的挡门打开，将电缆从通道中取出，海缆缓慢放出，在人水槽的下口处，在海缆上绑扎轮胎，使放出的海缆顾水流浮在水面上离开敷设船，成“Ω”形漂浮水面.登陆的长度放出后，切断多余的海缆经封端处理 后，进行末端的登陆作业.
6试验
6.1工厂试验
1）合同海缆交货的同时提供半成品单芯电缆芯试验报告和成品海缆例行试验报告，试验内容如下：
（1）一次图绕试验.
部放电试验，1.5U.时放电量小于20pC. （2）从每根电缆的首尾各取一段试样进行局
（3）在整根电缆上做交流耐压30min，200kV对应20 kV/mm.
（4）测导体直流电阻.
6.2目的港试验
海缆卸货至买方敷设船后由买方进行下列试验，该试验合格并不减轻制造厂对质量所负的责任和保证.
（1）海缆主绝缘直流耐压10kV. （2）测试海缆全长的各相导体的直流电阻.（3）测试海缆全长各相金属套直流电阻.（4）光纤试验.
7竣工试验
据双方技术协议，竣工试验方法是施加运行电压持续24h.该线路于2005年4月投人运行，委芸电力系统及其自动化专业高圾工程师，上海电理输配电公司总工程局
电缆中间接头接地线与接地极亦采用了放热焊接的方式.
参考文献
[1]DL/T5221-2005城市电力电缆线路设计技术规定[S][2]要荟，高小庆，罗俊事，袁浮智，电力电缆保护接地[3]高电压技术，1998.12.
城上海电力设计院有限公司（激明）主任工程纬 廣專高级工程希、电力系统及其自动化专业，工商管理
硬土、上海电力设计院有限公司总经理
