pe线路如何接地
作者:路由通
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发布时间:2026-02-15 19:30:16
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聚乙烯线路的接地是保障电力系统安全稳定运行的关键环节,涉及线路设计、施工安装、运行维护全过程。本文将从接地基本原理出发,系统阐述聚乙烯绝缘电缆的接地方式选择、接地电阻要求、施工工艺要点、故障诊断方法以及相关标准规范。内容涵盖从理论到实践的多个核心层面,旨在为相关从业人员提供一份详尽、专业且具有高度实用性的操作指南,确保接地系统有效可靠。
在现代化的电力输配网络中,聚乙烯绝缘电缆因其优异的电气性能和机械特性而得到广泛应用。然而,任何优良的绝缘材料都无法保证绝对的安全,一套设计科学、施工规范、维护到位的接地系统,是构筑电力安全防线的基石。对于聚乙烯线路而言,其接地并非简单地将金属屏蔽层或铠装层接入大地,而是一个涉及电磁兼容、过电压保护、人身设备安全以及系统可靠性的综合性工程课题。本文将深入剖析聚乙烯线路接地的方方面面,为您呈现一幅清晰而全面的技术图景。
理解接地的基本目的与类型 接地,究其本质,是为电流提供一条低阻抗的泄放通道。对于聚乙烯线路,接地首要目的是保障人身安全。当电缆外护套或金属屏蔽层因绝缘破损等原因带电时,良好的接地能迅速将故障电流导入大地,降低接触电压,防止触电事故。其次,是为了保护电缆本体和设备。合理的接地能限制金属护套或屏蔽层上的感应电压和故障过电压,避免绝缘被击穿。再者,接地有助于系统稳定,为短路电流、雷电流、操作过电压等提供泄放路径,维持系统电压稳定,减少对通信系统的干扰。 聚乙烯线路的接地主要涉及两端接地、单端接地和交叉互联接地等方式。两端接地即在电缆线路的首端和末端均将金属屏蔽层或铠装层接地,结构简单,能有效限制护套电压,但会在金属层中形成环流,产生附加损耗。单端接地则仅在电缆线路的一端接地,另一端通过保护器或保持悬空,可彻底消除环流,但非接地端的护套在系统不对称或遭受过电压时可能呈现高电位。交叉互联接地常用于长距离高压电缆线路,通过将各相电缆的金属护套分段并交叉连接后再接地,能大幅降低感应电压和环流,是技术经济性较优的方案。 接地方式的选择依据与考量 选择何种接地方式,并非随意而定,需进行严谨的技术经济比较。首要考量因素是电缆线路的电压等级与长度。对于中低压短线路,感应电压问题不突出,两端接地因其简单可靠常被采用。对于高压及超高压电缆,尤其是长度超过数百米时,护套上的感应电压可能危及人身和设备安全,此时需优先考虑采用交叉互联接地或单端接地结合护层保护器的方式。 其次需评估系统短路容量和接地故障电流水平。在短路电流较大的系统中,两端接地可能产生巨大的护套环流,导致电缆过热,需计算其热效应是否在允许范围内。此外,敷设环境也至关重要。直埋敷设时,电缆金属护套与大地接触良好,接地电阻相对较小;而在桥梁、隧道或排管中敷设时,接地条件可能较差,需专门设计接地网。最后,还需综合考虑线路的重要性、投资成本、运行维护的便利性以及当地电力部门的规程要求。 接地电阻的技术要求与测量方法 接地电阻是衡量接地装置性能的核心指标,其值大小直接关系到接地效果的好坏。根据国家能源行业标准《交流电气装置的接地设计规范》等相关规定,电力电缆金属护套及铠装层接地电阻的要求,通常需满足与其相连的电气装置接地网的整体电阻要求。对于配电系统,一般要求工作接地电阻不大于4欧姆;在土壤电阻率较高的地区,可放宽至10欧姆,但需采取特殊措施。 测量接地电阻常用方法有三级法、四级法和钳形表法。三级法(电位降法)是最经典准确的方法,需在接地极一定距离外打入电流极和电压极进行测量。四级法则能消除引线电阻的影响,精度更高。钳形表法无需打辅助电极,操作便捷,特别适用于有并行接地引下线的场合,但其测量结果是一个回路电阻,需在特定条件下使用和解读。测量应在干燥季节进行,并注意消除零序电流、电磁干扰等对测量结果的影响。 接地体与连接导体的选型与施工 接地系统的实体由接地体和连接导体构成。接地体分为自然接地体和人工接地体。应优先利用电缆沟内的金属支架、埋地金属管道等自然接地体。人工接地体常采用角钢、钢管、圆钢或铜覆钢材料,其规格、埋深和间距需根据土壤电阻率和接地电阻要求计算确定。在腐蚀性较强的土壤中,应选用耐腐蚀材料或加大截面,并可采用阴极保护等技术。 连接导体用于将电缆的金属屏蔽层、铠装层与接地体可靠连接。通常采用镀锌扁钢或铜绞线。其截面积需满足热稳定和机械强度的要求,一般不小于电缆屏蔽层截面积的一半,且需符合《电力工程电缆设计标准》中的具体规定。连接必须牢固可靠,采用放热焊接、压接或螺栓连接(需有防松措施)等方式,连接处应做防腐处理。电缆终端处的接地线应尽可能短而直,以减少阻抗。 电缆终端与接头的接地处理要点 电缆终端和接头是线路的薄弱环节,其接地处理尤为关键。对于高压电缆终端,金属屏蔽层通常需剥切并引出接地。剥切处应光滑无毛刺,并用应力锥或应力带妥善处理电场集中问题。引出的接地线应使用专用接地编织带或铜绞线,与终端尾管或接地端子可靠连接。户外终端塔或架构应有良好的接地引下线。 对于电缆中间接头,其金属外壳必须接地。直埋接头应放置在接头保护盒内,保护盒的接地端子需与两侧电缆的金属护套及接地线连通。在交叉互联接地的分段处,绝缘接头两侧的金属护套需通过交叉互联箱实现交叉连接和接地,箱内护层保护器的选型与参数必须与系统匹配,以限制绝缘接头在过电压下的电位差。 敷设环境对接地系统的特殊要求 电缆的敷设环境深刻影响着接地系统的设计。在直埋敷设时,电缆的金属铠装层本身与土壤接触,可视为一个分布式接地电极,但为了达到更低的接地电阻和更高的可靠性,仍要求每隔一定距离(如50-100米)或在线路两端设置集中的接地极,并通过接地线将所有金属铠装层电气连通。 在电缆隧道或沟道内敷设时,通常要求沿隧道全长敷设专用的接地干线(通常为镀锌扁钢),所有电缆支架、电缆金属护套均需与此接地干线可靠连接,干线本身则需在多个点与隧道外的主接地网相连。对于桥梁上敷设的电缆,其接地应充分利用桥梁自身的金属结构作为自然接地体,同时需注意避免因桥梁振动导致接地连接松动,并考虑不同金属连接时的电化学腐蚀问题。 过电压保护与接地系统的协同 聚乙烯线路,特别是高压线路,在遭受雷击或开关操作时会产生瞬态过电压。接地系统需与过电压保护装置协同工作。对于采用单端接地或交叉互联接地的电缆,其不接地端的金属护套上会感应出较高的工频和瞬态电压,必须安装金属氧化物护层保护器以限制此电压在安全范围内。保护器的接地端应就近以最短路径接入接地极,其接地电阻值直接影响保护器的限压效果。 此外,电缆线路两端连接的变电站或开关站的避雷器接地、系统工作接地、保护接地应共用一个接地网,以降低地电位差,防止过电压反击。在土壤电阻率高的地区,为改善冲击接地电阻,可采用放射形接地体、深井接地或使用降阻剂等措施。 接地系统的防腐与耐久性设计 埋入地下的接地装置长期面临土壤腐蚀、电化学腐蚀的威胁,其腐蚀速率直接影响接地系统的寿命和可靠性。设计时需进行土壤腐蚀性评估。在腐蚀性强的地区,应优先选用耐腐蚀的铜材或铜覆钢材料。对于钢质接地体,需保证足够大的截面,并采用镀锌或涂刷沥青等防腐措施。 连接点的防腐同样重要。放热焊接头本身抗腐蚀能力强;对于压接或螺栓连接点,必须使用导电防腐膏并加装防腐带进行密封包裹,防止水分和电解质侵入。定期开挖检查接地体的腐蚀情况,是保障长期可靠运行的必要手段。 施工过程中的质量控制关键点 优良的设计需要严格的施工来落实。接地施工前,应对接地极处的土壤电阻率进行实测。接地沟的开挖深度和长度须符合设计要求,通常要求垂直接地体顶端埋深不小于0.6米。接地体敷设应平直,与土壤紧密接触,回填土不应夹杂石块、垃圾,并分层夯实。 电缆金属护套的接地引出作业需格外小心,避免损伤主绝缘。接地线连接前,需将连接部位的金属表面打磨光亮,去除氧化层。每个连接点施工完成后,都应进行直观检查和导通测试,确保接触电阻合格。整个接地系统安装完毕后,必须进行整体接地电阻测量,并记录在案,作为竣工资料的一部分。 运行维护中的检测与诊断 接地系统并非一劳永逸,需要定期的检测与维护。应结合线路巡检,检查接地引下线有无断裂、松动、锈蚀现象,连接端子是否完好。定期(如每1-3年)测量接地电阻值,并与历史数据比较,若电阻值显著增大,则可能意味着接地体腐蚀或连接不良。 对于交叉互联接地系统,需定期测量交叉互联箱内护层保护器的泄漏电流和三相护套的环流,通过不平衡度分析判断系统是否正常。还可采用红外热成像技术,检测接地连接点、护层保护器等部位是否存在异常发热,这往往是接触电阻过大或内部故障的先兆。 常见接地故障的分析与处理 聚乙烯线路接地系统常见的故障包括接地线被盗割或机械损伤、连接点因腐蚀或振动而松脱、接地体严重腐蚀断裂、以及护层保护器失效等。这些故障可能导致金属护套电位升高、环流异常增大、甚至引发电缆主绝缘击穿。 当监测到护套环流异常、接地电阻超标或发生相关保护动作时,应迅速排查。处理流程通常包括:检查可见部分的接地引下线;分段测量接地电阻,定位故障区段;开挖检查怀疑区域的接地体;检查交叉互联箱内设备。找到故障点后,根据情况采取重新连接、更换接地体或护层保护器等措施,处理后必须重新测试,确保参数恢复正常。 相关标准规范的核心要点解读 聚乙烯线路的接地工作必须遵循国家及行业标准。除前述的接地设计规范外,《电力工程电缆设计标准》对电缆线路接地有专章规定,明确了各种接地方式的应用条件、接地电阻要求、接地线截面选择等。《电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范》则详细规定了施工与验收的技术要求和试验方法。 理解这些规范时需抓住核心:一是强调接地系统的可靠性,必须满足人身安全与设备安全的最低要求;二是注重技术经济合理性,鼓励通过计算分析选择最优方案;三是要求全过程质量控制,从设计、选材、施工到验收、运维,每个环节都有据可依。 新技术与新材料的应用展望 随着技术进步,一些新方法和新材料正逐步应用于接地领域。例如,长效化学降阻剂能有效降低高土壤电阻率地区的接地电阻,并具有一定的防腐功能。石墨基柔性接地体具有耐腐蚀、施工方便、寿命长等优点,适用于地形复杂或腐蚀严重的地区。 在监测方面,基于物联网技术的智能接地在线监测系统开始出现,能够实时监测接地电阻、环流、连接点温度等参数,并通过无线网络上传至监控中心,实现接地系统状态的实时感知与预警,极大提升了运维的主动性和智能化水平。 将安全理念融入每个细节 聚乙烯线路的接地,是一项融合了电气理论、材料科学、施工技术和运行经验的系统性工程。它没有太多高深莫测的理论,却需要从业者秉持严谨细致、一丝不苟的工匠精神。从一根接地极的选材埋设,到一个连接点的打磨紧固,再到一组数据的测量分析,无不关乎整个电力网络的安全命脉。唯有深刻理解接地的原理与要求,严格执行标准与规程,并在实践中不断总结与创新,才能构筑起坚不可摧的电力安全屏障,让清洁电能通过聚乙烯线路这一现代血管,安全、稳定、高效地输送到每一个需要它的角落。 希望本文的系统阐述,能为您在处理聚乙烯线路接地问题时提供有力的理论支撑和实践指引。安全无小事,接地系全局,值得我们投入百分之百的关注与努力。
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