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浅析矿用屏蔽电缆的接地方式

1. 技术特性
随着电力系统容量的增加和自动化水平的不断提高，现在电力系统的二次设备已经广泛的使用集成电路型或微机型的保护装置，这些保护装置的应用对提高系统的稳定运行是很有用的。但是相应的也提出来一些新的问题。比如因为微机保护装置都是采用的电子元件，单片机来构成的，而它是运行在高电压的环境下，这就有如何来抗电磁干扰的问题。而以前的常规电磁式保护装置受这方面的影响就不是很明显。
　　因此在高压变电所中，所有用于连接由开关场引入操控室继电保护设备的电流、电压和直流跳闸等可能由开关场引入干扰电压到基于微电子器件的继电保护的二次回路，都应采用带屏掉层的操控电线。高压变电所内为抑制电磁干扰而采用矿用屏掉电线，其屏掉层如何正确接地对降低外部电磁场对微机型二次设备的干扰水平，起着重要作用。
2.矿用屏掉电线的接地
矿用屏掉电线的平衡特性较差，因此良好的屏掉完整性和良好的接地对矿用屏掉电线来说是非常重要的。屏掉接地是为防止电气设备因受电磁干扰，而影响其工作或对其它设备造成电磁干扰的屏掉设备的接地。采用带屏掉层的操控电线，且屏掉层在开关场和操控室两端同时接地，是来国际通用的一种有效的二次回路抗电磁干扰措施。由IEEE变电所专委会工作组与继电器环境分专委会工作组提出的“变电所中操控与低压电线系统的选择和安装”文件中，专门有一节“操控电线的金属屏掉能降低感应暂态电压”谈到相关问题：“推荐矿用屏掉电线将屏掉层在两端接地。必须特别保持屏掉的完整性，拆断或分开屏掉将极大地降低屏掉效率；如果屏掉只在一端接地，在非接地端的包皮对地将可能出现很高的暂态电压。”操控矿用屏掉电线屏掉层两端接地的的优点是：
　　①当操控电线为母线暂态电流产生的磁通所包围时，在电线的屏掉层中将感应出屏掉电流，由屏掉电流产生的磁通，将抵销母线暂态电流产生的磁通对电线芯线的影响。假定屏掉作用理想，两者共同作用的kydl_byes结果，将使被屏掉层完全包围的电线芯线中的磁通为零，屏掉层形成了一个理想的法拉第笼。这也和带有二次短路线圈的理想变压器一样，铁芯中的磁通将为零。当然，屏掉层的屏掉作用，由于各种原因，不可能完全理想，因此，被屏掉的芯线在母线暂态电流的作用下，仍然会感应出一定的电压。
　　②屏掉层两端接地，可以降低由于地电位升产生的暂态感应电压。
　　当雷电经避雷器注入地网，使变电所地网中的冲击电流增大时，将产生暂态的电位波动，同时地网的视在接地电阻也将暂时升高。对变电所地电位升的测定结果说明，与正常交流电阻相比，地电阻常常增大10倍以上。当低压操控电线在上述地电位升的附近敷设时，电线电位的波动而受干扰。因此，接地浪涌电流引入的地电位升将可能对低压操控回路的绝缘配合带来严重影响。
　　为了定量地估计当雷电注入变电所地网时在操控电线缆芯中引起的暂态感应的数量，在30个变电所中进行人工注入地网较小冲击电流（100～4000A）时测定的电压情况。测定了两种电线屏掉情况下的暂态电压，一是无金属屏掉的电线，二是有金属屏掉且两端接地的电线。试验证明采用两端接地的矿用屏掉电线，可以将暂态感应电压抑制为原值的10%以下，是降低干扰电压的一种有效措施。
3. 矿用屏掉电线结论
矿用屏掉电线的屏掉层有两种接地方式，即两端接地和一端接地。一端接地时，屏掉层电压为零，可显著减少静电感应电压；两端接地使电磁感应在屏掉层上产生一个感应纵向电流，该电流产生一个与主干扰相反的二次场，抵消主干绕场的作用，显著降低磁场耦合感应电压，可将感应电压降到不接地时感应电压的1%以下。
　　矿用屏掉电线的屏掉层两端接地存在以下两个问题：
　　①当接地网上出现短路电流或雷击电流时，由于电线屏掉层两点的电位不同，使屏掉层内流过电流，将引起额外的冲击或干扰电压。
　②当屏掉层内流过电流时，对每个芯线将产生干扰信号，但电线芯所在回路为强电回路因而屏掉层电流产生的干扰信号影响较小。

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