CN218976300U - 地埋单芯高压电力电缆 - Google Patents

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董杰
刘维功
张洪阳
李明
时振堂
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Abstract

本实用新型公开了一种地埋单芯高压电力电缆，电力电缆包括线芯、绝缘层、金属护层和外护层，包括：多个等长线路段，其相互交叉互联，相邻的等长线路段的敷设排列方式不同。本实用新型中相邻的等长线路段采用不同的敷设排列方式，相较于采用统一敷设排列方式，可以减少单芯高压电力电缆金属护层感应电压及环流，有利于提高电缆传输容量。特别是，当发生单相接地短路故障时，本实用新型的电缆护层过电压普遍降低。

Description

地埋单芯高压电力电缆
技术领域
本实用新型涉及电力电缆技术领域，特别涉及一种地埋单芯高压电力电缆。
背景技术
地埋电力电缆当电压等级超过66kV时一般采用单芯敷设方式，单芯电力电缆的结构主要由导体线芯、绝缘层、屏蔽层、阻水带、金属护层、外护层等构成。交流电力电缆运行时，线芯中通过的交变电流会产生交变磁场。磁场产生的磁链不仅和线芯相链，也会和金属护层相链，在金属护层上产生感应电动势。对单芯的高压和超高压电力电缆，感应电压可能达到较大的数值，当电缆线路发生短路故障、遭受雷电冲击或操作过电压时，屏蔽上会形成很高的感应电压。将会危及人身安全，甚至可能击穿电缆外护套。
为了避免这种现象的发生，电力电缆通常采用一端接地的方式，长距离电缆线路(线路长度大于1km)，电缆金属护层采用交叉互联方式接地。交叉互联是将电缆线路分成3的倍数等长线路段，在每个线路段之间安装绝缘接头，金属护层在绝缘接头处用同轴电缆引出并经互联箱进行交叉互联后，通过电缆护层保护器接地，电缆两个终端的金属护层直接接地，这样形成一个互联段位。如果电缆线路更长时，可以通过若干个互联段位连接形成多段互联。目前，等长线路段的敷设方式采用的是统一排列形式，例如，平行敷设、三角敷设等。虽然护层交叉互联的形式可以遏制感应电压，但是由于电缆故障的随机性和不确定性，仍存在感应电压超过电缆耐受能力的可能性。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于，提供一种地埋单芯高压电力电缆，从而改善现有长距离电力电缆存在感应电压超过电缆耐受能力的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种地埋单芯高压电力电缆，电力电缆包括线芯、绝缘层、金属护层和外护层，包括：多个等长线路段，其相互交叉互联，相邻的等长线路段的敷设排列方式不同。
进一步，上述技术方案中，敷设排列方式为水平排列、竖直排列、直角排列、品型排列或紧挨三角排列。
进一步，上述技术方案中，水平排列、竖直排列、直角排列和品型排列的间距为0.2m。
进一步，上述技术方案中，等长线路段的数量为3的倍数。
进一步，上述技术方案中，等长线路段的数量为3个，等长线路段的敷设排列方式为水平排列-竖直排列-直角排列、竖直排列-直角排列-品型排列、直角排列-品型排列-水平排列、紧挨三角排列-水平排列-品型排列、直角排列-品型排列-紧挨三角排列、水平排列-紧挨三角排列-竖直排列或竖直排列-紧挨三角排列-水平排列。
进一步，上述技术方案中，等长线路段的敷设排列方式为直角排列-品型排列-水平排列。
进一步，上述技术方案中，等长线路段的长度为300～500m。
进一步，上述技术方案中，相邻的等长线路段之间设有绝缘接头，金属护层在绝缘接头处通过同轴电缆引出并经互联箱进行交叉互联后，通过电缆护层保护器接地。
进一步，上述技术方案中，两端的金属护层直接接地。
进一步，上述技术方案中，地埋单芯高压电力电缆与地面的最小距离为1m。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1.本实用新型中相邻的等长线路段采用不同的敷设排列方式，相较于采用统一敷设排列方式，可以减少单芯高压电力电缆金属护层感应电压及环流，有利于提高电缆传输容量。特别是，当发生单相接地短路故障时，本实用新型的电缆护层过电压普遍降低。
2.根据电缆长度选择每个等长线路段的电缆敷设排列方式，能够对不同长度电缆进行优化设置。
上述说明仅为本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本实用新型的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本实用新型的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。
附图说明
图1a是根据本实用新型的一实施方式的地埋单芯高压电力电缆的等长线路段截面示意图，其敷设排列方式为水平排列。
图1b是根据本实用新型的一实施方式的地埋单芯高压电力电缆的等长线路段截面示意图，其敷设排列方式为竖直排列。
图1c是根据本实用新型的一实施方式的地埋单芯高压电力电缆的等长线路段截面示意图，其敷设排列方式为直角排列。
图1d是根据本实用新型的一实施方式的地埋单芯高压电力电缆的等长线路段截面示意图，其敷设排列方式为品型排列。
图1e是根据本实用新型的一实施方式的地埋单芯高压电力电缆的等长线路段截面示意图，其敷设排列方式为紧挨三角排列。
图2是根据本实用新型的一实施方式的地埋单芯高压电力电缆的等长线路段之间连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。
在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向(旋转90度或其他取向)且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。
在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。
地埋电力电缆当电压等级超过66kV时一般采用单芯敷设方式，单芯电力电缆的结构主要由导体线芯、绝缘层、屏蔽层、阻水带、金属护层和外护层等构成。根据本实用新型具体实施方式的地埋单芯高压电力电缆被分为多个等长线路段，每段电缆相互交叉互联，相邻的等长线路段采用不同的敷设排列方式，即混合敷设方式。如图1a～1e所示，等长线路段的敷设排列方式可以为水平排列210、竖直排列220、直角排列230、品型排列240或紧挨三角排列250。
进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，水平排列、竖直排列、直角排列和品型排列的间距d为0.2m，其中直角排列的间距为直角边的间距。紧挨三角排列的间距为0。进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，地埋单芯高压电力电缆与地面100的最小距离h为1m。应了解的是，本实用新型并不以此为限，具体间距尺寸和与地面距离可以根据实际情况选择。
进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，等长线路段的数量可以为3的倍数。示例性地，等长线路段的数量为3个，等长线路段的敷设排列方式可以为水平排列-竖直排列-直角排列、竖直排列-直角排列-品型排列、直角排列-品型排列-水平排列、紧挨三角排列-水平排列-品型排列、直角排列-品型排列-紧挨三角排列、水平排列-紧挨三角排列-竖直排列或竖直排列-紧挨三角排列-水平排列。
进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，采用不同敷设排列方式的电缆护层过电压普遍低于各分段电缆采用统一方式，特别是发生单相接地短路故障时。
进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，等长线路段的长度为300～500m。
进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，相邻的等长线路段之间设有绝缘接头，金属护层在绝缘接头处通过同轴电缆引出并经互联箱进行交叉互联后，通过电缆护层保护器接地。进一步地，在本实用新型的一个或多个示例性实施方式中，两端的金属护层直接接地。
下面以具体实施例的方式更详细地说明本实用新型的地埋单芯高压电力电缆，应了解的是，实施例仅为示例性的，本实用新型并不以此为限。
实施例和对比例中，以110kV高压单芯交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆为例，电缆为铜芯导体，皱纹铝护层(金属护层)，电缆结构参数如表1所示。
表1电缆结构参数
Figure BDA0003877625110000061
参考图2所示，为三相地埋单芯高压电力电缆的分段及金属护层交叉互联示意图。三相电缆金属护层交叉互联，线路两端接地。电缆分为三个等长线路段，每一等长线路段电缆长度均为400m。其中，图中的敷设排列仅为示意，各实施例和对比例中敷设排列方式不同。
对比例
对比例中，三相电力电缆的三个等长线路段分别采用统一的水平排列、水平排列、竖直排列、直角排列、品型排列和紧挨三角排列，水平排列、竖直排列、直角排列和品型排列的电缆间距为0.2m。
对比例中假设电缆线路末端发生单相接地故障，计算后两个交叉互联点处过电压最大值为，结果如表2所示。可以看出，电缆分段统一排列方式的不同对两个交叉互联点护层过电压影响不大。若接地故障没有及时切除，护层过电压情况会一直存在，成为稳态过电压，会严重影响电缆的正常运行。
表2统一敷设排列的护层感应过电压最大值
Figure BDA0003877625110000071
实施例
实施例中，三相电力电缆的三个等长线路段分别采用不同的敷设排列方式，即，水平排列-竖直排列-直角排列、竖直排列-直角排列-品型排列、直角排列-品型排列-水平排列、紧挨三角排列-水平排列-品型排列、直角排列-品型排列-紧挨三角排列、水平排列-紧挨三角排列-竖直排列或竖直排列-紧挨三角排列-水平排列。混合敷设排列方式对护层过电压影响如表3所示。
表3混合敷设排列的护层感应过电压最大值
Figure BDA0003877625110000072
Figure BDA0003877625110000081
与表2统一敷设排列的计算结果相比，采用混合敷设排列，在交叉互联处的护层感应过电压普遍低于采用统一敷设排列方式的结果。在本实施例中的混合敷设方式中，直角排列-品型排列-水平排列的敷设排列方式的感应电压值最低。
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰，都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种地埋单芯高压电力电缆，所述电力电缆包括线芯、绝缘层、金属护层和外护层，其特征在于，包括：
多个等长线路段，其相互交叉互联，相邻的等长线路段的敷设排列方式不同；所述敷设排列方式为水平排列、竖直排列、直角排列、品型排列或紧挨三角排列。
2.根据权利要求1所述的地埋单芯高压电力电缆，其特征在于，所述水平排列、竖直排列、直角排列和品型排列的间距为0.2m。
3.根据权利要求1所述的地埋单芯高压电力电缆，其特征在于，所述等长线路段的数量为3的倍数。
4.根据权利要求3所述的地埋单芯高压电力电缆，其特征在于，等长线路段的数量为3个，等长线路段的敷设排列方式为水平排列-竖直排列-直角排列、竖直排列-直角排列-品型排列、直角排列-品型排列-水平排列、紧挨三角排列-水平排列-品型排列、直角排列-品型排列-紧挨三角排列、水平排列-紧挨三角排列-竖直排列或竖直排列-紧挨三角排列-水平排列。
5.根据权利要求1所述的地埋单芯高压电力电缆，其特征在于，所述等长线路段的长度为300~500m。
6.根据权利要求1所述的地埋单芯高压电力电缆，其特征在于，相邻的等长线路段之间设有绝缘接头，金属护层在绝缘接头处通过同轴电缆引出并经互联箱进行交叉互联后，通过电缆护层保护器接地。
7.根据权利要求6所述的地埋单芯高压电力电缆，其特征在于，两端的金属护层直接接地。
8.根据权利要求1所述的地埋单芯高压电力电缆，其特征在于，所述地埋单芯高压电力电缆与地面的最小距离为1m。
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