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琛屾キ璩囪▕
西安屏蔽控制電纜|蘭州屏蔽控制電纜
作者:  發表日期:2019/7/4  瀏覽次數:793
淺析屏蔽控制電纜的接地方式

1。屏蔽控制電纜技術特性

隨著電力系統容量的添加和自動化水平的不斷進步,現在電力系統的二次設備已經廣泛的運用集成電路型或微機型的保護裝置,這些保護裝置的應用對進步系統的安穩運行是很有用的。但是相應的也提出來一些新的問題。比方因為微機保護裝置都是選用的電子元件,單片機來構成的,而它是運行在高電壓的環境下,這就有如何來抗電磁攪擾的問題。而曾經的常規電磁式保護裝置受這方面的影響就不是很明顯。

因而在高壓變電所中,一切用于連接由開關場引進操控室繼電保護設備的電流、電壓和直流跳閘等可能由開關場引進攪擾電壓到根據微電子器件的繼電保護的二次回路,都應選用帶屏蔽層的控制電纜。高壓變電所內為按捺電磁攪擾而選用屏蔽控制電纜,其屏蔽層如何正確接地對下降外部電磁場對微機型二次設備的攪擾水平,起著重要效果。

屏蔽控制電纜的攪擾源再外導線中電流發生的磁通以虛線同心圓表示,這些磁通的一部分圍住屏蔽控制電纜芯和其屏蔽層(可近似以為圍住這兩種的磁通持平),稱為攪擾磁通,如圖1(a)所示。它在電纜芯和屏蔽層中感生一電勢Es(。),發生屏蔽層電流Is(。),如圖1(b)所示。電勢Es(。)等于屏蔽層電流在屏蔽層電阻Rs和自感抗上Xs的電壓降落,即:Es(。)=Is(。)Rs+jIs(。)Xs

屏蔽層電流所發生的磁通圍住著屏蔽層,也悉數圍住著電纜芯,這些磁通和外導線發生的攪擾磁通方向相反,故稱為反向磁通,在圖1(a)中以實線同心圓表示。按電磁感應原理可知,在抱負狀況下,假如屏蔽層電阻為零,這種反向磁通可將攪擾磁通悉數抵消,即反向磁通在電纜芯中發生的互感電動勢Er(。)和攪擾磁通在電纜芯中感應的電動勢Es(。)巨細持平,方向相反。設屏蔽層對電纜芯的互感抗為Xm,則:Er(。)=-jIs(。)Xm

因屏蔽層將電纜芯徹底圍住在內,故Xm=Xs。從上式可看出,假如屏蔽層電阻Rs=0,則Es(。)=-Er(。)。但是屏蔽層不可能沒有電阻,故攪擾磁通在電纜芯中感應的電動勢不能被抵消的部分為Es(。)+Er(。)=Is(。)Rs,即與屏蔽層的電阻成正比。因而,要有用地消除電磁耦合的攪擾,就有必要選用電阻系數小的資料如銅、鋁等做成屏蔽層。

2.屏蔽控制電纜的接地

屏蔽控制電纜的平衡特性較差,因而杰出的屏蔽完整性和杰出的接地對屏蔽控制電纜來說是非常重要的。屏蔽接地是為避免電氣設備因受電磁攪擾,而影響其作業或對其它設備造成電磁攪擾的屏蔽設備的接地。

選用帶屏蔽層的控制電纜,且屏蔽層在開關場和操控室兩頭一起接地,是來世界通用的一種有用的二次回路抗電磁攪擾措施。由IEEE變電所專委會作業組與繼電器環境分專委會作業組提出的“變電所中操控與低壓電纜系統的選擇和裝置”文件中,專門有一節“控制電纜的金屬屏蔽能下降感應暫態電壓”談到相關問題:“推薦屏蔽控制電纜將屏蔽層在兩頭接地。有必要特別堅持屏蔽的完整性,拆斷或分隔屏蔽將極大地下降屏蔽功率;假如屏蔽只在一端接地,在非接地端的包皮對地將可能出現很高的暫態電壓。”

操控屏蔽控制電纜屏蔽層兩頭接地的的優點是:

①當控制電纜為母線暫態電流發生的磁通所圍住時,在電纜的屏蔽層中將感應出屏蔽電流,由屏蔽電流發生的磁通,將抵銷母線暫態電流發生的磁通對電纜芯線的影響。假定屏蔽效果抱負,兩者共同效果的結果,將使被屏蔽層徹底圍住的電纜芯線中的磁通為零,屏蔽層形成了一個抱負的法拉第籠。這也和帶有二次短路線圈的抱負變壓器一樣,鐵芯中的磁通將為零。當然,屏蔽層的屏蔽效果,因為各種原因,不可能徹底抱負,因而,被屏蔽的芯線在母線暫態電流的效果下,仍然會感應出一定的電壓。

②屏蔽層兩頭接地,能夠下降因為地電位升發生的暫態感應電壓。

當雷電經避雷器注入地網,使變電所地網中的沖擊電流增大時,將發生暫態的電位動搖,一起地網的視在接地電阻也將暫時升高。對變電所地電位升的測定結果說明,與正常溝通電阻相比,地電阻常常增大10倍以上。當低壓控制電纜在上述地電位升的附近敷設時,電纜電位的動搖而受攪擾。因而,接地浪涌電流引進的地電位升將可能對低壓操控回路的絕緣配合帶來嚴重影響。

為了定量地估量當雷電注入變電所地網時在控制電纜纜芯中引起的暫態感應的數量,在30個變電所中進行人工注入地網較小沖擊電流(100~4000A)時測定的電壓狀況。測定了兩種電纜屏蔽狀況下的暫態電壓,一是無金屬屏蔽的電纜,二是有金屬屏蔽且兩頭接地的電纜。實驗證明選用兩頭接地的屏蔽控制電纜,能夠將暫態感應電壓按捺為原值的10%以下,是下降攪擾電壓的一種有用措施。

3.屏蔽控制電纜結論

屏蔽控制電纜的屏蔽層有兩種接地方式,即兩頭接地和一端接地。一端接地時,屏蔽層電壓為零,可明顯減少靜電感應電壓;兩頭接地使電磁感應在屏蔽層上發生一個感應縱向電流,該電流發生一個與主攪擾相反的二次場,抵消主干繞場的效果,明顯下降磁場耦合感應電壓,可將感應電壓降到不接地時感應電壓的1%以下。

屏蔽控制電纜的屏蔽層兩頭接地存在以下兩個問題:①當接地網上出現短路電流或雷擊電流時,因為電纜屏蔽層兩點的電位不同,使屏蔽層內流過電流,將引起額定的沖擊或攪擾電壓。②當屏蔽層內流過電流時,對每個芯線將發生攪擾信號,但電纜芯所在回路為強電回路因而屏蔽層電流發生的攪擾信號影響較小。

但對應用于繼電保護和自動裝置回路的屏蔽控制電纜,因為其輸入和輸出均有一端在開關場的高壓或超高壓環境中,電磁感應攪擾是主要矛盾,避免暫態過電壓,故繼電保護和自動裝置規程規定屏蔽層宜在兩頭接地。
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