Обеспечение безопасности кабельных линий с однофазными кабелями 6—500 кВ

Page 1
background image

Page 2
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 3, 2014, www.kabel-news.ru

30

Тема номера

ÝËÅÊÒÐÎÁÅÇÎÏÀÑÍÎÑÒÜ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ÑÅÒÅÉ

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время при строительстве трёхфаз-

ных кабельных линий (КЛ) 6—500 кВ широко приме-
няются однофазные кабели с изоляцией из сшитого 
полиэтилена. В конструкции однофазного кабеля 
используется медный экран, который позволяет вы-
равнивать электрическое поле по главной изоляции 
кабеля (изоляции «жила-экран»), а в случае зазем-
ления в одной или в нескольких точках — устранить 
потенциал электрического поля на поверхности ка-
беля. Наличие заземлённого медного экрана приво-
дит к появлению специфических проблем кабельных 
линий с однофазными кабелями [1], одной из кото-
рых является вынос потенциала [2].

Возможность выноса потенциала напрямую вли-

яет на безопасность кабельных сетей. Однако на 

самом деле перечень проблем, которые требуют 
обсуждения с привлечением широкого круга специ-
алистов, гораздо шире. Так, по мнению автора, вни-
мания заслуживают следующие требования, опи-
санные в статье:
•  к заземлению экранов кабелей с учётом пробле-

мы выноса по ним высокого потенциала на транс-
форматорные подстанции и в сеть 0,4 кВ;

•  к заземлению опор воздушных линий электропе-

редачи (ВЛ) и экранов кабелей в местах перехода 
ВЛ в КЛ;

•  к заземлению в узлах транспозиции экранов КЛ;
•  к величине магнитного поля КЛ и способам его 

ограничения;

•  к ограничению наведённого потенциала на мно-

гоцепных КЛ.

Обеспечение безопасности 
кабельных линий 
с однофазными кабелями 
6—500 кВ

Михаил ДМИТРИЕВ,

 заместитель генерального директора по научной работе

ПКБ «РосЭнергоМонтаж»,  к.т.н., г. Санкт-Петербург

Рис. 1. Короткие замыкания в схеме питания трансформаторной подстанции ТП


Page 3
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 3, 2014, www.kabel-news.ru

31

Тема номера

ÝËÅÊÒÐÎÁÅÇÎÏÀÑÍÎÑÒÜ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ÑÅÒÅÉ

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ЭКРАНОВ КАБЕЛЕЙ И ВЫНОС 

ПОТЕНЦИАЛА

Рассмотрим укрупнённую схему электроснабже-

ния (рис. 1), где потребители получают питание от 
трансформаторной подстанции (ТП), связанной ка-
бельными линиями 10 кВ с районной подстанцией 
(РП) 110 кВ. 

Пусть в распределительном устройстве (РУ) вы-

сокого напряжения 110 кВ на РП возникло короткое 
замыкание (точка К-1 на рис. 1), например, одно-
фазное. В сетях 110 кВ с заземлённой нейтралью 
ток однофазного короткого замыкания (КЗ) в круп-
ных городах может достигать 50 кА. Даже при сопро-
тивлении заземления заземляющего устройства (ЗУ 
РП) не более 0,5 Ом на ЗУ появится потенциал до 
25 кВ, который по заземлённым экранам кабельных 
линий 10 кВ будет передан на ЗУ ТП.

Соотношение потенциалов ЗУ РП и ЗУ ТП будет 

зависеть от сопротивлений их заземления, а также 
от эквивалентного сопротивления экранов всех од-
нофазных кабелей, связывающих РП и ТП.

Табл. Активное сопротивление экранов 

однофазных кабелей

F

Э

, мм

2

R

Э

Ом/1 км

0,33 R

Э

Ом/1 км

0,33 R

Э

Ом/5 км

35

0,571

0,190

0,952

50

0,400

0,133

0,667

70

0,286

0,095

0,476

95

0,211

0,070

0,351

120

0,167

0,056

0,278

150

0,133

0,044

0,222

В таблице приведены типовые сечения F

Э

 медных 

экранов однофазных кабелей 10 кВ и их продольное 
активное сопротивление R

Э

. Так как при выносе по-

тенциала экраны трёх фаз включены параллельно 
друг другу, то в табл. также указано их эквивалент-
ное сопротивление 0,33 R

Э

. Видно, что даже если 

РП и ТП связаны всего одной весьма протяжённой 
трёхфазной кабельной линией (пусть длиной 5 км), 
выполненной однофазными кабелями с экранами 
малого сечения (пусть 35 мм

2

), то всё равно эквива-

лентное сопротивление экранов 0,33 R

Э

 не превзой-

дёт 1 Ом. 

В соответствии с [3], п. 1.7.101, сопротивление ЗУ 

ТП 10/0,4 кВ не должно превышать 4 Ом. Тогда на 
рис. 2 имеем R

РП

=0,5 Ом, R

ТП

=4 Ом, 0,33 R

Э

=1 Ом, 

откуда очевидно, что потенциал U

ТП

 заземляющего 

устройства ТП окажется лишь немногим меньше, 
чем опасный потенциал U

РП

 заземляющего устрой-

ства РП.

Рис. 2. Схема замещения для оценки потенци-

ала, выносимого с РП на ТП по заземлённым 

экранам одноцепной кабельной линии

Вынос потенциала опасен:

•  для персонала ТП, который может попасть под 

шаговое напряжение или напряжение прикосно-
вения (для защиты требуется уравнивание потен-
циалов);

•  для изоляции оборудования низкого напряже-

ния 0,4 кВ, поскольку нейтраль 0,4 кВ силового 
трансформатора 10/0,4 кВ присоединена к ЗУ ТП 
(рис. 1).
Допустимое для низковольтного оборудования 

напряжение на заземляющем устройстве определя-
ется электрической прочностью изоляции этого обо-
рудования и временем отключения КЗ. Например, в 
[4] даны следующие значения критического напря-
жения на оборудовании электроустановки до 1 кВ, В:
• U

0

 + 250 при времени отключения замыкания 

свыше 5 с;

• U

0

 + 1200 при времени отключения замыкания 

до 5 с.
U

0

 — фазное напряжение между проводами и 

нейтралью электроустановки до 1 кВ.

Если потенциал ЗУ РП может достигать 25 кВ, то 

вынесенный на ЗУ ТП потенциал заведомо превзой-
дёт указанные выше допустимые значения. Очевид-
но, что требуются меры борьбы с выносимым потен-
циалом. Рассмотрим их.

Если конфигурация и сопротивление заземляю-

щего устройства подстанции (РП, ТП), а также время 
отключения коротких замыканий на ПС или на при-
соединённых к ней высоковольтных кабельных лини-
ях не обеспечивают достаточную защиту изоляции 
низковольтного оборудования ПС, то рекомендуется:
•  применять одностороннее заземление экранов 

кабельных линий 6—500 кВ, при котором экра-
ны заземлены только со стороны питающей ПС 
(рис. 3б);

•  использовать предложенное в [4, 5] разделение 

заземлителей высоковольтной и низковольтной 
частей ПС.

Первое решение

 может оказаться неприемле-

мым для кабельных линий большой длины, когда на-
пряжение «экран-земля» на незаземлённых концах 
экранов будет превышать допустимое значение для 


Page 4
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 3, 2014, www.kabel-news.ru

32

Тема номера

ÝËÅÊÒÐÎÁÅÇÎÏÀÑÍÎÑÒÜ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ÑÅÒÅÉ

их изоляции (оболочки). Эта «критическая» длина 
кабельной линии будет определяться рядом факто-
ров, в частности, токами жил кабелей линии в нор-
мальном и аварийном режимах, а также взаимным 
расположением однофазных кабелей трёхфазной 
линии друг относительно друга. Для оценки напря-
жения на экране и критической длины КЛ можно 
воспользоваться рекомендациями из [1]. 

Второе решение

 является универсальным (вне 

зависимости от длины линии).

Если говорить об одностороннем заземлении 

экранов, то выполнять его надо именно со стороны 
РП. Если заземлить экраны со стороны ТП, то при 
однофазном замыкании в кабеле 10 кВ (точка К-2 на 
рис. 1) ток пойдёт от места замыкания по экрану ка-
беля в заземляющее устройство ТП. Например, при 
токе замыкания на землю 200 А (или нет компенса-

ции ёмкостных токов, или она есть, но дугогасящий 
реактор выведен в ремонт) при R

ТП

=4 Ом на ЗУ име-

ем длительно существующий потенциал U

ТП

=800 В, 

заведомо опасный для оборудования 0,4 кВ, — та-
кой же вывод получен в [5].

При выполнении заземления экранов со сторо-

ны РП и при замыкании на землю в кабеле 10 кВ 
(точка К-2 на рис. 1) ток пойдёт через заземляющее 
устройство РП. Даже при токе 200 А при R

РП

=0,5 Ом 

имеем потенциал U

РП

=100 В, не представляющий 

опасности для оборудования 0,4 кВ, присоединенно-
го к ЗУ РП.

Одностороннее заземление экранов со стороны 

РП имеет преимущества не только при однофазном 
замыкании в сети 10 кВ, но и при двойных КЗ. На-
пример, при развитии однофазного замыкания в 
двойное короткое замыкание (повреждении изоля-

ции на разных фазах в разных точках 
К-2 и К-3) ток двойного КЗ сети, со-
ставляющий до нескольких десятков 
кА, не будет замыкаться через ЗУ ТП и 
не сможет создать там проблем.

Итак, одностороннее заземление 

экранов КЛ 10 кВ со стороны пита-
ющей подстанции является не толь-
ко самым простым и недорогим ре-
шением для борьбы с паразитными 
токами и потерями в экранах одно-
фазных кабелей [1], но и удачным спо-
собом исключения выноса потенци-
ала на ТП (заноса потенциала в сеть 
0,4 кВ). Этот вывод справедлив не 
только для КЛ класса 10 кВ, но и 
для любой КЛ среднего напряжения 
6—35 кВ.

В [1] показано, что в сетях с изоли-

рованной нейтралью 6—35 кВ одно-
стороннее заземление экранов можно 
применять даже для кабельных линий 
большой длины в несколько киломе-
тров. Это означает, что в сетях средне-
го напряжения 6—35 кВ одностороннее 
заземление экранов могло бы стать 
универсальным решением и для борь-
бы с потерями в экранах в нормальном 
режиме, и для борьбы с выносом по-
тенциала по экранам при повреждении 
изоляции сети или кабелей. При этом 
наличие на экране напряжения про-
мышленной частоты не представляет 
угрозы безопасности для персонала, 
поскольку место разземления экрана 
располагается в закрытой концевой 
кабельной коробке КК-ОПН.

Однако, к сожалению, в настоящее 

время из-за отсутствия ряда норма-

а — заземление с двух сторон; 
б — заземление с одной стороны; 
в — транспозиция экранов.

Рис. 3. Основные схемы заземления экранов однофазных 

кабелей 6—500 кВ:


Page 5
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 3, 2014, www.kabel-news.ru

33

Тема номера

ÝËÅÊÒÐÎÁÅÇÎÏÀÑÍÎÑÒÜ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ÑÅÒÅÉ

тивных документов и весьма осторожной позиции 
эксплуатирующих организаций в сетях 6—35 кВ 
чаще встречается простое заземление экранов 
с двух сторон (рис. 3а), не нарушающее устарев-
ших требований ПУЭ. В таких реалиях предложен-
ное в [4, 5] раздельное заземление оборудования 
6—35 и 0,4 кВ остаётся, пожалуй, единственным 
возможным решением по борьбе с выносом потен-
циала. Разумеется, что этот вопрос требует обсуж-
дения с привлечением широкого круга специали-
стов отрасли.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ КОНЦЕВЫХ КОРОБОК КК 

И МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ШИНА

Согласно [1] в сетях 6—35 кВ с изолированной 

нейтралью одностороннее заземление экранов (схе-
ма рис. 3б) может применяться даже для КЛ боль-
шой длины (несколько километров). В сетях же 
110—500 кВ с заземлённой нейтралью — лишь для 
коротких кабельных линий (длиной не более не-
скольких сотен метров).

Кабели такой малой длины чаще всего встре-

чаются при выполнении заходов воздушных линий 
6—500 кВ в распределительные устройства станций 
и подстанций. На рис. 4 показан пример подобно-
го захода. Сопротивление РУ заведомо ниже, чем 
у опоры ВЛ, поэтому более надёжное заземление 
экранов КЛ обеспечивается со стороны РУ, а кон-
цевая кабельная коробка с ОПН (КК-ОПН) как раз 
может быть удобно размещена на теле опоры ВЛ, на 
некотором расстоянии от поверхности земли.

Предположим, что на опоре ВЛ произошло КЗ од-

ной или двух фаз, в результате чего в заземляющем 
устройстве опоры появится ток короткого замыкания 
(при симметричном коротком замыкании трёх фаз 
тока в ЗУ не будет, и этот 
случай не представляет 
интереса). Например, пе-
рекрытие изоляции одной 
или нескольких фаз могло 
быть вызвано разрядом 
молнии в тело опоры или 
в присоединённый к нему 
молниезащитный трос.

Даже если при корот-

ком замыкании ток в ЗУ 
опоры будет всего 10 кА, 
то при типовом сопротив-
лении заземления опоры 
R

ОП

=10 Ом потенциал за-

земляющего устройства 
сос тавит U

ОП

=100 кВ. 

Столь высокое напряже-
ние частоты 50 Гц вызо-
вет пробой трёх фаз ОПН 
класса 6 кВ, установлен-

ных в типовой коробке КК-ОПН, и далее высокий 
потенциал попадёт на медные экраны однофазных 
кабелей фаз А, В, С, воздействуя на их оболочку 
(изоляцию между экраном и землёй) и приводя к 
её пробою (возможно — к многоместным пробоям).

Единственным способом минимизировать веро-

ятность повреждения КК-ОПН и оболочки кабеля 
является снижение эквивалентного сопротивления 
заземления опоры. С этой целью ЗУ опоры можно 
соединить с заземляющим устройством РУ, которое 
имеет сопротивление не более 0,5 Ом. Например, со-
гласно таблице медная шина сечением 50 мм

2

 име-

ет активное сопротивление 0,4 Ом/км — при длине 
кабельных заходов 500 м (обычно заходы короче) 
её активное сопротивление можно оценить всего в 
0,2 Ом. Таким образом, эквивалентное сопротивле-
ние растеканию тока КЗ опоры уже составит менее 
0,2+0,5=0,7 Ом (на самом деле следует учитывать и 
индуктивное сопротивление шины, снижающее эф-
фективность её работы). Разумеется, для снижения 
сопротивления заземления опоры связь опоры с ЗУ 
распределительного устройства не обязательно вы-
полнять медной шиной, а можно выполнить и сталь-
ной полосой.

Ранее в работе [6] было показано, что в сетях с 

заземлённой нейтралью 110—500 кВ для снижения 
наведённого напряжения на односторонне зазем-
лённые экраны однофазных кабелей параллель-
но трассе кабеля, при наличии обоснования, мож-
но прокладывать металлическую (медную) шину. 
В целях безопасности людей (при КЗ на шине может 
быть напряжение) и для того, чтобы скрыть медь, 
шину рекомендовалось помещать в полиэтиленовую 
оболочку. Например, подобная покрытая изоляцией 
медная шина установлена в Москве совместно с ка-

Рис. 4. Кабельные заходы воздушной линии 

в распределительное устройство 


Page 6
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 3, 2014, www.kabel-news.ru

34

белем 500 кВ NEXANS, во Владивостоке — совмест-
но с кабелем 110 кВ TAIHAN. 

Однако здесь, в данной статье, металлическая 

шина, проложенная вдоль однофазных кабелей с 
односторонне заземлённым экраном, выполняет 
иные задачи, не такие, как в [6]. Если в [6] шина сни-
жала наведённый потенциал на экране при любых 
внешних КЗ, то здесь, на рис. 4, речь идёт лишь о 
коротком замыкании на переходной опоре и зано-
се высокого потенциала в экран кабеля с тела опо-
ры через экранный ОПН, установленный в коробке 
КК-ОПН.

Если в [6] шина работала только в сетях с зазем-

лённой нейтралью 110—500 кВ, то на рис. 4 шина 
требуется не только для кабелей 110—500 кВ, но и 
для кабелей 6—35 кВ, то есть в сетях всех классов 
напряжения. Строго говоря, необходимость соеди-
нения концевых опор ВЛ с контуром заземления РУ 
отмечается и в ПУЭ [3].

Вопрос выбора материала, сечения, исполнения 

металлической шины требует отдельного рассмо-
трения, с учётом необходимости решения проблемы 
наводок на экраны и заноса потенциала ЗУ опоры 
ВЛ в экран кабеля через ОПН.

Если бы на рис. 4 кабельная линия имела схемы 

заземления экранов рис. 3а или рис. 3в, то тогда 
малое сопротивление заземления переходной опо-
ры ВЛ было бы обеспечено автоматически за счёт 
связи опоры с заземляющим устройством РУ по 
экранам однофазных кабелей фаз А, В, С, т.е. при-
менение шины не требовалось бы.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ КОРОБОК ТРАНСПОЗИЦИИ 

КТ И ПРАВИЛО «100 В»

Транспозиция экранов является сложным техни-

ческим решением, поскольку требуется применение 
специальных транспозиционных муфт с выводами 
экранов наружу. Экраны кабеля выводятся из муфт 
при помощи провода с полиэтиленовой изоляцией 
соединительного (ППС), имеющего медную жилу 
и изоляцию класса 10 кВ. Провода ППС заводят-
ся в специальные коробки транспозиции КТ-ОПН 
(рис. 5), где они снабжаются наконечниками, осу-
ществляется их перекрёстное соединение друг с 
другом, а также устанавливаются ОПН 6 (10) кВ для 
защиты оболочки кабеля (изоляции экрана) от наве-
дённых с жилы импульсных перенапряжений. 

Коробки транспозиции размещаются в доступ-

ных для персонала местах — в специальных под-
земных колодцах транспозиции. Корпус коробки 
транспозиции должен быть механически прочным и 
герметичным, он выполняется из металла и требует 
присоединения к контуру заземления, который при-
ходится преднамеренно создавать, поскольку места 
транспозиции экранов расположены по трассе ка-
беля на удалении от концевых распределительных 
устройств и имеющихся там контуров.

Назначение заземляющего устройства в узле 

транспозиции следующее:
•  защитное заземление металлического корпуса ко-

робки транспозиции на случай нарушения изоля-
ции внутри коробки (см. красную стрелку на рис. 5);

•  рабочее заземление ОПН для отведения им-

пульсных токов в землю.
В отсутствие специальных требований и методик 

расчёта проектировщики и экспертные организации 
опираются на ПУЭ [3], где для электроустановок вы-
сокого напряжения указана необходимость иметь 
сопротивление заземления ниже 0,5 Ом. 

Как правило, кабельные линии прокладываются в 

стеснённых условиях, и рядом с колодцами транспо-
зиции экранов нет возможности обустроить контур 
заземления со столь малым сопротивлением, как 
0,5 Ом. Поэтому для кабельных сетей 6—500 кВ 
крайне важно создание методики расчёта достаточ-
ного сопротивления заземления коробок (колодцев) 
транспозиции экранов и желательно, чтобы требова-
ния к нему не были столь жёсткими, как это диктует 
ПУЭ.

В [7] предполагается, что сопротивление зазем-

ления коробок транспозиции достаточно иметь на 
уровне 5—10 Ом, если будут выполнены два важных 
условия:
•  в нормальном режиме работы напряжение 50 Гц 

в узле транспозиции на экране относительно зем-
ли не превосходит 100 В;

•  внутри колодца транспозиции организована сис-

тема уравнивания потенциалов.

Тема номера

ÝËÅÊÒÐÎÁÅÇÎÏÀÑÍÎÑÒÜ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ÑÅÒÅÉ

Рис. 5. Узел транспозиции экранов 

однофазных кабелей


Page 7
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 3, 2014, www.kabel-news.ru

35

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ЭКРАНОВ 

И МАГНИТНОЕ ПОЛЕ 

КАБЕЛЕЙ

Современный однофазный кабель 

6—500 кВ имеет медный экран из 
проволок. Заземление такого экра-
на хотя бы в одной точке приводит к 
полному устранению электрического 
поля снаружи кабеля. Таким образом, 
вне зависимости от схемы заземле-
ния экранов (см. рис. 3) электриче-
ское поле снаружи экранированного 
кабеля отсутствует.

Магнитное же поле экранирован-

ной кабельной линии, напротив, на-
прямую зависит от схемы заземления 
экранов и от сечения экранов. Если 
медный экран кабеля заземлён в обоих его концах 
(см. рис. 3а) и имеет достаточно большое сечение, то 
в нормальном режиме в нём наводится ток частотой 
50 Гц, сопоставимый по величине с вызвавшим его 
током в жиле, но противоположно направленный [1]. 
В результате магнитное поле такого кабеля будет от-
сутствовать, так как сложится из полей токов жилы 
и экрана, равных по величине, но противоположного 
знака.

На практике сечение экрана оказывается замет-

но меньше сечения жилы, и из-за этого повышенное 
сопротивление экрана ограничивает величину на-
ведённого в экране тока промышленной частоты. 
Иными словами, в схеме рис. 3а ток в экране кабеля 
оказывается меньше тока в жиле и не способен до 
конца компенсировать магнитное поле тока в жиле, 
а значит, за пределами однофазного кабеля имеет-
ся магнитное поле 50 Гц. Тем более магнитное поле 
однофазного кабеля будет, если его экраны вообще 
лишены токов (схемы рис. 3б и 3в).

Единственной возможностью убрать магнитное 

поле кабельной линии 6—500 кВ, которая имеет 
одностороннее заземление экранов (рис. 3б) или 
транспозицию экранов (рис. 3в), является прокладка 
трёх фаз линии сомкнутым треугольником. В этом 
случае магнитное поле жил кабельной линии ком-
пенсируется не за счёт токов в экранах, которых в 
схемах рис. 3б и 3в нет, а за счёт того, что в нор-
мальном режиме токи жил А, В, С равны друг дру-
гу по величине и имеют сдвиг в 120 электрических 
градусов.

Однако, даже если кабельная линия проложена 

треугольником, по её трассе обязательно имеются 
места, где фазные кабели приходится разводить и 
класть «в плоскости» на некотором удалении друг от 
друга. Например, это происходит вблизи от конце-
вых или соединительных муфт (рис. 6), а также при 
выполнении проколов под препятствиями, где каж-
дая из фаз располагается в собственной трубе. 

Тема номера

ÝËÅÊÒÐÎÁÅÇÎÏÀÑÍÎÑÒÜ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ÑÅÒÅÉ

Для магистральных кабельных линий рабочие 

токи жил значительны и могут достигать 1000 А и 
более. Для таких ответственных линий обязательно 
применяют меры по борьбе с токами в экранах — 
или одностороннее заземление экранов, или их 
транспозицию. Поэтому единственным фактором, 
способствующим компенсации магнитных полей 
фаз, является их прокладка треугольником. Места 
же локального расхождения фазных кабелей приво-
дят к резкому росту напряжённости магнитного поля 
вблизи от кабельной линии, в частности, на поверх-
ности земли. В подобных случаях требуется расчёт 
магнитного поля линии, который можно выполнить 
по методике [8]. 

Если напряжённость магнитного поля или индук-

ция превзойдёт санитарные нормы, то участки трас-
сы КЛ вблизи от концевых и соединительных муфт 
могут потребовать установки магнитных экранов.

Если кабельная линия на всём своём протяжении 

имеет прокладку фазных кабелей на расстоянии 
друг от друга, то магнитные экраны могут потребо-
ваться по всей её длине, а не только вблизи от муф-
товых участков. Сложность такого решения является 
ещё одним аргументом, дополняющим соображения 
[1], в пользу того, чтобы прокладывать однофазные 
кабели А, В, С сомкнутым треугольником.

БЕЗОПАСНОСТЬ РАБОТ 

НА МНОГОЦЕПНЫХ КАБЕЛЯХ

Компенсация магнитных полей фазных кабелей 

имеет ещё один важнейший аспект — от величины 
магнитного поля кабельной линии зависит влияние, 
которое она оказывает на соседние линии, проло-
женные параллельно.

Рассмотрим такой режим двухцепной кабельной 

линии, когда одна из цепей находится под нагрузкой, 
а другая отключена от сети, и на ней персонал вы-
полняет работы (монтаж, испытания, диагностика, 
поиск повреждений, ремонт).

Рис. 6. Смена взаимного расположения фаз кабельной линии 

вблизи от муфт или от прокола


Page 8
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 3, 2014, www.kabel-news.ru

36

Тема номера

ÝËÅÊÒÐÎÁÅÇÎÏÀÑÍÎÑÒÜ ÊÀÁÅËÜÍÛÕ ÑÅÒÅÉ

Работающая цепь своим 

магнитным полем будет наво-
дить токи и напряжения про-
мышленной частоты не только 
в собственных экранах, но и в 
экранах рядом расположенной 
отключённой цепи. Если три 
фазных кабеля работающей 
цепи на большей части трассы 
кабельной линии проложены 
сомкнутым треугольником, то 
минимально её магнитное поле 
и связанное с ним влияние на 
отключённую цепь, т.е. мини-
мальны токи и напряжения, на-
водимые в экранах отключён-
ной цепи. Если же три фазных 
кабеля работающей цепи проложены в плоскости (в 
ряд) с каким-то заметным расстоянием в свету меж-
ду фазами, то влияние на отключённую цепь будет 
заметнее — для обслуживающего персонала появ-
ляется риск поражения электрическим током при ра-
ботах, связанных с необходимостью прикосновения 
к медным экранам отключённой цепи. 

Если фазы кабельной линии проложены в пло-

скости (в ряд), то для снижения степени её влияния 
на параллельные линии целесообразна периодиче-
ская смена положения фазных кабелей А, В, С друг 
относительно друга, т.е. транспозиция фазных кабе-
лей (рис. 7). Оценка целесообразности транспози-
ции фазных кабелей — это отдельная инженерная 
задача, которая никак не связана с задачей выбора 
схемы соединения и заземления экранов, транспо-
зиции экранов.

Гарантированным способом обеспечения без-

опасности работ на многоцепных линях можно счи-
тать полное отключение всех параллельно следую-
щих линий на время проведения таких работ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Применение в сетях 6—500 кВ современных 

однофазных кабелей, приводит к необходимости 
решения ряда специфических проблем, связанных 
с наличием в их конструкции проводящих металли-
ческих экранов. В статье кратко рассмотрены такие 
требующие обсуждения и закрепления в норматив-
ных документах вопросы, как: 
•  выбор схемы заземления экранов не только с 

учётом наводимых в экранах токов и напряжений, 
но и с учётом проблематики выноса потенциала;

•  раздельное заземление высоковольтного обору-

дования и оборудования 0,4 кВ;

•  требования к заземлению опор ВЛ по концам ка-

бельных заходов и вставок;

•  требования к заземлению в узлах транспозиции 

экранов КЛ;

•  необходимость применения магнитных экранов 

КЛ;

•  необходимость применения транспозиции фаз 

КЛ.

ЛИТЕРАТУРА

1.  Дмитриев М.В. Заземление экранов однофазных 

силовых кабелей 6—500 кВ. СПб.: Изд-во Поли-
техн. ун-та, 2010. —152 с.

2. Дмитриев М.В., Тихонова М.Р. Вынос потенци-

ала по экранам кабельных линий. Доклад на 
XIX заседании Ассоциации электроснабжения 
городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО». Ханты-
Мансийск, февраль, 2013.

3.  Правила устройства электроустановок. 7-е изда-

ние, переработанное и дополненное. М., 2003.

4. ГОСТ 50571.18-2000 (МЭК 60364-4-442-93) Ч.4. 

Требования по обеспечению безопасности. Раз-
дел 442. Защита электроустановок до 1 кВ от 
перенапряжений, вызванных замыканиями на 
землю в электроустановках выше 1 кВ.

5.  Фишман В.С. Возникновение и распространение 

опасных потенциалов в кабельных сетях 6—10 кВ 
// Новости Электротехники, № 5 (83), 2013.

6. Дмитриев М.В., Кияткина М.Р. Эффективность 

применения металлической шины, параллельной 
однофазным кабелям // Энергетик, № 6, 2012, 
с. 20—22.

7. Дмитриев М.В. Требования к заземлению уз-

лов транспозиции экранов однофазных силовых 
кабелей 6—500 кВ // Новости Электротехники, 
№ 1 (79), 2013.

8. СТО 56947007-29.060.20.103-2011. Силовые ка-

бели. Методика расчёта устройств заземления 
экранов, защиты от перенапряжений изоляции 
силовых кабелей на напряжение 110—500 кВ с 
изоляцией из сшитого полиэтилена.

Рис. 7. Транспозиция фаз кабельной линии, рекомендуемая в случае 

прокладки фазных кабелей в плоскости (в ряд). В качестве примера 

показано двустороннее заземление экранов


Читать онлайн

В настоящее время при строительстве трёхфазных кабельных линий (КЛ) 6—500 кВ широко применяются однофазные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. В конструкции однофазного кабеля используется медный экран, который позволяет выравнивать электрическое поле по главной изоляции кабеля (изоляции «жила-экран»), а в случае заземления в одной или в нескольких точках — устранить потенциал электрического поля на поверхности кабеля.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»