[发明专利]一种高压单芯电缆护层保护器选用方法

说明书

本公开揭示了一种高压单芯电缆护层保护器选用方法，包括如下步骤：计算短路故障时电缆护层最大工频过电压；将电缆护层最大工频过电压与电缆外护层工频耐受电压比对并选择是否对电缆护层最大工频过电压进行限制；根据电缆外护层的雷电冲击绝缘水平和引线压降确定护层保护器的残压及额定电压的上限Usubgt;r1/subgt;，根据护层保护器的工频耐受时间特性确定其额定电压的下限Usubgt;r2/subgt;，若Usubgt;r1/subgt;＜Usubgt;r2/subgt;，则仍需对电缆护层最大工频过电压限制；否则，根据护层保护器的额定电压对护层保护器进行选用；对选用的护层保护器在瞬态冲击时的能量吸收进行校核，若校核不达标，则在护层保护器的额定电压上限和下限范围内提高护层保护器的额定电压，以满足能量吸收的要求。

技术领域

本公开属于输变电技术领域，主要涉及一种高压单芯电缆护层保护器选用方法。

背景技术

随着架空线对城市市容市貌的影响，架空线入地工程普遍开展，导致高压电力电缆成为城市输电系统的重要组成部分。110kV及以上高压单芯电力电缆普遍存在金属护层感应电压的问题，当电缆头或相连架空线发生短路故障，在电缆护层上会产生幅值很高的感应过电压，而外护层由于长期暴露在最外侧，且击穿电压相对主绝缘来说小得多，较高的感应电压将危害到电缆的稳定运行。

为了防止电缆本体外护层及中间接头因过高的瞬态冲击电压而击穿损坏，通常会在绝缘接头处装设用于限制冲击电压的保护器件，也就是护层保护器。但外护层及护层保护器击穿损坏的事故频繁发生，且在架空线与电缆混合线路的电缆段最为常见。这主要是由于目前的护层接地系统的设计，护层电压计算以及附件选用存在问题，首先架空线与电缆混合线路的电缆段护层工频过电压受两种线路的连接点地电位升的影响较大，数值可能远超外护层的工频耐压值，但目前手算值无法计算该地电位升，导致护层电压计算值偏低，应借助于电磁暂态仿真进行计算；另一方面，当外护层护层工频过电压超过其绝缘水平时，必须通过敷设回流线以及降低接地电阻等方法对护层电压进行限制，而不是依赖于保护器的动作，实际证明保护器正是由于两端过高的工频电压和能量吸收能力不足而击穿，且保护器作为避雷器的子类，在操作及雷电冲击时应可靠动作，而在工频过电压下保护器应当耐受而不是动作，目前在该方面护层保护器的选用存在一些错误认识。

可以看到，目前对于护层保护器的选用存在问题，导致了电缆外护层和护层保护器的频繁击穿失效，因此需要合理限制外护层的最大工频过电压，并明确护层保护器的参数选择，这对电力电缆线路的安全稳定运行具有积极影响。

发明内容

针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种高压单芯电缆护层保护器选用方法，该方法能够有效保护高压电缆线路外护层及护层保护器的稳定运行。

为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

一种高压单芯护层保护器选用方法，包括如下步骤：

S100：计算短路故障时电缆护层最大工频过电压U_TOV；

S200：将所述电缆护层最大工频过电压与电缆外护层工频耐受电压比对，若比对结果小于阈值，则执行步骤S300；否则，需要对所述电缆护层最大工频过电压U_TOV进行限制；

S300：根据电缆外护层的雷电冲击绝缘水平和引线压降确定护层保护器的残压U_res,及额定电压的上限U_r1，并根据护层保护器的工频耐受时间特性确定其额定电压的下限U_r2，若U_r1＜U_r2，则仍需对所述电缆护层最大工频过电压进行限制；否则，根据护层保护器的额定电压对护层保护器进行选用；

S400：对选用的护层保护器在瞬态冲击时的能量吸收进行校核，若校核不达标，则在护层保护器的额定电压上限和下限所限定的区间内提高护层保护器的额定电压，以满足能量吸收的要求。