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西安屏蔽控制电缆|兰州屏蔽控制电缆
作者:  发表日期:2019/7/4  浏览次数:259
浅析屏蔽控制电缆的接地方式

1.屏蔽控制电缆技术特性

随着电力系统容量的添加和自动化水平的不断进步,现在电力系统的二次设备已经广泛的运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进步系统的安稳运行是很有用的。但是相应的也提出来一些新的问题。比方因为微机保护装置都是选用的电子元件,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搅扰的问题。而曾经的常规电磁式保护装置受这方面的影响就不是很明显。

因而在高压变电所中,一切用于连接由开关场引进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进搅扰电压到根据微电子器件的继电保护的二次回路,都应选用带屏蔽层的控制电缆。高压变电所内为按捺电磁搅扰而选用屏蔽控制电缆,其屏蔽层如何正确接地对下降外部电磁场对微机型二次设备的搅扰水平,起着重要效果。

屏蔽控制电缆的搅扰源再外导线中电流发生的磁通以虚线同心圆表示,这些磁通的一部分围住屏蔽控制电缆芯和其屏蔽层(可近似以为围住这两种的磁通持平),称为搅扰磁通,如图1(a)所示。它在电缆芯和屏蔽层中感生一电势Es(。),发生屏蔽层电流Is(。),如图1(b)所示。电势Es(。)等于屏蔽层电流在屏蔽层电阻Rs和自感抗上Xs的电压降落,即:Es(。)=Is(。)Rs+jIs(。)Xs

屏蔽层电流所发生的磁通围住着屏蔽层,也悉数围住着电缆芯,这些磁通和外导线发生的搅扰磁通方向相反,故称为反向磁通,在图1(a)中以实线同心圆表示。按电磁感应原理可知,在抱负状况下,假如屏蔽层电阻为零,这种反向磁通可将搅扰磁通悉数抵消,即反向磁通在电缆芯中发生的互感电动势Er(。)和搅扰磁通在电缆芯中感应的电动势Es(。)巨细持平,方向相反。设屏蔽层对电缆芯的互感抗为Xm,则:Er(。)=-jIs(。)Xm

因屏蔽层将电缆芯彻底围住在内,故Xm=Xs。从上式可看出,假如屏蔽层电阻Rs=0,则Es(。)=-Er(。)。但是屏蔽层不可能没有电阻,故搅扰磁通在电缆芯中感应的电动势不能被抵消的部分为Es(。)+Er(。)=Is(。)Rs,即与屏蔽层的电阻成正比。因而,要有用地消除电磁耦合的搅扰,就有必要选用电阻系数小的资料如铜、铝等做成屏蔽层。

2.屏蔽控制电缆的接地

屏蔽控制电缆的平衡特性较差,因而杰出的屏蔽完整性和杰出的接地对屏蔽控制电缆来说是非常重要的。屏蔽接地是为避免电气设备因受电磁搅扰,而影响其作业或对其它设备造成电磁搅扰的屏蔽设备的接地。

选用带屏蔽层的控制电缆,且屏蔽层在开关场和操控室两头一起接地,是来世界通用的一种有用的二次回路抗电磁搅扰措施。由IEEE变电所专委会作业组与继电器环境分专委会作业组提出的“变电所中操控与低压电缆系统的选择和装置”文件中,专门有一节“控制电缆的金属屏蔽能下降感应暂态电压”谈到相关问题:“推荐屏蔽控制电缆将屏蔽层在两头接地。有必要特别坚持屏蔽的完整性,拆断或分隔屏蔽将极大地下降屏蔽功率;假如屏蔽只在一端接地,在非接地端的包皮对地将可能出现很高的暂态电压。”

操控屏蔽控制电缆屏蔽层两头接地的的优点是:

①当控制电缆为母线暂态电流发生的磁通所围住时,在电缆的屏蔽层中将感应出屏蔽电流,由屏蔽电流发生的磁通,将抵销母线暂态电流发生的磁通对电缆芯线的影响。假定屏蔽效果抱负,两者共同效果的结果,将使被屏蔽层彻底围住的电缆芯线中的磁通为零,屏蔽层形成了一个抱负的法拉第笼。这也和带有二次短路线圈的抱负变压器一样,铁芯中的磁通将为零。当然,屏蔽层的屏蔽效果,因为各种原因,不可能彻底抱负,因而,被屏蔽的芯线在母线暂态电流的效果下,仍然会感应出一定的电压。

②屏蔽层两头接地,能够下降因为地电位升发生的暂态感应电压。

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,将发生暂态的电位动摇,一起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,与正常沟通电阻相比,地电阻常常增大10倍以上。当低压控制电缆在上述地电位升的附近敷设时,电缆电位的动摇而受搅扰。因而,接地浪涌电流引进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。

为了定量地估量当雷电注入变电所地网时在控制电缆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)时测定的电压状况。测定了两种电缆屏蔽状况下的暂态电压,一是无金属屏蔽的电缆,二是有金属屏蔽且两头接地的电缆。实验证明选用两头接地的屏蔽控制电缆,能够将暂态感应电压按捺为原值的10%以下,是下降搅扰电压的一种有用措施。

3.屏蔽控制电缆结论

屏蔽控制电缆的屏蔽层有两种接地方式,即两头接地和一端接地。一端接地时,屏蔽层电压为零,可明显减少静电感应电压;两头接地使电磁感应在屏蔽层上发生一个感应纵向电流,该电流发生一个与主搅扰相反的二次场,抵消主干绕场的效果,明显下降磁场耦合感应电压,可将感应电压降到不接地时感应电压的1%以下。

屏蔽控制电缆的屏蔽层两头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,因为电缆屏蔽层两点的电位不同,使屏蔽层内流过电流,将引起额定的冲击或搅扰电压。②当屏蔽层内流过电流时,对每个芯线将发生搅扰信号,但电缆芯所在回路为强电回路因而屏蔽层电流发生的搅扰信号影响较小。

但对应用于继电保护和自动装置回路的屏蔽控制电缆,因为其输入和输出均有一端在开关场的高压或超高压环境中,电磁感应搅扰是主要矛盾,避免暂态过电压,故继电保护和自动装置规程规定屏蔽层宜在两头接地。
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