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基于PSCAD/EMTDC的高压电缆护套沿线过电压计算分析

来源：电工电气发布时间：2024-11-04 13:04 浏览次数：213

基于PSCAD/EMTDC的高压电缆护套沿线过电压计算分析

叶昊亮¹，杨勇¹，曹俊平¹，王少华¹，何坚¹，林浩凡¹，张帅²

(1 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，浙江杭州 310014；

2 杭州意能电力技术有限公司，浙江杭州 310014)

摘要：近年来高压电缆护层保护器击穿烧毁故障频出，为优化电缆接地系统设计并为保护器选型提供参考，利用电磁暂态仿真软件 PSCAD/EMTDC 建立电力电缆线路模型。结合实际工程中长电缆线路各类接地方式，对单相接地故障期间不同电缆长度、接地电阻、敷设回流缆的护套沿线过电压变化规律进行研究。研究结果表明，电缆末端单相接地故障后，220 kV 交叉互联电缆护套沿线过电压水平在 2～8 kV；对交叉互联混合单端/中间接地方式，护套连接处存在地电位升高特性，严重时达16 kV ；敷设回流缆对单端接地方式电缆护套过电压抑制效果明显，利于保护器选型。

关键词： 高压电缆；金属护套；交叉互联；过电压；回流缆；保护器；接地电阻

中图分类号：TM726.4 ；TM866 文献标识码：B 文章编号：1007-3175(2024)10-0031-06

Calculation and Analysis of Overvoltage Along Line of

High-Voltage Cable Sheath Based on PSCAD/EMTDC

YE Hao-liang¹, YANG Yong¹, CAO Jun-ping¹, WANG Shao-hua¹, HE Jian¹, LIN Hao-fan¹, ZHANG Shuai²

（1 State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute, Hangzhou 310014, China;

2 Hangzhou Yineng Electric Power Technology Co., Ltd, Hangzhou 310014, China）

Abstract: In recent years, there have been frequent breakdowns and burnout faults in the sheath protector of high-voltage cables. To optimize the design of the cable grounding system and provide a reference for protector selection, the electromagnetic transient simulation software PSCAD/EMTDC is used to establish a power cable line model. Considering various grounding methods for long cable lines in practical engineering projects, the study investigates the variation patterns of sheath overvoltage along line during single-phase grounding faults, with respect to different cable lengths, grounding resistances, and the installation of return cables. The research results show that after a single-phase grounding fault at the end of the cable, the overvoltage along line level of the 220 kV cross-interconnection cable sheath ranges from 2～8 kV. For the cross-interconnection hybrid single-end/mid-point grounding method, there is a characteristic of increased ground potential at the sheath connections, which can reach as high as 16 kV in severe cases. The installation of a return cable has a significant effect in suppressing the overvoltage of the cable sheath in the single-end grounding method, which is beneficial for the selection of protectors.

Key words: high-voltage cable; metal sheath; cross-interconnection; overvoltage; return cable; protector; grounding resistance

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