35kv高压单芯电缆接地方式有几种？有哪些？

以下是关于35kV高压单芯电缆接地方式的技术分析报告：

一、接地核心目标与挑战

35kV单芯电缆的金属护层（铝护套或铜屏蔽）在运行时因电磁感应产生环流和感应电压，若接地不当将导致：

环流损耗：引发护层过热（温升可达30℃以上），降低电缆载流量；

过电压风险：感应电压累积可能击穿外护套，威胁人身安全。

合理接地设计需平衡“抑制环流”与“控制感应电压”两大矛盾需求。

二、主流接地方式分类与原理

1.两端直接接地

原理：电缆首末端金属护层直接连接接地网（接地电阻≤0.5Ω）。

优势：彻底消除感应电压（接近0V），施工简单、成本低。

致命缺陷：

护层环流可达导体电流的30%-80%（尤其大截面电缆），造成电能损耗（约3-10W/m）；

长期运行导致护层发热，加速外护套老化。

适用场景：

短距离电缆（<500米）；

载流量余量充足的系统（如临时供电）。

2.单端接地

原理：仅电缆一端护层接地（通常选终端站），另一端通过护层保护器（SVA）隔离。

优势：完全阻断环流通路，实现“零环流”。

关键技术参数：

感应电压限制：正常运行≤65V（人身安全阈值），短路瞬间≤5kV（SVA动作值）；

分段长度计算：需满足`L_max≤65V/(ω×I×M)`（ω角频率，I电流，M互电感）。

风险控制：

未接地端必须安装SVA，限制工频过电压≤500V、冲击过电压≤2kV；

敷设路径需远离铁轨等强干扰源，避免感应电压叠加。

适用场景：

中短距离电缆（500m～2000m）；

对能耗敏感的项目（如新能源电站）。

3.交叉互联接地

原理：将长电缆均分三段（A/B/C），护层按“A头-B尾、B头-C尾、C头-A尾”循环连接，最终三点接地。

核心优势：

三相护层感应电压矢量和≈0，环流趋近于零；

每段感应电压自平衡（理论值≤65V）。

工程要点：

分段长度误差≤5%（避免电压失衡）；

绝缘接头处需装设SVA组（限制瞬态过电压）；

接地箱内设置三相不平衡监测仪（阈值设定±10V）。

适用场景：

长距离输电（>2000m）；

城市高压走廊（如隧道敷设多回电缆）。

4.回流线接地（结合交叉互联）

原理：在电缆平行敷设低阻抗回流线（铜缆截面积≥25%相线），两端接地并与护层绝缘。

双重作用：

抵消电磁感应：回流线电流反向抑制护层感应电压（降幅≥70%）；

提供短路电流通路：降低接地网电位升。

设计规范：

回流线位于三相电缆中心正下方（间距200mm）；

敷设深度增加10%，减少大地电阻影响。

适用场景：

超长距离或大电流电缆（如海底电缆）；

高土壤电阻率地区（>100Ω·m）。

三、特殊接地创新方案

1.分布式光纤测温+动态接地

技术：沿电缆植入光纤传感器，实时监测护层温度；

控制逻辑：当某点温升超标时，自动闭合分段接地开关引流降温。

价值：解决重载电缆环流与散热的动态矛盾。

2.固态去耦合接地（SSG）

原理：在护层接地回路串联可控硅阀组，正常运行时阻断直流/低频环流，故障时导通泄流。

突破：环流抑制率>95%，同时满足故障快速接地需求。

四、接地方式选择决策树

1.短距离（<500m）→两端直接接地（经济优先）；

2.中距离（500m-2000m）→单端接地（能效优先）；

3.长距离（>2000m）→交叉互联接地（平衡优先）；

4.超长/大电流/高阻地区→交叉互联+回流线（安全优先）。

五、安全红线与强制性措施

护层保护器（SVA）必装场景：

单端接地的未接地端；

交叉互联系统的绝缘接头处。

接地电阻要求：

独立接地极≤10Ω；

共用变电站接地网≤0.5Ω。

外护套耐压试验：

交接试验：10kV/1min（检测敷设损伤）；

预防性试验：6kV/5min（每年1次）。

结论

35kV单芯电缆接地本质是“电磁能量管理”工程，需根据长度、电流、环境三要素匹配方案：

短缆：牺牲能效保安全（两端接地）；

中缆：追求零环流（单端接地）；

长缆：借力电磁平衡（交叉互联）；

特殊工况：叠加回流线或智能控制。

终极法则：护层感应电压严禁超过65V（人身安全电压），环流损耗不应超过导体损耗的5%——此双限值是一切设计的核心边界。

>注：对于水底电缆、高铁牵引供电等特殊场景，需增加绝缘节分段或采用复合光纤-金属护层结构，此处不作展开。