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1、 低压电缆单相接地电容电流计算方法的比较分析 摘要：电力系统设计手册中关于电缆单相接地电容电流的计算方法仅适用于早期充电电缆，造成目前常用聚氯乙烯、交联聚乙烯等新型电缆单相接地电容电流计算结果与实际数值差别较大。本文结合相关原理，对不同低压等级电缆的单相接地电容电流进行了计算，并与设计手册等结果进行了对比，并为工程人员计算低压电缆单相接地电容电流提供了有效的量化参考依据。关键词：单相接地；对地电容电流;低压电缆; 1. 前言近年来，随着城镇化率的提高，聚氯乙烯、交联聚乙烯等电缆使用率大幅提高，新建220kV变电站的35kV或10kV出线也多使用电缆出线，导致新建变电站低压侧发生单相接地故障时，
2、接地电容电流较大。精确的单相接地电容电流值是选择消弧线圈容量的依据。在电力系统设计手册中，给出了式1所示的电缆线路的单相接地电容电流1-2。IC=0.1Ue l (A) （式1）式中，Ue额定电压，单位kV；l电缆长度；显然，该式只考虑电缆的长度，忽略了电缆内外径、截面等因素的影响。这种计算方法是对上世纪末使用较为普遍的充油电缆的接地电容电流的一种近似计算方法。而新世纪以来，随着聚氯乙烯、交联聚乙烯等新材料电力电缆的普及，上述近似计算方法越来越难以满足电缆单相接地电容电流的计算要求3-5。为此，本文从单相接地电容电流的理论公式出发，结合不同截面电力电缆单位电容值，推导计算电力电缆的接地电容电流
3、值。2. 接地电容电流的理论计算式2为线路单相接地电容电流计算公式。IC=(1.051.1)UeC l10-3 (A) （式2）式中，建议310kV系数取1.05，35kV66kV取1.1.Ue额定电压，单位kV；=2f，f为频率50Hz；C单位公里电缆电容值，单位uF；l电缆长度；根据式2可知，获得不同电压等级、截面对应的电力电容值即可计算对应的接地电容电流值。表1为交联聚乙烯电缆单位长度电容值。表1 交联聚乙烯电缆单位长度电容值单位：uF截面/mm26kV电缆10kV电缆35kV电缆250.1960.152-350.2160.176-500.2370.1920.111700.2650.21
4、30.122950.3020.2410.1351200.3360.2670.1461500.3660.290.1571850.3960.3120.1672400.4320.3390.1793000.4810.3760.1954000.5240.4090.2105000.5840.4560.230630-0.5110.2553. 计算分析与比较根据表1中的单位电容值，可计算得到表2所示的，公式2与电气设计手册6kV35kV交联聚乙烯电缆单位长度单相接地电容电流值对比表。表2 交联聚乙烯电缆单位容电流计算对比表单位：mm2、A/km截面6kV电缆10kV电缆35kV电缆公式2计算值电气手册值公式2
5、计算值电气手册值公式2计算值电气手册值500.810.591.10.622.33-700.910.711.220.692.563.7951.040.821.380.772.834.11201.150.891.530.93.064.41501.251.11.6613.294.81851.361.21.781.13.55.22401.48-1.941.33.75-3001.65-2.151.44.09-4001.8-2.34-4.4-5002-2.61-4.82-根据上述对比结果可以看出，1）对于610kV电力电缆，电气手册计算值明显低于式2计算值，低约20%40%。对于35kV电力电缆，电气手册
6、计算值则明显高于式2计算值，高约46%。3）对于635kV电力电缆接地电容电流值，电力系统设计手册的数值是依据于充油电缆给出的经验参考值，与式3的计算结果存在20%40%的偏差。4）采用式2计算得到的单相接地电容电流值更符合实际情况。4. 结语本文结合交流聚乙烯、聚氯乙烯等新材料电力电缆电容值，计算分析了635kV电力电缆的单相接地电容电流值，并同电力系统设计手册的数值进行了比较分析。对比表明，电力系统设计手册的数值存在较大偏差，式2的单相接地电容电流值更为合理。建议在电力系统设计中，采用下表2中由式2得到的单位公里电缆接地电容电流值作为设计依据。参考文献：1熊信银. 张步涵. 电气工程基础M. 华中科技大学出版社, 2005.2电力工业部电力规划设计总院. 电力系统设计手册M. 中国电力出版社, 1998.3戴俊明. 接地电容电流计算及测量方法J. 油气储运, 2012, 31(B05):86-88.4吴瑛. 交联聚乙烯电缆运行经验点滴J. 电线电缆, 1981(03):15.5董逸俊, 谢邦鹏, 沈光敏,等. 电缆线路电容电流实用化估算方法及应用J. 供用电, 2012, 29(004):68-71. -全文完-
