[发明专利]高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器的选型方法

说明书

本发明公开了一种高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器的选型方法，其特征在于，所述Z型变压器的工频耐压值不小于电缆护层的交流工频耐压值；所述Z型变压器承受短路能力时间至少为系统短路时间的两倍；所述Z型变压器,当系统发生短路时,其产生的电压降不大于护层保护器的工频耐压值。采用本发明公开的选型方法选择合适的Z型变压器，可有效防止发生单相接地短路时，护层上产生的工频过电压超过保护器工频耐压，造成保护器爆炸进而威胁高压单芯电缆回路的供电可靠性。

技术领域

本发明涉及配电技术领域，特别是高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器的选型方法。

背景技术

110～500kV高压单芯电缆需装设电缆金属护层保护器(下文称保护器)。其在正常工作条件下呈现很大的电阻，保证电缆金属护套层单端对地绝缘，当雷电波入侵或过电压进入电缆缆芯、不接地端的屏蔽层出线较高的电压，保护器则呈现很小的电阻，使电流泄入大地，从而保护电缆。

当电缆缆芯通过大短路电流，可在电缆护层感应出较高的工频过电压。通过仿真和试验分析，保护器在工频过电压下超过其直流1mA参考电压时，会发生动作，且动作前后其端电压变化并不大，而工频过电压持续的时间较长，幅值在多数情况下也超过了保护器的工频耐压，有可能会引起保护器爆炸，从而威胁到高压单芯电缆回路的供电可靠性。针对大短路电流情况下电缆护层保护器耐受能力不足问题，通过采用护层保护器并联Z型变压器的接地方式，当电缆护层工频电压超过保护器的工频耐压时，保护器由动作变成不动作，使得保护器两端电压和通过保护器的电流在其耐受范围内，从而保护保护器免受损坏。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器的选型方法。

本发明采用的技术方案如下：

高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器的选型方法，其特征在于，所述Z型变压器的工频耐压值大于电缆护层的交流工频耐压值；所述Z型变压器承受短路能力时间至少为电路短路时间的两倍；所述Z型变压器,当系统发生短路时,其产生的电压降不大于护层保护器的工频耐压值。

更进一步地，所述Z型变压器的零序抗阻:

其中，U_m为系统短路第2-5s间任一时刻护层保护器的工频耐压值，r为电缆线路护层内阻抗，R₁为首端接地电阻，R₂为末端接地电阻，U₀为电缆线路工频过电压。

更进一步地，所述Z型变压器能承受的短路电流值至少为：

更进一步地，所述Z型变压器的短路容量：

S_c＝I²Z₀

更进一步地，所述Z型变压器承受短路能力时间至少为2s。

更进一步地，所述Z型变压器的额定电压至少为6kV。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：选择最合适的Z型变压器，有效防止发生单相接地短路时，护层上产生的工频过压超过保护器工频耐压，造成保护器爆炸进而威胁高压单芯电缆回路的供电可靠性。

附图说明

图1是高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器的接地系统结构图。

图中标记：1-保护器、2-Z型变压器。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。