单芯电缆通过交流电产生交变磁场，在电缆金属护层上产生感应电势，其大小与电缆长度有关，达到一定值将危及人身安全，故要求护层一端或两端接地。

当电缆导体通过短路电流或大气及操作过电压冲击波时，护层将感应出更高电压，故不接地端应装设护层绝缘保护器。

（1）护层接地方式及要求。

护层接地方式有以下几种：

1）三相护层两端分别并联接地，此时护层有环流，会造成损耗和发热、降低电缆载流量，故一般只适于电缆利用小时低、裕度大，且只有几十米的短电缆线路。其接地电阻应不大于2Ω。

2）三相护层一端（或中间一处）互联接地，另一端（或两端）经接地保护器接地（见表3-4-3-2插图1～3），此时应满足以下要求：

①不接地端金属护层上正常感应电压不大于50V，当有不能任意接触的安全措施时，可不超过100V。

②电缆与架空线相连时，接地点选在连接架空线的一端。

③在单相接地故障时，如果金属护层感应电压超过护层耐压强度，或其它措施不能满足二次回路对降低干扰的要求时，可沿电缆平行敷设一根接地均压线。

发电厂变电所内由主变到升压站高压电缆不太长时，一般可采用一端互联接地。

3）当线路较长，一端接地不能满足要求时，可采用三相护层交叉互联两端接地（见表3-4-3-2插图4）：

①电缆线路分为若干单元，每单元两端护层三相互联接地，每单元又用绝缘连接盒分为三段，每段交叉换位互联并经保护器接地。

②护层正常感应电压不应超过50V，当有不能任意接触的安全措施时，可不超过100V。

（2）对均压线的要求。

1）线芯电阻值不宜过大，其两端接地电阻应尽量小，直埋敷设应有防腐层。

2）当电缆三相呈水平或垂直排列时，均压线宜敷设在边相与中相之间，并按3与7比例间距配置，且在线路中段进行换位。

3）均压线宜用扁钢，有降低工频过电压要求时，可采用无绝缘的铝或铜线，均压线的自然接地电阻宜大于均压线本身阻抗的30倍。

（3）电缆护层感应过电压计算。

1）正常工作时护层感应电压计算公式见表3-4-3-1。

2）短路故障时感应电压计算公式见表3-4-3-2。

3）雷电过电压作用时护层感应电压计算：

雷电过电压侵入电缆导线时，金属护层上会出现感应电压。其数值大小随护层的连接方式而不同，可用等值电路求出。

①一端互联接地：首端接地，不接地端的护层感应电压Us为

末端接地，不接地端的护层感应电压Us为

式中 Us——护层感应电压，kV；

Ui——侵入电缆的雷击过电压，kV；

Z1——电缆导线与护层间的波阻抗，Ω；

Z2——护层与大地间的波阻抗，Ω。(www.daowen.com)

②一端互联接加均压线：等值线路如图3-4-3-1所示，不接地端B′和均压线C′点间的护层过电压UB′C′为

表3-4-3-1　正常工作时电缆的护套感应电压计算公式

表3-4-3-2　短路故障时电缆的护层感应电压计算公式

注 UA、UB、UC——各相电缆护层的相感应电压（V/m）；UAB、UBC、UCA——各相电缆护层的相同感应电压（V）；Ia、Ib——分别为A相，B相电缆的短路电流（A）；Iab——A、B相间的短路电流（A）；d——护层的几何平均直径（cm）；s12——电缆A、B相间轴距（cm）；s13——电缆A、C相间轴距（cm）；s23——电缆B、C相间轴距（cm）；s1c、s2c、s3c——分别为电缆A、B、C相与均压线间的几何平均距离（cm）；rc——均压线半径（cm）；Rc——均压线的电阻（Ω/m）；s——电缆轴距（cm）；l——电缆长度（m）。

图3-4-3-1　一端互联接地加均压线的等值线路

③中点互联加均压线：等值电路如图3-4-3-2所示，首端护层所受过电压UBC为

图3-4-3-2　中点互联加均压线的等值线路图

④护层交叉换位互联接线：等值电路如图3-4-3-3所示。图中A1和A2点间的电位差即为交叉互联连接盒处的过电压；A1和A2对地的电位差即为护层所受的过电压；按等值电路图即可计算求得。

护层上的过电压实际上比计算值大，因为按等值电路计算仅考虑一次折反射，由于电缆线路不是无限长，实际的过电压应是多次折反射的结果。

护层交叉换位互联接线时，保护器应采用△或Y形接法，而不宜用Y0接法。如用Y0接法，保护器需承受很高的工频电压，须增加保护器的片数；这样，由于保护器残压增高，又易引起护层绝缘的击穿。

4）操作过电压作用于电缆时，护层上感应电压值可按雷击过电压作用时的方法计算。操作过电压的幅值按线路出现的操作过电压倍数（即为相电压的倍数）考虑。

图3-4-3-3　护层交叉换位互联接线的等值线路图

（4）护层保护器选择。

1）保护器的残压应低于电缆外护层绝缘的冲击耐压，取绝缘配合系数为1.4，则

式中 U10——保护器冲击电流下的残压，kV；其冲击电流为110kV取5kA，220～330kV取10kA，500kV取16kA；

Uch——护层绝缘全波冲击耐压，kV。

2）保护器经2～4s的工频耐压值，宜大于可能出现的工频过电压，但应低于外护层及绝缘连接盒工频击穿电压。

3）保护器应能在上述冲击电流下，累计动作20次不致损坏。

4）保护器残压比（残压幅值与2s工频耐压之比）宜小于3，一般可用氧化锌非线性电阻片组成。

5）保护器的接法：当电缆护层为一端互连接地时，保护器宜采用Y0接法；当为交叉互连接地时，宜采用△或Y形接法。

6）保护器连线应尽可能短，大于5m时宜用波阻抗小的同轴电缆，连接回路中应配置放电记录器。