一、交叉互聯(lián)接地系統(tǒng)原理

交流系統(tǒng)長(zhǎng)距離敷設(shè)的單芯電力電纜，必須按一定長(zhǎng)度等距離分段，電纜在正常運(yùn)行情況下要在鋁護(hù)套上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其數(shù)值與電纜長(zhǎng)度和負(fù)荷電流成正比(電纜正常工作時(shí)護(hù)層感應(yīng)電壓計(jì)算公式參見(jiàn)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè) 電氣一次部分》表17-52或《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄F)，電纜外護(hù)套要耐受這感應(yīng)電勢(shì)，如感應(yīng)電勢(shì)過(guò)高使外護(hù)套絕緣損壞造成多點(diǎn)接地時(shí)，鋁護(hù)套上將產(chǎn)生較大的感應(yīng)環(huán)流，增加了電能損耗，并使電纜溫度增高，降低了輸送容量。電纜金屬護(hù)套內(nèi)的感應(yīng)電壓不得大于50V (安全電壓范圍)，護(hù)套內(nèi)環(huán)流盡可能小。

為消除電纜鋁護(hù)套上的環(huán)流損失，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的，同時(shí)將鋁護(hù)套上的感應(yīng)電勢(shì)控制在安全值范圍之內(nèi)，設(shè)計(jì)中常將電纜回路分為長(zhǎng)度基本相等的3段或3的整數(shù)倍段。

護(hù)套分段和交叉互聯(lián)時(shí)的感應(yīng)電壓：線路較長(zhǎng),線芯電流較大,金屬護(hù)套只在一端接地時(shí)的感應(yīng)電壓可以很高,甚至可達(dá)數(shù)百伏,這樣會(huì)危及人身和設(shè)備的安全。為了降低護(hù)套電壓可以將護(hù)套在適當(dāng)長(zhǎng)度處在電氣上加以斷開(kāi),如下圖所示。在工程中通常是將各盤(pán)電纜在連接時(shí)裝上絕緣接頭。絕緣接頭和普通接頭的唯一差別,即是絕緣接頭使護(hù)套和外屏蔽層在電氣上分段,這就稱做護(hù)套分段,各段護(hù)套電壓則按分段長(zhǎng)度而定。由三盤(pán)以上電纜組成的電纜線路,目前都采用護(hù)套交叉互聯(lián)。這樣,除了分段可以降低護(hù)套電壓外,交叉互聯(lián)后的護(hù)套還起了回流線的作用。本文僅對(duì)電纜不換位,護(hù)套交叉互聯(lián)的電纜線路進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。例如，將9盤(pán)等長(zhǎng)度的電纜,在絕緣接頭處將每相的三盤(pán)電纜的護(hù)套相互絕緣,如下圖所示。然后將不同相的各小段的護(hù)套相互交叉連接。如果電纜的排列是對(duì)稱的,則由于各小段護(hù)套電壓的相位差120°,而幅值相等,因此兩個(gè)接地點(diǎn)之間的電位差是零,這樣就不可能產(chǎn)生循環(huán)電流了。這時(shí)線路上最高的護(hù)套電壓即是在每一小段上的感應(yīng)電壓。

電纜的分段是根據(jù)護(hù)層感應(yīng)電壓的大小，以及周?chē)牡乩憝h(huán)境合理選擇接頭工井的位置，將電纜分成3的倍數(shù)段，將護(hù)層進(jìn)行交叉互聯(lián)連接。電力電纜的交叉互聯(lián)不是為了兩端接地，而是實(shí)現(xiàn)將較長(zhǎng)的電纜用絕緣接頭分割成多段分別接地，并且通過(guò)交叉互聯(lián)在滿足外護(hù)層電壓要求的同時(shí)，將外護(hù)層的電流通過(guò)三相中和降到最小。所謂“交叉互聯(lián)”就是：A相的尾與B相的頭接，B相的尾與C相的頭接，C相的尾與A相的頭接，把整根電纜分成3n段，這樣可以把“電纜芯線電流對(duì)屏蔽層的感應(yīng)電流相互抵消”。

交流單芯電纜金屬護(hù)套交叉互聯(lián)，這種方法是將線路分成長(zhǎng)度相等的三小段或三的倍數(shù)段，每小段之間裝設(shè)絕緣接頭，絕緣接頭處三相屏蔽之間用同軸電纜，經(jīng)交叉互聯(lián)箱進(jìn)行換位連接，交叉互聯(lián)箱裝設(shè)有一組護(hù)層保護(hù)器，線路上每?jī)山M絕緣接頭夾一組直通接頭。

通過(guò)兩個(gè)交叉互聯(lián)箱,兩次互換,實(shí)現(xiàn)感應(yīng)電壓疊加后向量為零,起到限制感應(yīng)電壓的作用。將電纜線路分段，金屬護(hù)套交叉互聯(lián)，同時(shí)再將三相電纜連續(xù)的進(jìn)行換位。單芯電纜三相排列可分水平排列、垂直排列、等邊三角形排列。水平和垂直排列均存在三相互感不等、阻抗不對(duì)稱的問(wèn)題故線路較長(zhǎng)時(shí)需換位。等邊三角形排列三相對(duì)稱。目前直埋、排管、電纜隧道等長(zhǎng)距離敷設(shè)方式下，一般采用水平或垂直排列。等邊三角形排列因施工固定難等其他因素，較少采用。這樣不但對(duì)稱排列的三相電纜金屬護(hù)套電位向量和為零，就是在不對(duì)稱的水平排列三相電纜中，由于電纜每小段進(jìn)行了換位，每大段全換位，三相電纜金屬護(hù)套感應(yīng)電壓相等，相位差120°，其向量和也為零，沒(méi)有環(huán)行電流。

合理的選擇護(hù)層接地方式，不僅有利于線路安全可靠的運(yùn)行，還降低線損及電纜絕緣層的老化。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一個(gè)交叉互聯(lián)單元的3段電纜不可能完全等分，但各段相差長(zhǎng)度不宜超過(guò)15%。單根電纜長(zhǎng)度不大于800米時(shí)，一般不進(jìn)行分段。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)護(hù)層的接地方式要進(jìn)行合理的組合，例如當(dāng)電纜根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況等分為4段時(shí)，其中3段組合成一個(gè)交叉互聯(lián)單元，另一段則采用一端直接接地，一端經(jīng)保護(hù)器接地的方式。