一、交叉互聯(lián)接地系統(tǒng)原理

交流系統(tǒng)長距離敷設的單芯電力電纜，必須按一定長度等距離分段，電纜在正常運行情況下要在鋁護套上產生感應電勢，其數(shù)值與電纜長度和負荷電流成正比(電纜正常工作時護層感應電壓計算公式參見《電力工程電氣設計手冊 電氣一次部分》表17-52或《電力工程電纜設計規(guī)范》附錄F)，電纜外護套要耐受這感應電勢，如感應電勢過高使外護套絕緣損壞造成多點接地時，鋁護套上將產生較大的感應環(huán)流，增加了電能損耗，并使電纜溫度增高，降低了輸送容量。電纜金屬護套內的感應電壓不得大于50V (安全電壓范圍)，護套內環(huán)流盡可能小。

為消除電纜鋁護套上的環(huán)流損失，達到經濟運行的目的，同時將鋁護套上的感應電勢控制在安全值范圍之內，設計中常將電纜回路分為長度基本相等的3段或3的整數(shù)倍段。

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

電纜的分段是根據(jù)護層感應電壓的大小，以及周圍的地理環(huán)境合理選擇接頭工井的位置，將電纜分成3的倍數(shù)段，將護層進行交叉互聯(lián)連接。電力電纜的交叉互聯(lián)不是為了兩端接地，而是實現(xiàn)將較長的電纜用絕緣接頭分割成多段分別接地，并且通過交叉互聯(lián)在滿足外護層電壓要求的同時，將外護層的電流通過三相中和降到最小。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“電纜芯線電流對屏蔽層的感應電流相互抵消”。

交流單芯電纜金屬護套交叉互聯(lián)，這種方法是將線路分成長度相等的三小段或三的倍數(shù)段，每小段之間裝設絕緣接頭，絕緣接頭處三相屏蔽之間用同軸電纜，經交叉互聯(lián)箱進行換位連接，交叉互聯(lián)箱裝設有一組護層保護器，線路上每兩組絕緣接頭夾一組直通接頭。

通過兩個交叉互聯(lián)箱,兩次互換,實現(xiàn)感應電壓疊加后向量為零,起到限制感應電壓的作用。將電纜線路分段，金屬護套交叉互聯(lián)，同時再將三相電纜連續(xù)的進行換位。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、阻抗不對稱的問題故線路較長時需換位。等邊三角形排列三相對稱。目前直埋、排管、電纜隧道等長距離敷設方式下，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。這樣不但對稱排列的三相電纜金屬護套電位向量和為零，就是在不對稱的水平排列三相電纜中，由于電纜每小段進行了換位，每大段全換位，三相電纜金屬護套感應電壓相等，相位差120°，其向量和也為零，沒有環(huán)行電流。

合理的選擇護層接地方式，不僅有利于線路安全可靠的運行，還降低線損及電纜絕緣層的老化。根據(jù)運行經驗，對一個交叉互聯(lián)單元的3段電纜不可能完全等分，但各段相差長度不宜超過15%。單根電纜長度不大于800米時，一般不進行分段。設計時對護層的接地方式要進行合理的組合，例如當電纜根據(jù)現(xiàn)場情況等分為4段時，其中3段組合成一個交叉互聯(lián)單元，另一段則采用一端直接接地，一端經保護器接地的方式。