电缆屏蔽层与零序CT的正确接线指南

电缆屏蔽层与零序CT的正确接线指南

一、核心原理：零序CT测量的是什么？零序电流互感器的作用是检测“三相不平衡电流的零序分量（3I₀）”，即用来反映电缆内部三相导体对地的泄漏或短路故障电流。理想情况：只有A、B、C三相电缆芯线穿过零序CT。当系统正常或发生相间故障时，三相电流矢量和为零，零序CT无输出。当发生单相接地等故障时，故障电流通过大地（或接地线）构成回路，三相电流矢量和不再为零，零序CT感应出电流（3I₀），保护装置动作。关键点：零序CT测量的是“穿过其内孔的所有导体的电流矢量和”。任何不属于三相主回路、但与地构成环路的电流如果也穿过了零序CT，都会成为干扰信号。

二、如果屏蔽层穿过零序CT，会有什么问题？电缆屏蔽层（通常是铜带或铜丝）在正常运行时，会因为对地电容和电磁感应而产生电流。主要有两种：电容电流：高压电缆芯线对屏蔽层有分布电容，在交流电压下会产生持续的电容电流。感应电流：当三相负载不平衡或发生故障时，变化的磁场会在屏蔽层中感应出环流（涡流）。如果将屏蔽层也穿过零序CT，问题就产生了：引入干扰电流：上述屏蔽层的电容电流和感应电流，会作为额外的电流被零序CT测量到。这使得零序CT的输出电流不再是纯粹的电缆芯线故障电流(I_A+I_B+I_C)，而是变成了(I_A+I_B+I_C+I_屏蔽)。导致保护误动：在系统正常运行时，屏蔽层的电容电流可能导致零序CT有不平衡输出。如果这个值超过保护整定值（尤其是灵敏的接地选线装置），就会引起保护误动作，无故切断线路。导致保护拒动或灵敏度下降：在发生真实接地故障时，屏蔽层电流的方向可能与故障电流方向相反，部分抵消了真实的零序故障电流，导致零序CT测量值小于实际值。这可能导致保护拒动（不动作）或动作延时加长，危及设备和系统安全。破坏保护的选择性：屏蔽层电流路径复杂，可能使故障电流的测量无法准确反映故障点的位置，影响上下级保护之间的配合。简单比喻：零序CT就像一个精密的天平，专门用来测量A、B、C三相电流的“重量差”。屏蔽层电流就像一个无关的陌生人，也站到了天平上，必然导致称量结果完全失真。

三、正确的做法是什么？如上图正确接线:必须确保电缆屏蔽层(或铠装层)采用“单点接地”方式，并且接地点位于零序电流互感器的测量侧(通常是负载侧)。单点地:电缆屏蔽层只在一端(通常是在电缆终端头处)可靠接地，另一端用绝缘胶带包好。这样就切断了环流路径。正确安装:从电缆头屏蔽层引出的接地线，必须向后绕行(不穿过零序CT)至下方的接地网，确保其不会再次穿过零序CT的窗口。目的这样做的目的是让屏蔽层上的各种电流(感应环流、故障分流电流)不流经零序CT的测量范围，从而保证零序CT只测量三相导体的真实电流，使保护装置能正确判断。因此，在安装和施工中，必须将这一点作为关键质量控制点来检查，否则整个零序电流保护功能将形同虚设，甚至起到反作用。四、特殊情况与注意事项三相屏蔽层分开时：对于单相电缆或分相屏蔽的电缆，每相的屏蔽层接地线都应遵循同一原则——在零序CT负荷侧集中一点接地，且不穿过零序CT。已错误穿过怎么办：在某些旧改或特殊情况下，如果屏蔽层已无法改变路径，必须穿过零序CT，则需要采用“自补偿”方式：将三相屏蔽层（如果是分相的）绞合在一起后，再反向穿过零序CT一次，使其产生的磁场在CT内部相互抵消。但这非常规做法，需谨慎计算和测试。铠装层：对于有金属铠装的电缆，铠装层应视同屏蔽层，其接地线处理原则完全相同——在零序CT负荷侧接地，且不穿过CT。

总结：禁止电缆屏蔽层穿过零序CT，是继电保护领域一项至关重要的反事故措施。其核心目的是隔离无关的接地环流，确保零序保护只反应被保护电缆本体（三相导体）的真实接地故障，从而保证保护的可靠性、选择性和灵敏性。