事件经过

作为设计人员工作有半点疏忽在实际中都会产生非常后怕的结果。我曾经接手一家上市公司生产车间供配电设计任务。由于变压器室和配电房有一段距离，所以必须用电缆对变压器的低压端和配电柜进行连接。现有的一台500kVA（10/0.4KV）杆式变压器，平面位置如下图1。

低压侧额定电流是723A，所以我选择了四根YJV-1（3X95+1X50），穿四根100的钢管，由于图纸没有注明安装方式，所以现场施工人员就这样接线，如图2。

现场安装结束后，进行送电调试，过路电缆在钢管中冒烟，现场工作人员赶紧关掉高压电源，打电话给我。我拿出图纸仔细分析，从计算书到图纸，和办公室的老师一起分析，没有看到问题。

然后我们来到现场，仔细查看安装，发现现场接线把每根YJV-1（3X95+1X50）作为一相穿一根G100的管施工的，我们让技术人员把坏了的电缆抽出来，换上四根新电缆，然后把接线按照图3接。

事故分析

现场配线的接线方式是，变压器低压侧引到配电室母排上的四根电缆YJV-1KV，4（3X95+1X50）。每根电缆穿G100钢管，每根电缆一端的4根芯线均接于变压器的某一相，如A相，其电缆的另一端4根芯线均接于配电室内相应的A相母排。

其它三根电缆按此方式接于B相、C相、N。这样一根四芯电缆相当于一根单芯电缆穿钢管。在三相工频交流电网中每根电缆传送单相用电负荷。这种接线方式是完全错误的。

其原因是，当线路运行时，由芯线传送的单相交流励磁产生的磁通ф是随时间变化，而又按正弦波规律变化的磁通。ф=фm sinωt。磁通ф的一部分又与钢管相连，而钢管为导体，因此在钢管上产生随时间变化，而又按照正弦波规律变化的感应电动势、电压、电流。

钢管具有电阻，感应电流流动则产生功耗。钢管内损耗的电能则转化为热能，使钢管发热。另一个原因是，由于电磁场是按照一定规律在变化，于是在介质中产生损耗，在钢管上产生循环电流，形成磁滞和涡流损耗，损耗的电能转化为热能也会使钢管发热。

电缆运行时，线路有功率损耗，损失的这部分电能转化为热能。它通过介质向外散发热量，产生的热量和散发的热量相等时，达到热能平衡。电缆芯线温度保持一定值。由于错误的接线造成钢管发热，芯线产生的热量向外散发受到一定的阻力，原热平衡受到破坏，使芯线温度升高，造成电缆绝缘层发热和破坏。

处理意见

选择合理方案，改变接线方式。变压器低压侧至配电室母排的电缆还是用四根，即YJV-1KV， 4（3X95+1X50），每根电缆的一端分别接于变压器的A相、B相、C相、中性线接N。这样，每根电缆在工频三相交流电网中传送三相平衡负荷。由于三相电流正弦波120度相量差，如图4。

它们的相量和是零，即：Ia+Ib+Ic=0,这样它们就不会产生变化的电流，变化的磁场，就没有能量损耗产生，也就不会使得电缆发热。

理论依据

根据麦克斯韦电磁理论可知，闭合导体周围会产生变化的磁场，变化磁场周围也会产生变化的电场。我们知道，导线单独穿管时，其中的电流产生的磁通穿过钢管管壁，这一磁通必然在钢管这一铁磁性物质中产生铁磁损耗，其包括磁滞损耗和涡流损耗，其中涡流损耗是主要的；如闭合磁路包围的载流导体较长时，导体温度升高，导体的电阻率增大，导体电阻的功率损耗，这一损耗将使钢铁与导体的温度升高，导线发热。

在电力电缆敷设中， 单芯电缆的保护套管应采用非磁性材料制作。如果单芯电缆穿越了铁磁材料保护套管， 或是在单芯电缆周围实际形成了铁磁闭合环路时， 会造成发热，产生严重后果。

三相或单相的单芯电缆会在电缆周围产生交变的磁场， 变化的磁场作用在外护钢管上（钢管是一个闭合的导体），引起环形电流， 称为涡流。涡流会造成大量的电能损耗， 还会造成钢管发热， 严重时甚至烧毁电缆。单芯电缆的外护管应选用非磁性材料（如塑料管、铜管）。三相或单相的交流单芯电缆， 不得单独穿于钢导管内。

结论

通电导线周围会产生磁场，钢管又是导体，交流电导线周围的磁场是变化的，容易造成闭合导体在磁场中切割磁力线的现象，也就是钢管带电！闭合线圈在磁场中切割磁力线会产生电流！

奇数相的电缆产生的磁场，不能全部互相抵消掉，在钢管内部产生涡流。单芯电缆穿钢管，在电流运动时，电缆自身会产生磁场（电场），会使钢管变为铁芯，消耗电缆所载流的电能。另外，交变的磁场本身，会阻碍电流的通过，严重时，会发热、起火，影响电缆的安全运行。

本文编自《电气技术》，标题为“一起车间变电所到配电柜的连接线故障分析”，作者为郭本利。