详细全面的高压电缆基础知识
高压电力电缆（简称高压电缆）是电力系统中传输电能的重要组成部分，主要用于城区、变电站等必须采用地下输电的部位。我国高压及超高压电力电缆涵盖35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、士200kV、士320kV等电压等级。
高压电缆本体结构
高压电缆多为单芯结构。
交联聚乙烯绝缘电缆以其合理的工艺和结构、优良的电气性能和安全可靠的运行特点获得了迅猛的发展，目前高压电缆基本采用交联聚乙烯绝缘电缆工艺。高压交联聚乙烯绝缘电缆导体一般为铝或铜单线规则绞合紧压结构，标称截面为800mm'及以上时为分割导体结构。导体、绝缘屏蔽为挤包的半导电层，标称截面在500mm'及以上的电缆导体屏蔽由半导电包带和挤包半导电层组成。金属屏蔽采用铜丝屏蔽或金属套屏蔽结构。外护层采用聚氯乙烯或聚乙烯护套料，为了方便外护层绝缘电阻的测试，外护层表面应有导电涂层。典型高压单芯交联聚乙烯绝缘电缆结构示意图如图1所示。
图1：高压单芯交联聚乙烯绝缘电缆结构示意图
高压电缆中，充油电缆以其电气性能可靠、机械性能良好等优点一直沿用至今。充油电缆是利用补充浸渍剂来消除绝缘中形成的气隙，以提高电缆工作场强的一种电缆结构。
01导体
导体是电力电缆用来传输电流的载体，是决定电缆经济性和可靠性的重要组成部分。导体主要技术要求如下:
(1)导体用铜单线应采用GB/T 3953-2009《电工圆铜线》中规定的TR型圆铜线。
(2)导体截面由供方根据采购方提供的使用条件和敷设条件计算确定，并提交详细的载流量计算报告，或由采购方自行确定导体截面。
(3)66kV及以上电压等级的电缆，导体标称截面小于800mm'时应采用绞合紧压圆形导体结构;导体标称截面为800mm'及以上时应采用分割导体结构。
(4)绞合导体不允许整芯或整股焊接。绞合导体中允许单线焊接，但在同一导体单线层内，相邻两个焊点之间的距离应不小于300mm。
(5)导体表面应光洁、无油污、无损伤屏蔽及绝缘的毛刺、无锐边及凸起、无断裂。
02绝缘层
绝缘层是将导体与外界在电气上彼此隔离的主要保护层，它承受工作电压及各种过电压长期作用，因此其耐电强度及长期稳定性能是保证整个电缆完成输电任务的最重要部分。
在电缆使用寿命期间，绝缘层材料具有稳定的以下特性:较高的绝缘电阻和工频、脉冲击穿强度，优良的耐树枝放电和耐局部放电性能，较低的介质损耗角正切值(tan8)及一定的柔软性和机械强度。
66kV及以上电压等级的电缆应采用超净可交联聚乙烯料。
03屏蔽层
屏蔽层是多用于10kV及以上的电力电缆，一般有导体屏蔽层和绝缘屏蔽层。电缆绝线芯应设计有分相金属屏蔽。单芯或三芯电缆绝缘线芯的屏蔽应由导体屏蔽和绝缘屏组成。
(1)导体屏蔽
66kV及以上电压等级电缆应采用绕包半导电带加挤包半导电层复合导体屏蔽，且应用超光滑可交联半导电料。
挤包半导电层应均匀地包覆在导体或半导电带外，并牢固地黏附在绝缘层上。与绝缘的交界面上应光滑，无明显绞线凸纹、尖角、颗粒、烧焦或擦伤痕迹。
(2)绝缘屏蔽
绝缘屏蔽应为挤包半导电层，并与绝缘紧密结合。绝缘蔽表面及与绝缘层的交界面均匀、光滑，无明显绞线凸纹、尖角、颗粒、烧焦或擦伤痕迹。
电缆的导体屏蔽、绝缘和绝缘屏蔽应采用三层共挤工艺制造，220kV及以上电压等级电缆绝缘线芯宜采用立塔生产线制造。
04保护层
66kV及以上电压等级电缆的保护层包括缓冲层、纵向阻水结构、径向不透水阻隔屋属塑料复合护层和外护套等。
(1)缓冲层
绝缘屏蔽层外应设计有级冲层，采用导电性能与绝缘屏蔽相同的半导电弹性材料或半导电阻水膨胀带绕包。绕包应平整、紧实、无皱褶
(2)纵向阻水结构
电缆设计有金属套间隙纵向阻水功能时，可采用半导电阻水膨胀带绕包或具有纵向阻水功能的金属丝屏蔽布绕包结构。电缆设计有导体纵向阻水功能时，导体绞合时应绞人阻水绳等材料。应确保金属丝屏蔽布中的金属丝与半导电带和金属套良好接触。
(3)径向不透水阻隔层
应采用铅套或皱纹铝套、平铝套等金属套作为径向不透水阻隔层。铅套应采用符合JB5268-2011《电缆金属套》规定的铅合金，皱纹铝套用铝的纯度不低于99.6%。
(4)金属塑料复合护层
对具有金属塑料复合护层的交联聚乙烯绝缘电力电缆，其技术要求参考GB/T11017.2-2002《额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件第2部分:额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆》中附录D。
(5)外护套
66kV及以上电压等级电缆的一般设计有外护套。外护套应采用绝缘型聚乙烯或聚乙烯材料。
高压电缆附件结构
01高压电缆终端
高压电缆终端一般由下列各部分组成:
①内绝缘(有增绕式和电容式两种);②外绝缘(一般用瓷套或复合套结构);③密封结构;④出线杆(它与电缆导体的连接有卡装和压接两种);⑤屏蔽罩。
终端的结构型式按其用途可分为户外终端、GIS终端和油浸终端户外终端结构按外绝缘型式可分为瓷套和复合套。
常用的110kV及以上电缆终端主要有干式终端、充油式终端和GIS终端几类。干式终端是由复合套管或瓷套管作为外绝缘，内部有应力锥并填充有不流动弹性体的终端。GIS终端是指安装在气体绝缘封闭开关设备(GIS)内部以六氟化硫(SF6)气体为外绝缘的气体绝缘部分的电缆终端。下图2、3、4、5所示为各式高压电缆终端实物图。
图2：瓷套式户外电缆终端
瓷套式电缆终端：主要由接线柱、应力锥、应力锥罩、瓷套和尾管等零件组成，应力锥采用橡胶材料橡胶注橡成型，瓷套采用高强度、大小伞裙结构，外形呈锥形，具有很好的防污闪特性。内部采用弹簧锥托定位结构，使应力锥和硅油隔离开，克服了应力锥由于材料老化带来的弹性松弛、应力锥与电缆外半导电层接触不良等弊病，提高了应力锥寿命。
图3：复合套管式户外电缆终端
复合套管式电缆终端：外绝缘由环氧玻璃纤维管及硅橡胶雨裙组成的复合套管，内部结构与瓷套式终端相近，具有瓷套式终端的全部优点，同时具有优良的防爆性能，重量轻，便于装卸运输，极利于安装操作。
图4：GIS电缆终端
GIS电缆终端：分插拔式与装配式，两者在顶部密封处理与尾管结构有所不同，其他主要结构一致；由于GIS是在全封闭的环境下运行，可以免受大气条件与污秽的影响，加上SF6气体的良好绝缘特性，所以GIS的外绝缘采用环氧树脂套管，内绝缘采用应力锥加弹簧锥托顶紧结构，且为全干式，无需加任何绝缘浇注剂，杜绝了运行中漏油现象。
图5：柔性干式户外终端（整体预制式电缆终端）
整体预制式电缆终端：在工厂整体预制成型，内部复合了半导电硅橡胶应力锥，与瓷套式、复合套管式相比，结构大大简化，安装时只需按要求处理好电缆本体后，将终端主体套入电缆端头位置即可，安装极为方便，可倾斜安装在架空线塔上，且具有无油、防爆、重量轻等特点。
02高压电缆接头
110kV及以上电缆接头按用途不同主要有直通接头和绝缘接头两种。绝缘接头其增绕绝缘外缠绕的外屏蔽和金属屏蔽层只分别与两侧电缆本体的对应部分接通，而相互之间必隔开，而且接头的铜外壳间亦须用绝缘材料隔开，因此能用于需要隔断外护层的单芯电缆的连接上。而直通接头则连通，没有隔断电缆的外护层。电缆中间接头示意图如图6所示。
图6：高压电缆绝缘接头与直通
高压电缆附属设备
01接地(互联)箱
接地箱用于单芯电缆线路中，指为降低电缆护层感应电压，将电缆的金属屏蔽(金套)直接接地或通过过电压限制器后接地的装置。接地箱主要由箱体、绝缘支撑板组成。接地箱有电缆护层直接接地箱、电缆护层保护接地箱两种，如下图7、图8所示，其中电缆护层保护接地箱中装有护层过电压限制器。
图7：站内与铁塔上直接接地箱
图8：保护接地箱
交叉互联箱用于长电缆线路中，指为降低电缆护层感应电压，依次将一相绝缘接头一侧的金属套与另一相绝缘接头另一侧的金属套相互连接后再集中分段接地的一种密封装置。交叉互联箱包括护层过电压限制器、接地排、换位排、公共接地端子等。如下图9所示。
图9：交叉互联箱
对接地(互联)箱的技术要求如下:
(1)接地箱、交叉互联箱内连接应与设计相符，铜牌连接螺栓应拧紧，连接螺栓无锈蚀现象。箱体完整，门锁完好，开关方便。
(2)接地箱、交叉互联箱内电气连接部分应与箱体绝缘。箱体本体不得选用铁磁材料并应密封良好，固定牢固可靠，满足长期浸水要求，防护等级不低于IP68。
(3)电缆护层过电压限制器配置选择应符合GB50217-2018《电力工程电缆设计标准》的要求。限制器和电缆金属护层连接线宜在5m内，连接线应与电缆护层的绝缘水平一致。
(4)如接地箱、交叉互联箱置于地面上，接地箱、交叉互联箱安装应与基础匹配，膨胀螺栓安装稳固，箱内接地缆出线管口空隙应进行防火泥封堵。
(5)接地箱、交叉互联箱箱体正面应有不锈钢设备铭牌，铭牌上应有换位或接地示意图、额定短路电流、生产厂家、出厂日期、防护等级等信息。
(6)接地箱和交叉互联箱应有运行编号。
(7)金属护层接地电流绝对值应小于100A，或金属护层接地电流/负荷比值小于20%或金属护层接地电流相间最大值/最小值比值小于3.
02同轴(接地)电缆(含回流线)
同轴电缆是指有两个同心导体，而导体又共用同一轴心的电缆，它是一种电线及信号传输线。电力电缆中同轴电缆主要用于电缆交叉互联箱、接地箱和电缆金属护层的连接。由于同轴电缆的波阻抗远远小于普通绝缘接地线的波阻抗，与电缆调度波阻抗相近，为减少冲击过电压在交叉换位连接线上的压降，避免冲击波的反射过电压，应采用同轴电缆代替普通绝缘接地线。
最常见的同轴电缆最内里是一条由内层绝缘材料隔离的内导电铜线，在内层绝缘材料的外面是另一层环形网状导电体，然后整个电缆最外层由聚氯乙烯或特氟纶材料包住，作为外绝缘护套。同轴电缆示意图如图10所示。
图10：同轴电缆示意图
对同轴电缆的技术要求如下:
(1)同轴电缆的绝缘水平不得低于电缆外护套的绝缘水平，截面应满足系统单相接地电流通过时的热稳定要求。
(2)电缆线芯连接金具，应采用符合标准的连接管和接线端子，其内径应与电缆线芯紧密配合，间隙不应过大。
(3)截面宜为线芯截面的1.2~1.5倍。
(4)采用压接时，压接钳和模具规格应符合要求。
03回流线
回流线指在单芯电缆金属屏蔽(金属套)单端接地时，为抑制单相接地故障电流形成的磁场对外界的影响和降低金属屏蔽(金属套)上的感应电压，沿电缆线路敷设的一根阻抗较低的接地线。如下图11所示。
图11：回流线
当发生单相接地故障时，接地短路电流可以通过回流线流回系统中心点，由于通过回流线的接地电流产生的磁通抵消了一部分电缆导线接地电流所产生的磁通，因而可降低短路故障时护套的感应电压。
当电缆金属护套采用交叉互联方式，护套上的环行电流非常小，可以将金属护套上的互感应电压限制在规定的50V以内。当线路发生单相接地故障时，接地电流不通过大地，此时金属护套相当于回流线，每根护套上将通过1/3的接地电流，每小段护套上的对地电压小，相当于一端接地线路装设回线的1/3，同时，电缆线路邻近的辅助电缆的感应电压也较小，因此，交叉互联的电缆线路不必再设回流线。
04护层保护器
护层保护器指串接在电缆金属屏蔽(金属套)与大地之间，用来限制在系统暂态过程中金属屏蔽层电压的装置。如图12所示。
图12：护层保护器
对过电压护层保护器绝缘电阻的要求是1000V绝缘电阻表测量值大于10MQ。
护层保护器的作用：
1.限制护层中的感应电压
电缆正常工作状态下，护层保护器呈高电阻状态，截断护层的感应电流回路；
2.迅速减小护层中的工频和冲击过电压
当电缆出现接地故障、雷击或操作过电压导致护层电压瞬间过高，护层保护器呈现低电阻导通状态，使得故障电流经保护器迅速导入大地。
高压电缆通道
01电缆隧道
电缆隧道是指用于容纳大量敷设在电缆支架上的电缆的走廊或隧道式构筑物。电缆隧道实物如图13所示。
图13：电缆隧道
对电缆隧道的技术要求如下:
(1)隧道应按照重要电力设施标准建设，应采用钢筋混凝土结构;主体结构设计使用年限不应低于100年;防水等级不应低于二级。
(2)隧道的净宽不宜小于相关规程规定。
(3)隧道应有不小于0.5%的纵向排水坡度，底部应有流水沟，必要时设置排水泵，排水泵应有自动启闭装置。
(4)隧道结构应符合设计要求，坚实牢固，无开裂或漏水痕迹。
(5)隧道出人通行方便，安全门开启正常，安全出口应畅通。在公共区域露出地面的出人口、安全门、通风亭位置应安全合理，其外观应与周围环境景观相协调。
(6)隧道内应无积水、无严重渗、漏水，隧道内可燃、有害气体的成分和含量不应超标。
(7)隧道配套各类监控系统安装到位，调试、运行正常。
(8)隧道工作井人孔内径应不小于800mm，在隧道交叉处设置的人孔不应垂直设在交叉处的正上方，应错开布置。
(9)隧道三通井、四通井应满足最高电压等级电缆的弯曲半径要求，井室顶板内表面应高于隧道内顶0.5m，并应预埋电缆吊架，在最大容量电缆敷设后各个方向通行高度不低于1.5m。
(10)隧道宜在变电站、电缆终端站以及路径上方每2km适当位置设置出人口，出入口下方应设置方便运行人员上下的楼梯。
(11)隧道内应建设低压电源系统，并具备漏电保护功能，电源线应选用阻燃电缆。
(12)隧道宜加装通信系统，满足隧道内外语音通话功能。
(13)隧道上电力井盖可加装电子锁以及集中监控设备，实现隧道井盖的集中控制、远程开启、非法开启报警等功能，井盖集中监控主机应安装在与隧道相连的变电站自动化室内。
02电缆排管
将电缆敷设于预先建设好的地下排管中的安装方法，称为电缆排管敷设。电缆排管实物图如下图14所示。
图14：电缆排管
对电缆排管技术要求如下:
(1)排管在选择路径时，应尽可能取直线，在转弯和折角处，应增设工作井。在直线部分，两工作井之间的距离不宜大于150m，排管连接处应设立管。
(2)排管要求管孔无杂物，疏通检查无明显拖拉障碍。
(3)排管管道径向段应无明显沉降、开裂等迹象。
(4)排管的内径不宜小于电缆外径或多根电缆包络外径的1.5倍，一般不宜小于150mm。
(5)排管在10%以上的斜坡中，应在标高较高一端的工作井内设置防止电缆因热伸缩而滑落的构件。
(6)35~220kV排管和18孔及以上的6~20kV排管方式应采取(钢筋)混凝土全包封防护。
(7)排管端头宜设工作井，无法设置时，应在埋管端头地面上方设置标识。
(8)排管上方沿线土层内应铺设带有电力标识警示带，宽度不小于排管。
(9)用于敷设单芯电缆的管材应选用非铁磁性材料。(10)管材内部应光滑无毛刺，管口应无毛刺和尖锐棱角，管材动擦系数应符合GB50217规定。
03电缆沟
电缆沟指封闭式不通行、盖板与地面相齐或稍有上下、盖板可开启的电缆构筑物。电缆沟实物如下图15所示。
图15：电缆沟
对电缆沟的技术要求如下:
(1)电缆沟净宽不宜小于相关规程的规定;
(2)电缆沟应有不小于0.5%的纵向排水坡度，并沿排水方向适当距离设置集水井；
(3)电缆沟应合理设置接地装置，接地电阻应小于5Ω;
(4)在不增加电缆导体截面且满足输送容量要求的前提下，电缆沟内可回填细砂；
(5)电缆沟盖板为钢筋混凝土预制件，其尺寸应严格配合电缆沟尺寸。盖板表面应平整，四周应设置预埋件的护口件，有电力警示标识。盖板的上表面应设置一定数量的供运、安装用的拉环。
04直埋电缆通道
将电缆敷设于地下壕沟中，沿沟底和电缆上覆盖有软土层或砂，且设有保护板再埋齐地坪的敷设方式称为电缆直埋敷设。直埋电缆管道如下图16所示。
图16：电缆直埋敷设
对直埋电缆管道的技术要求如下:
(1)直埋电缆的埋设深度一般由地面至电缆外护套顶部的距离不小于0.7m，穿越农田或在车行道下时不小于1m。在引入建筑物、与地下建筑物交叉及绕过建筑物时可浅理，但应采取保护措施。
(2)敷设于冻土地区时，宜理入冻土层以下。当无法深埋时可埋设在土壤排水性好的干燥冻土层或回填土中，也可采取其他防止电缆受损的措施。
(3)电缆周国不应有石块或其他硬质杂物以及酸、碱强腐蚀物等，沿电缆全线上下各铺设100mm厚的细土或沙层，并在上面加盖保护板，保护板覆盖宽度应超过电缆两侧各50m。
(4)直埋电缆在直线段每隔30~50m处、电缆接头处、转弯处、进入建筑物等处，应设置明显的路径标志或标桩。
05电缆桥架
为跨越河道，将电缆敷设在交通桥梁或专用电缆桥上的安装方式称为电缆桥架敷设。电缆桥架又名电缆托架，是对由托盘或梯架的直线段、弯通、组件、托臂(悬臂支架)和吊架等构成的具有密集支撑电缆的刚性结构系统之全称。电缆桥架如下图17所示。
图17：电缆桥架敷设
对电缆桥架的技术要求如下:
(1)电缆桥架钢材应平直，无明显扭曲、变形，并进行防腐处理，连接螺栓应采用防盗型螺栓。
(2)电缆桥架两侧围栏应安装到位，宜选用不可回收的材质，并在两侧悬挂“高压危险禁止攀登”的警告牌。
(3)电缆桥架两侧基础保护帽应砼浇注到位。
(4)当直线段钢制电缆桥架超过30m、铝合金或玻璃钢制电缆桥架超过15m时，应有伸缩缝、其连接宜采用伸缩连接板，电缆桥架跨越建筑物伸缩缝处应设置伸缩缝。
(5)电缆桥架全线均应有良好的接地。
(6)电缆桥架转弯处的转弯半径，不应小于该桥架上的电缆最小允许弯曲半径的最大者。
(7)悬吊架设的电缆与桥梁架构之间的净距不应小于0.5m。
06综合管廊
综合管廊指在城市地下建造的市政公用隧道空间，将电力、通信、供水等市政公用管线，根据规划的要求集中敷设在一个构筑物内，实施统一规划、设计、施工和管理的构筑物，如图18所示。
图18：综合管廊
对综合管廊的技术要求如下:
(1)电缆舱应按公司的电缆通道型式选择及建设原则，满足国家及行业标准中电力电缆与其他管线的间距要求，综合考虑各电压等级电缆敷设、运行、检修的技术条件进行建设。
(2)电缆舱内不得有热力、燃气等其他管道。
(3)通信等线缆与高压电缆应分开设置，并采取有效防火隔离措施。
(4)电缆舱具有排水、防积水和防污水倒灌等措施。
(5)除按国标设有火灾、水位、有害气体等监测预警设施并提供监测数据接口外，还需预留电缆本体在线监测系统的通信通道。
高压电缆金属护层接地方式
高压电缆线路安装时，按照GB50217-2018《电力工程电缆设计标准》的要求，单芯电缆线路的金属护套只有一点接地时，金属护套任一点的感应电压不应超过50-300V(未采取不能任意接触金属护套的安全措施时不大于50V；如采取了有效措施时，不得大于300V),并应对地绝缘。如果大于此规定电压时，应采取金属护套分段绝缘或绝缘后连接成交叉互联的接线。为了减小单芯电缆线路对邻近辅助电缆及通信电缆的感应电压，应尽量采用交叉互联接线。对于电缆长度不长的情况下，可采用单点接地的方式，为保护电缆护层绝缘，在不接地的一端应加装护层保护器。
01金属护层两端直接接地
对35kV以上高压电缆线路较短，传输功率很小的电缆，或利用率很低时，采取金属屏蔽层两端直接接地方式。两端直接接地方式简单，但在金属屏蔽上存在环流，一般不予采用，只有短电缆或轻载运行时，方可将金属屏蔽层两端三相互联接地，如下图19（a）、（b）所示
图19（a）：金属护层两端直接接地
图19（b）：金属护层直接接地
02金属护层单端接地
当电力电缆长度在500m及以下时，电力电缆护套可以采用一端直接接地(通常在终端头位置接地)，另一端经保护器接地。护套其他部位对地绝缘，这样护套没有构成回路，可以减少及消除护套上的环行电流，提高电力电缆的输送容量。为了保障人身安全，非直接接地端护套中的感应电压不应超过50V但在电力电缆终端头处的金属护套用玻璃纤维绝缘材料覆盖起来的情况下，该电压可以提高到100V。如下图20（a）、（b）所示。
图20（a）：金属护层单端接地（一端直接接地，另一端经护层保护器接地）
图20（b）：金属护层保护接地
03金属护层中点直接接地，两端保护接地
对于在500—1000米范围内的电缆线路，若电缆采取一端接地，电缆运行时，不接地端金属屏蔽感应电压会随电缆长度的增加而增加，从而大于设计规范要求的50V-300V，此时需要在电缆线路中间制作绝缘或直通中间接头，将金属护层进行分段。对此，可制作直通接头，采用金属护层中点直接接地，做好防水处理，电缆两端终端头的金属护层通过护层保护器接地，如下图21所示，或者制作绝缘接头，采用金属护层中点保护接地，电缆两端终端头的金属护层直接接地。
图21：金属护层中点直接接地，两端保护接地
04金属护层交叉互联
当电缆线路较长时，一般大于1500m，可以采用护套交叉互联。这种方法是将电缆线路分成者干大段，每大段原则上分成长度相等的三小段，每小段之间装设绝缘接头，绝缘接头处护套三相之间用同轴电缆引线经接线盒进行换位连接，绝缘接头处装设组保护器，每一大段的两端护套分别直接接地。这样不但对称排列的三相电力电缆护套电位相量和为零，就是在不对称的水平排列三相电力电缆中，由于电缆每小段进行了换位，每大段全换位，三相电力电缆护套感应电压绝对值相差很小，相位差120°，其相量和很小。如下图22（a）、（b）所示。
图22（a）：金属护层交叉互联
图22（b）：金属护层交叉互联
交叉互联接地方式的优点：
(1)交叉互联接地方式的工频感应电压最大值出现在线路的交叉互联处。若三小段电缆分段均匀，且三相线路始终保持对称状态，即实施了理想的交叉互联接地，则金属护层两端直接接地点间的电压差为零。若没有实施理想的交叉互联接地，则会形成金属护层感应环流，带来直接接地点的地电位升。地电位提升由感应环流的零序分量产生，根据理论计算和运行实测数据可知，地电位升的绝对数值不高，不会使金属护层的感应电压超过规范要求。
(2)交叉互联接地方式要求交叉互联段内三小段电缆长度尽可能均等，充分利用串联连接的金属护层感应电压的抵消作用，减小了两端直接接地点间的感应电压差，从而抑制了金属护层的感应环流。
(3)由于三相和两相短路电流不以大地为回路，且回路的路程较近，因此短路电流在金属护层上的感应电压较小。金属护层对地的最高感应电压出现在线路发生单相短路时。对于交叉互联线路，单相短路电流可以通过线路两端直接接地的金属护层实现短路电流的回流，起到降低金属护层感应电压、抑制短路电流对外界的干扰的作用。这一天然的短路电流回流通道是交叉互联接地方式相比单端直接接地方式的一个重要优势。对于单端直接接地方式，若想达到这一抑制短路感应电压的效果，则必须沿线布置一根回流线。
交叉互联接地方式的缺陷：
叉互联接地方式要求金属护层两端直接接地，这样就不可避免地带来了金属护层的感应环流问题。若实施了理想的交叉互联接地，则金属护层两端的感应电压差为零，因此没有感应环流。但是在实际工程中，受工程中各种实际条件的制约，电缆线路往往难以实施理想的交叉互联接地，因此在金属护层上存在不同程度的感应环流。
随着城市电网的不断发展，新建变电站的接入、城市规划的调整以及其他一些因素，都可能带来已建电缆线路的改造。常见的电缆线路改造需求主要有线路解口、改接和T接。这些改造需求都可能使电缆分段和线路长度发生明显的变化，而这些正是决定交叉互联接地方式能否安全稳定运行的重要因素。对于解口和改接线路，若改造点没有选于交叉互联大段的端部，则会破坏原有线路的交叉互联循环，造成金属护层感应环流的增大。对于T接线路，若T接点选在交叉互联大段的中间，则会引起线芯电流的潮流变化，使得一个交叉互联循环段内各小段的潮流大小不一致，也会造成金属护层感应环流的增大。
感应环流带来了金属护层的环流损耗，造成电缆发热，直接影响了电缆载流量，同时降低了电缆的传输效率。南方电网公司的《电力设备预防性试验规程》(Q/CSG114002－2011)中规定:金属护层感应环流不得超过线芯工作电流的10%。
高压电缆的感应电压和环流
感应电压：
电力安全规程规定：35kV及以下电压等级的电缆都采用两端接地方式，这是因为这些电缆大多数是三芯电缆，在正常运行中，流过三个线芯的电流总和为零，在铝包或金属屏蔽层外基本上没有磁链，这样，在铝包或金属屏蔽层两端就基本上没有感应电压，所以两端接地后不会有感应电流流过铝包或金属屏蔽层。但是当电压超过35kV时，大多数采用单芯电缆，单芯电缆的线芯与金属屏蔽的关系，可看作一个变压器的初级绕组。当单芯电缆线芯通过电流时就会有磁力线交链铝包或金属屏蔽层，使它的两端出现感应电压。感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比，电缆很长时，护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度，在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。
环流：
电力电缆护层接地线上的电流主要由感应电流、电容电流、泄漏电流三部分组成。感应电流由金属护层的感应电动势作用在金属护层的自阻抗、接地点间的导通电阻、接地线的电阻等阻抗上形成，感应电流的大小与感应电动势成正比，与回路中的总阻抗成反比，当电力电缆护层仅单点接地时，感应电流为零电容电流由工作电压作用在导体与金属护层间的电容而产生，与电力电缆长度电缆截面尺寸、工作电压等因素有关。泄漏电流由工作电压作用在电力电缆主绝缘层的绝缘电阻而产生，绝缘正常时泄漏电流幅值极小，通常可以忽略不计。
如果将单芯电缆金属护层两端三相互联接地，则铝包或金属屏蔽层将会出现很大的环流，其值可达线芯电流的50%--95%，形成损耗，使铝包或金属屏蔽层发热，这不仅浪费了大量电能，而且降低了电缆的载流量，并加速了电缆绝缘老化，因此单芯电缆不应两端接地。
