１０ｋＶ配電網(wǎng)采用小電阻接地運(yùn)行方式應(yīng)注意的問題

[摘要]文章介紹10kV配電網(wǎng)小電阻接地系統(tǒng)的特點(diǎn)，闡述經(jīng)小電阻接地的10kV網(wǎng)絡(luò)內(nèi)變電所發(fā)生接地短路時(shí)，在用戶內(nèi)引起的電擊和絕緣擊穿危險(xiǎn)及其防范措施。

[關(guān)鍵詞]10KV配電網(wǎng)；中性點(diǎn)接地方式；小電阻接地

[作者簡(jiǎn)介]楊彩珍，?？谑谐鞘幸?guī)劃設(shè)計(jì)研究院東莞設(shè)計(jì)部助理工程師，研究方向：建筑電氣設(shè)計(jì)，廣東東莞，523120

[中圖分類號(hào)]TM72[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1007-7723(2009)05—0162-0002

一、引言

新修訂的DI／F620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合標(biāo)準(zhǔn)》，提出了主要由電纜線路構(gòu)成的6～35kV送、配電系統(tǒng)，單相接地故障電容電流較大時(shí)，可采用低電阻接地方式。但同時(shí)也指出應(yīng)考慮供電可靠性要求、故障時(shí)瞬態(tài)電壓和瞬態(tài)電流對(duì)電氣設(shè)備的影響、對(duì)通信的影響及本地的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等。

二、對(duì)重復(fù)接地的影響

重復(fù)接地是指在TN系統(tǒng)中，為確保公共PE線或PEN線安全可靠，除在電源中性點(diǎn)進(jìn)行工作接地外，還必須在PE線或PEN線適當(dāng)?shù)牡胤竭M(jìn)行必要的重復(fù)接地。其主要目的是防止PE線或PEN線發(fā)生斷線時(shí)所有設(shè)備發(fā)生一相碰殼，接在斷線后面的所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分都將呈現(xiàn)接過于相電壓的對(duì)地電壓的危險(xiǎn)。如果進(jìn)行重復(fù)接地，在發(fā)生上述同樣的故障時(shí)，若設(shè)中性點(diǎn)接地電阻Rd與重復(fù)接地電阻R'd相等，則斷線后面的PE線或PEN線的對(duì)地電壓，亦即設(shè)備外殼的電壓為相電壓的1／2，并且將產(chǎn)生較大的短路電流，使繼電器保護(hù)動(dòng)作切除故障，危險(xiǎn)程度大大降低。如果考慮到系統(tǒng)采用多點(diǎn)重復(fù)接地的情況，則設(shè)備外殼的電壓更低，安全性能更好。

采用重復(fù)接地后，10KV側(cè)發(fā)生單相接地短路時(shí)，如果低壓側(cè)PE線完好，假設(shè)Rd=R'd=2，并且不計(jì)及PE線的阻抗，則總接地電阻為Rd／2=1，接地電壓uf約為不重復(fù)接地的1／2，即uf的值明顯降低。對(duì)于多點(diǎn)重復(fù)接地的情況，由于總等值接地電阻更低，相應(yīng)的接地電壓也更低，而在PE線斷線的情況下，其運(yùn)行方式相當(dāng)于IT系統(tǒng)。

從上述分析可知，由于10 kV系統(tǒng)從小電流接地系統(tǒng)改為大電流接地系統(tǒng)，單相接地電流可高達(dá)上百甚至上千安培。同時(shí)，我國(guó)多年來一直采用10kV系統(tǒng)與低壓380V系統(tǒng)共用一個(gè)接地網(wǎng)。在上述短路電流的作用下，該接地電網(wǎng)的電壓值將高達(dá)上千伏，且故障的切除時(shí)間一般在0.6～1.5 s。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，明顯達(dá)不到安全標(biāo)準(zhǔn)。因此，必須采取適當(dāng)?shù)拇胧韵鋵?duì)低壓電網(wǎng)安全的影響。

三、防范TN系統(tǒng)用戶人身電擊事故的安全措施

為防范TINT系統(tǒng)用戶人身電擊事故的發(fā)生，可采用以下防范措施：

(一)在用戶建筑物內(nèi)實(shí)施總等電位聯(lián)結(jié)

等電位聯(lián)結(jié)是近30年國(guó)際上推廣采用的用電安全措施，IEC標(biāo)準(zhǔn)和一些發(fā)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定在建筑物電氣裝置內(nèi)必須實(shí)施總等電位聯(lián)結(jié)。這不僅是用電安全的需要，也是建筑物防雷和信息技術(shù)裝置抗干擾的需要。在建筑物總配電箱近旁設(shè)置一銅質(zhì)的接地母排，母排上有若干接線端子，分別用等電位聯(lián)結(jié)線接至總配電箱PE母排、各類金屬管道、建筑金屬結(jié)構(gòu)等金屬導(dǎo)電部分上。如果設(shè)備了人工接地極，也需要先接至引母排再經(jīng)配電箱PE母排接至各電氣設(shè)備外殼上。接地母排即建筑物的參考電位點(diǎn)。這樣做后，當(dāng)電氣設(shè)備外殼或其他金屬導(dǎo)電部分出現(xiàn)異常電位時(shí)，因這些部分的電位接近或相等，人體同時(shí)觸及不同導(dǎo)電部分時(shí)的電擊危險(xiǎn)即可消除或減輕。當(dāng)變電所10KV側(cè)接地短路的故障Uf沿圖中PEN線和PE線傳導(dǎo)至電氣設(shè)備外殼時(shí)，圖中劃線所示的等電位聯(lián)結(jié)會(huì)使人的手、足觸及的都是uf電位，不論其值多大，不存在電位差，電擊事故自然無從發(fā)生。

(二)在變電所內(nèi)分開設(shè)置10kV側(cè)的安全接地和低壓側(cè)的工作接地

上述電氣危險(xiǎn)是因變電所內(nèi)10kV側(cè)的安全接地和低壓側(cè)的工作接地合用一個(gè)接地極而引起的。如果將這兩個(gè)接地分開設(shè)置，如圖3所示，則10KV側(cè)的危險(xiǎn)電位不可能傳導(dǎo)至用戶，用戶的電氣事故自然不會(huì)發(fā)生。

四、防范TT系統(tǒng)用戶設(shè)備絕緣擊穿事故的安全措施

第一，如果變電所內(nèi)不采取措施，可在用戶處采取局部措施來防范。例如，為防止某些用戶的SPD被擊穿，可將IT系統(tǒng)用戶SPD的裝用方式改為圖4的方式，即在三個(gè)相線和中性線間各安裝一個(gè)壓敏電阻SPD，在中性線和PE線間則安裝一個(gè)滑動(dòng)火花間隙?；瑒?dòng)火花間隙的動(dòng)作電壓較高，為3 kv至3.5 kV。這樣變電所10kV側(cè)接地短路引起工頻過電壓幅度不足以使滑動(dòng)火花間隙動(dòng)作放電，從而保護(hù)了壓敏電阻SPD，而對(duì)雷電過電壓的防護(hù)卻不受影響。

第二，如在變電所內(nèi)采取措施，即將其保護(hù)接地和工作接地分開設(shè)置，則變電所供電范圍內(nèi)的IT系統(tǒng)用戶將不受變電所10kV側(cè)接地短路產(chǎn)生的過電壓對(duì)設(shè)備絕緣的危害。

五、結(jié)論和建議

10KV配電網(wǎng)絡(luò)采用接地系統(tǒng)后變電所內(nèi)如發(fā)生接地短路，對(duì)TN系統(tǒng)用戶將引起人身電擊危險(xiǎn)，對(duì)TT系統(tǒng)用戶將引起設(shè)備絕緣擊穿危險(xiǎn)。用戶發(fā)生事故后，事故原因往往很難查明。低壓配電線路接大地短路，用戶內(nèi)設(shè)備碰外殼短路也可在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)引起故障電壓，但變電所10KV側(cè)接地短路故障電壓的幅值最高，危害也最大。

對(duì)這種故障電壓危害的防范可在用戶處采取措施，例如在TN系統(tǒng)用戶建筑物內(nèi)實(shí)施總等電位聯(lián)結(jié)，建筑物外采用局部IT系統(tǒng)，在，IT系統(tǒng)用戶內(nèi)改變避雷器裝用方式等。但低壓用戶一般不熟悉電氣安全方面的技術(shù)，指望用戶采取正確措施防范事故是不現(xiàn)實(shí)的。簡(jiǎn)單徹底的防范措施是在變電所內(nèi)將10kV側(cè)安全接地同低壓側(cè)的工作接地分開。

[參考文獻(xiàn)]

[1]于立濤，趙穎，徐鵬．浦項(xiàng)站中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的方案與設(shè)計(jì)[J]．繼電路,2004,(20).

[2]王莉英，劉峰，王森．城市10KV配電網(wǎng)中性點(diǎn)采用經(jīng)小電阻接地運(yùn)行方式的意見[J]西北電力技術(shù)，2000，(5).

[3]高亞模10kV城市配電網(wǎng)中性．最經(jīng)小電阻接地方式的研究[D]．西安交通大學(xué),2004.