電力系統(tǒng)接地技術(shù)綜述

【摘要】近年來，由于接地不良導(dǎo)致系統(tǒng)停運(yùn)、設(shè)備損壞甚至威脅人身生命安全的例子很多。本文分析了電力系統(tǒng)統(tǒng)一接地網(wǎng)在現(xiàn)代電力生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，提出有關(guān)接地技術(shù)的解方案，提高電力系統(tǒng)的安全系數(shù)。

【關(guān)鍵詞】接地技術(shù)；接地網(wǎng)；故障；解決措施

1、名詞簡(jiǎn)釋

接地：電氣裝置必須接地的部分與地作良好的連接；接地體：埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體；接地線：電氣設(shè)備接地部分與接地體連接用的金屬導(dǎo)體；接地體和接地線總稱為接地裝置。

2、電力系統(tǒng)接地的分類

電力系統(tǒng)接地一般可分為3種，即保護(hù)接地、工作接地和保護(hù)接零。

2.1保護(hù)接地

電氣設(shè)備的保護(hù)接地是指電氣裝置正常情況下不帶電的金屬部分與接地裝置連接起來，防止在故障情況下引起人身安全的觸電而將設(shè)備外殼接地。例如電氣設(shè)備外殼接地、電氣設(shè)備的二次回路接地、發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)接地等。保護(hù)接地是通過限制帶電外殼對(duì)地電壓（控制接地電阻的大小）或減小通過人體的電流來達(dá)到保障人身安全的目的。

當(dāng)設(shè)備發(fā)生碰殼故障時(shí)，便形成單相接地短路，短路電流流經(jīng)相線和保護(hù)接地、電源中性點(diǎn)接地裝置。如果接地短路電流不能使自動(dòng)開關(guān)跳閘時(shí)，漏電設(shè)備金屬外殼上就會(huì)長期帶電，也是很危險(xiǎn)的。所以說，在電源中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，保護(hù)接地有一定的局限性。

2.2工作接地

工作接地也叫系統(tǒng)接地，是為了保證電力系統(tǒng)在正常情況和事故情況下可靠地工作，而將電力系統(tǒng)中某一點(diǎn)進(jìn)行接地，例如變壓器中性點(diǎn)的接地、避雷針和避雷器的接地等。它的作用是保持系統(tǒng)電位的穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)的危險(xiǎn)性。當(dāng)配電網(wǎng)一相故障接地時(shí)，工作接地也有抑制電壓升高的作用。

發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)接地變壓器接地也是工作接地，它是為了發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的需要而設(shè)計(jì)的。數(shù)字設(shè)備，例如微機(jī)保護(hù)、微機(jī)勵(lì)磁裝置、程控交換機(jī)的一些接地中部分是工作接地，部分是保護(hù)接地的范疇。

2.3保護(hù)接零

保護(hù)接零適用于電源中性點(diǎn)直接接地的三相四線制低壓系統(tǒng)，為了保證維護(hù)安全而將用電設(shè)備的金屬外殼與電源（發(fā)電機(jī)或變壓器）的接地中性線作金屬連接，并要求供給用電設(shè)備的線路，在用電設(shè)備一相碰殼時(shí)，能夠以最短的時(shí)限可靠地?cái)嚅_電源的接地技術(shù)。凡由于絕緣損壞或其它原因而可能呈現(xiàn)危險(xiǎn)電壓的金屬部分，除另有規(guī)定外都應(yīng)接零。凡是由單獨(dú)配電變壓器供電的廠礦企業(yè)，應(yīng)采用保護(hù)接零方式。

在接零系統(tǒng)中，零線僅在電源處接地是不夠安全的。為此，零線還需要在低壓架空線路的干線和分支線的終端進(jìn)行接地；在電纜或架空線路引入車間或大型建筑物處，也要進(jìn)行接地；或在屋內(nèi)將零線與配電屏、控制屏的接地裝置相連接，這種接地叫做重復(fù)接地。

保護(hù)接零能有效地防止觸電事故，但稍不注意仍會(huì)引起觸電事故。因此，采用保護(hù)接零需注意以下問題：

（1）嚴(yán)防零線斷線。當(dāng)零線斷開后時(shí)，接零設(shè)備外殼就會(huì)呈現(xiàn)危險(xiǎn)的對(duì)地電壓。所以一定要保護(hù)零線的施工及檢修質(zhì)量，零線的連接必須牢靠，零線的截面應(yīng)符合規(guī)程要求。把系統(tǒng)內(nèi)所有電氣設(shè)備的外殼都與零線連接起來，構(gòu)成一個(gè)零線網(wǎng)絡(luò)，才能確保人身安全。

（2）嚴(yán)防電源中性點(diǎn)接地線斷開。若電源中性點(diǎn)接地線斷開，當(dāng)系統(tǒng)中某處發(fā)生接地或設(shè)備碰殼時(shí)，都會(huì)使所有接零設(shè)備外殼呈現(xiàn)接近于相電壓的對(duì)地電壓，形成危險(xiǎn)。這就需要加強(qiáng)檢查，發(fā)現(xiàn)中性點(diǎn)接地線斷開或接觸不良時(shí)及時(shí)進(jìn)行處理。

2.4避雷線（針、器）接地

防雷接地這是為了讓強(qiáng)大的雷電流安全導(dǎo)入地中，以減少雷電流流過時(shí)引起的電位升高。為防止雷擊電力設(shè)備，在線路上裝設(shè)有避雷線，在變電站和發(fā)電廠裝有避雷針。其重要作用就是通過將雷電流引致避雷線或避雷針而保護(hù)周圍的電力設(shè)備。避雷線的接地主要是通過線路的鐵塔等接地體直接接地，以前在相當(dāng)長的時(shí)期避雷線大多也與變電站的結(jié)網(wǎng)直接相連接。

避雷針的接地主要是通過避雷針直接與變電站和發(fā)電廠的地網(wǎng)直接相連接。在沒有計(jì)算機(jī)技術(shù)的時(shí)代，所有的發(fā)電廠、變電站的接地網(wǎng)只有統(tǒng)一的接地網(wǎng)，即避雷針、避雷線、工作接地、保護(hù)接地等需要接地的設(shè)備都共用一個(gè)接地網(wǎng)。

3、出現(xiàn)的故障和解決措施

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用，統(tǒng)一接地網(wǎng)的條件下出現(xiàn)了許多故障。以下是三個(gè)實(shí)例和解決問題的措施。

3.1雷擊燒毀變電站龍門架

3.1.1出現(xiàn)故障：由于雷擊某變電站龍門架被燒毀。經(jīng)過工程技術(shù)人員分析，其原因是累計(jì)線路，較大的雷電流通過變電站的龍門架流入變電站的接地網(wǎng)時(shí)，龍門架過熱而燒毀坍塌。

3.1.2解決措施：將避雷線與變電站的接地網(wǎng)分開接地，也就是將零值瓷瓶上的避雷線與變電站的接地分開，最好是避雷線在變電站不接地。如果確實(shí)需要在變電站接地，也可以單獨(dú)設(shè)置避雷線的接地體，并且使用專用的接地引下線接入專用的接地體（網(wǎng)）。決不能通過變電站的龍門架將避雷線引人接地體，防止燒毀龍門架的現(xiàn)象再次發(fā)生。

3.2雷電流入電網(wǎng)燒毀交換機(jī)主板

3.2.1出現(xiàn)故障：某發(fā)電廠程控機(jī)房程控交換機(jī)主板莫名燒毀。換幾次主板仍出現(xiàn)這種現(xiàn)象，在一年的同一個(gè)季節(jié)連續(xù)出現(xiàn)了三次。經(jīng)分析，可能由于當(dāng)時(shí)是雷雨季節(jié)，而程控交換機(jī)的接地與防雷接地同接在發(fā)電廠的統(tǒng)一接地網(wǎng)上，由于雷電流流入接地網(wǎng)時(shí)，抬高了程控交換機(jī)的接地電位而將主板燒毀。

3.2.2解決措施：由于許多的保護(hù)數(shù)據(jù)的傳輸是通過程控交換機(jī)實(shí)現(xiàn)的，因此，應(yīng)設(shè)置程控交換機(jī)的專用接地網(wǎng)。這樣可以提高電力系統(tǒng)通信、繼電保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸、電力調(diào)度的可靠穩(wěn)定性，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)生產(chǎn)的穩(wěn)定可靠性。

3.3接地不科學(xué)燒毀裝置

3.3.1出現(xiàn)故障：微機(jī)繼電保護(hù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)微機(jī)保護(hù)誤動(dòng)作或裝置燒毀現(xiàn)象。最初分析認(rèn)為是裝置本身的質(zhì)量原因造成的，在微機(jī)繼電保護(hù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)設(shè)備不斷發(fā)展完善的條件下，也出現(xiàn)類似現(xiàn)象，尤其是那些只有統(tǒng)一接地網(wǎng)的發(fā)電廠和變電站。后電力系統(tǒng)工程技術(shù)人員和設(shè)備制造廠商以及研究人員的分析，原因也是由于微機(jī)繼電保護(hù)裝置和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)裝置的接地與防雷接地網(wǎng)直接相連所引起的。

3.3.2解決措施：設(shè)置微機(jī)保護(hù)和計(jì)算機(jī)控制裝置的專用接地網(wǎng)。如果條件允許，還可以分別設(shè)置微機(jī)保護(hù)的專用接地網(wǎng)和計(jì)算機(jī)控制裝置的專用接地網(wǎng)，這樣會(huì)大大減少它們相互之間的干擾，提高微機(jī)保護(hù)和計(jì)算機(jī)控制裝置的工作可靠性，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)生產(chǎn)的可靠和穩(wěn)定。

4、結(jié)論

隨著信息技術(shù)迅猛發(fā)展，統(tǒng)一接地網(wǎng)存在的缺陷越來越明顯，運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，逐步改善電力系統(tǒng)工作條件，提高安全使用保障，是電力工作的重點(diǎn)。上文通過對(duì)接地技術(shù)的介紹，提出將防雷接地網(wǎng)和其他接地網(wǎng)分開，若是條件允許，應(yīng)專用的裝置系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)立的專用接地網(wǎng)，打造一個(gè)安全、效率的電力工作環(huán)境。