關(guān)于電力系統(tǒng)二次設(shè)備的接地技術(shù)

【摘要】隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電力系統(tǒng)相關(guān)的二次設(shè)備正朝著高速化、高密度化的趨勢(shì)發(fā)展。保證電力系統(tǒng)能夠可靠安全的運(yùn)行，關(guān)鍵在于提高電力系統(tǒng)二次設(shè)備的抗干擾水平。由于二次設(shè)備的信號(hào)電平逐漸降低，對(duì)電磁干擾變得更加敏感，因而對(duì)外界的電磁環(huán)境要求越來越高。本研究中，筆者對(duì)電力系統(tǒng)二次設(shè)備相關(guān)的接地技術(shù)要求、種類及接地方式進(jìn)行了分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；二次設(shè)備；接地技術(shù)

二次設(shè)備是電力系統(tǒng)的重要組成部分。變電站和發(fā)電廠二次設(shè)備中的很多地方需要接地，由于二次設(shè)備的不同類型而對(duì)接地也有著不同要求，因此電力系統(tǒng)的二次設(shè)備相關(guān)接地技術(shù)越來越受到人們重視，再加上對(duì)二次設(shè)備的抗干擾問題有了更高的要求，所以為了確保電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，必須對(duì)于次設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理的接地設(shè)計(jì)。

1.二次設(shè)備接地網(wǎng)的技術(shù)要求

1.1網(wǎng)內(nèi)電壓線的技術(shù)要求

在變電站和發(fā)電廠中，采用直接接地的主要為站內(nèi)變壓器的中性點(diǎn)，由于站內(nèi)的接地電阻處于非零狀態(tài)，往往在單相短路接地時(shí)會(huì)經(jīng)過接地點(diǎn)短路的電流，在這一過程中將會(huì)與電阻產(chǎn)生電壓。若距離接地點(diǎn)電壓較遠(yuǎn)時(shí)可以當(dāng)成零電位，而接地網(wǎng)的電位在接地點(diǎn)至零電位時(shí)將出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象[1]。實(shí)際上，變電站接地若打用單相短路，必然會(huì)存在接地網(wǎng)的電壓差，甚至嚴(yán)重則導(dǎo)致絕緣損壞，而形成較大的電流，在這種情況下電力的正常傳送容易受到干擾，甚至?xí)龎亩俗酉浠螂娎|。

1.2技術(shù)指標(biāo)的相關(guān)要求

參考《交流電器裝置的接地》作為接地網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：R ≤2000/I，R≤0.5Ω，通常在I>4000A的情況下，在規(guī)程中要求高土壤電阻率地區(qū)接地電阻可以為5Ω，但由于需要對(duì)跨步電勢(shì)及接觸電勢(shì)進(jìn)行驗(yàn)算，在完成施工后應(yīng)進(jìn)行測(cè)量。為達(dá)到均衡分布整個(gè)保護(hù)范圍內(nèi)電位，對(duì)于大型接地電流的接地網(wǎng)，應(yīng)采取均壓措施，還應(yīng)該將電阻盡量減小。

2.二次設(shè)備接地的種類

2.1交流接地

進(jìn)行交流接地時(shí)，不需要連接中性線芯與二次機(jī)柜金屬的外殼。交流電源進(jìn)行二次機(jī)柜供電時(shí)采用三相五線制，其電纜中應(yīng)有線芯，作用在于保護(hù)接地。二次機(jī)柜金屬要應(yīng)與接地線芯相連接，而且屏內(nèi)接地排不能連接電源接地線，而是連接工作接地。

2.2安全接地

在二次設(shè)備接地中，確保人身安全是安全接地的主要目的。要采取安全接地就應(yīng)對(duì)柜設(shè)備和二次設(shè)備機(jī)柜的外殼進(jìn)行接地，對(duì)二次設(shè)備機(jī)柜的外殼和柜設(shè)備進(jìn)行接地可以實(shí)現(xiàn)安全接地，在接地過程中應(yīng)采用專用的接地線，因使用扁鋼連接地網(wǎng)與槽鋼支架來安裝屏柜，因此能夠?qū)⒃O(shè)備接在地網(wǎng)上。

2.3模擬量回路接地

為避免模擬量回路出現(xiàn)誤差，要求模擬量回路接地將設(shè)備TV、TA回路進(jìn)行一點(diǎn)接地。針對(duì)獨(dú)立的回路，除了相互之間有電氣連接的TA或TV外，通常要求其他在現(xiàn)場(chǎng)一點(diǎn)接地，目的在于控制在室內(nèi)一點(diǎn)接地外[2]。

2.4邏輯接地

電位一般存在于電子設(shè)備內(nèi)部，但事實(shí)上很多設(shè)備的地電位與外部電氣沒有聯(lián)系，也就是說設(shè)備地電位是虛空的。而一些國外二次設(shè)備地電位，會(huì)設(shè)立一個(gè)專門用于接地連接位置，而這個(gè)接地連接位置要與屏內(nèi)接地排連接，由于大部分地電位是通過設(shè)備外殼來連接的，所以必須將設(shè)備外殼連接屏內(nèi)接地排。

3.電纜屏蔽層的接地方式

3.1干擾源及防范措施

電纜屏蔽層的干擾源主要有：①電磁輻射。高頻干擾信號(hào)主要通過空間輻射方式向電纜傳送干擾信號(hào)，反射合吸收輻射干擾信號(hào)與接地?zé)o關(guān)，而主要通過編織材料所組成的屏蔽層；②電場(chǎng)耦合。一次高壓設(shè)備對(duì)二次電纜產(chǎn)生電容干擾主要是通過電容，將其稱之為傳導(dǎo)型干擾；③磁場(chǎng)干擾。在交變磁場(chǎng)附近的二次電纜上，一次設(shè)備中所流過的交變電流會(huì)產(chǎn)生一種交變感應(yīng)電壓。干擾電壓的大小直接決定著一次設(shè)備與二次電纜的空間位置。二次電纜的心線相似，均可產(chǎn)生一個(gè)交變的感應(yīng)性電壓，若二次電纜的屏蔽層兩端接地時(shí)，由于二次電纜上的屏蔽層相似于二次電纜的心線，并且作為一個(gè)導(dǎo)體，由此會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變的感應(yīng)性電壓，在二次電纜民間屏蔽層兩端接地的情況下，會(huì)在屏蔽層上產(chǎn)生一個(gè)流感應(yīng)電流，并會(huì)出現(xiàn)一個(gè)上交變感應(yīng)電壓在電纜心線上，而一次設(shè)備電纜心線上的感應(yīng)電壓會(huì)與交變感應(yīng)電壓相互抵消[3]；在未接地屏蔽層時(shí)，不會(huì)有電流產(chǎn)生，從而難以起到抵消作用。因此，可以將電纜的屏蔽層兩端采取接地處理作為預(yù)防磁場(chǎng)干擾的最佳方式。

3.2屏蔽電纜接地方式

采取電屏蔽層兩端接地是防止產(chǎn)生電磁場(chǎng)的耦合干擾的最有效的方法。接地兩端的屏蔽層，其與并聯(lián)在地網(wǎng)上的原理基本相似，由于在地電網(wǎng)中的部分電流會(huì)通過屏蔽層會(huì)有噪音電流產(chǎn)生，而在正常運(yùn)行的情況下，這種電流可能在電纜心上會(huì)有干擾電壓產(chǎn)生。在電纜的電流過強(qiáng)或傳輸?shù)碾妷狠^高時(shí)，地電網(wǎng)中所產(chǎn)生的干擾信號(hào)就會(huì)相對(duì)減少，因此可以在二次設(shè)備的接收端將這種干擾信號(hào)完全消除；若電纜所傳輸?shù)氖侨蹼娦盘?hào)，會(huì)有強(qiáng)大的干擾信號(hào)產(chǎn)生，那么要確保接地合理就應(yīng)對(duì)弱電信號(hào)的電纜采取1點(diǎn)接地。

4.二次設(shè)備專用接地銅排的敷設(shè)

4.1保護(hù)室的敷設(shè)要求

通常在電纜支架上架起一排100mm2銅排的小絕緣子，并將其首尾相連，其所形成的銅排環(huán)網(wǎng)可以全覆蓋與一次設(shè)備存在電氣關(guān)系的控制保護(hù)柜，以起到保護(hù)小室電纜層的作用。同時(shí)，在保護(hù)屏內(nèi)的小接地排則一般采用30mm2的絕緣導(dǎo)線和銅排進(jìn)行相互連接，但是為了提高其安全性，需要將柜內(nèi)的小接地排與主地網(wǎng)進(jìn)行連接。銅排的絕緣導(dǎo)線可采用小于150的，之后在電纜豎井中連接主體網(wǎng)，對(duì)于接地點(diǎn)的接地電阻在日常維護(hù)中應(yīng)定期進(jìn)行檢測(cè)，以確保其處于正常狀態(tài)。

4.2一次開關(guān)場(chǎng)的敷設(shè)要求

用銅排或小于300mm2的絕緣導(dǎo)線連接現(xiàn)場(chǎng)端子箱內(nèi)的小接地，為確保其安全可靠，應(yīng)將主體網(wǎng)與柜內(nèi)小接地排地相連。將主地網(wǎng)1點(diǎn)接連短路電流入地點(diǎn)比較明顯的接地點(diǎn)處，并對(duì)該接地點(diǎn)的接地電阻進(jìn)行定期檢測(cè)。同時(shí)將各連接點(diǎn)采用壓接的方式進(jìn)行連接，以降低接觸電阻。

總之，為確保電力系統(tǒng)設(shè)備和人身安全，必須對(duì)電力系統(tǒng)二次設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理接地設(shè)計(jì)，這樣不但能使二次設(shè)備的抗干擾能力得到提高，還能保障電力系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]丁昇.變電站接地設(shè)計(jì)之要點(diǎn)分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2010，48（7）：49～50.

[2]古瓏，劉文先等.一次設(shè)備接地不良反擊二次實(shí)例分析及對(duì)策[J].電氣開關(guān)，2011，56（1）：78～79.

[3]曾令兵.變電站二次設(shè)備接地技術(shù)要點(diǎn)[J].電力工程，2012，5（7）：152.