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、高密度化的趨勢發(fā)展。保證電力系統(tǒng)能夠可靠安全的運行，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)備的信號電平逐漸降低，對電磁干擾變得更加敏感，因而對外界的電磁環(huán)境要求越來越高。本研究中，筆者對電力系統(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)安全可靠運行，必須對于次設(shè)備進行科學(xué)合理的接地設(shè)計。

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，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會經(jīng)過接地點短路的電流，在這一過程中將會與電阻產(chǎn)生電壓。若距離接地點電壓較遠時可以當成零電位，而接地網(wǎng)的電位在接地點至零電位時將出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象[1]。實際上，變電站接地若打用單相短路，必然會存在接地網(wǎng)的電壓差，甚至嚴重則導(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)指標的相關(guān)標準：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，但由于需要對跨步電勢及接觸電勢進行驗算，在完成施工后應(yīng)進行測量。為達到均衡分布整個保護范圍內(nèi)電位，對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

進行交流接地時，不需要連接中性線芯與二次機柜金屬的外殼。交流電源進行二次機柜供電時采用三相五線制，其電纜中應(yīng)有線芯，作用在于保護接地。二次機柜金屬要應(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)對柜設(shè)備和二次設(shè)備機柜的外殼進行接地，對二次設(shè)備機柜的外殼和柜設(shè)備進行接地可以實現(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回路進行一點接地。針對獨立的回路，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)場一點接地，目的在于控制在室內(nèi)一點接地外[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，會設(shè)立一個專門用于接地連接位置，而這個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。高頻干擾信號主要通過空間輻射方式向電纜傳送干擾信號，反射合吸收輻射干擾信號與接地?zé)o關(guān)，而主要通過編織材料所組成的屏蔽層；②電場耦合。一次高壓設(shè)備對二次電纜產(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磁場干擾。在交變磁場附近的二次電纜上，一次設(shè)備中所流過的交變電流會產(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)生一個交變的感應(yīng)性電壓，若二次電纜的屏蔽層兩端接地時，由于二次電纜上的屏蔽層相似于二次電纜的心線，并且作為一個導(dǎo)體，由此會產(chǎn)生一個交變的感應(yīng)性電壓，在二次電纜民間屏蔽層兩端接地的情況下，會在屏蔽層上產(chǎn)生一個流感應(yīng)電流，并會出現(xiàn)一個上交變感應(yīng)電壓在電纜心線上，而一次設(shè)備電纜心線上的感應(yīng)電壓會與交變感應(yīng)電壓相互抵消[3]；在未接地屏蔽層時，不會有電流產(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)中的部分電流會通過屏蔽層會有噪音電流產(chǎn)生，而在正常運行的情況下，這種電流可能在電纜心上會有干擾電壓產(chǎn)生。在電纜的電流過強或傳輸?shù)碾妷狠^高時，地電網(wǎng)中所產(chǎn)生的干擾信號就會相對減少，因此可以在二次設(shè)備的接收端將這種干擾信號完全消除；若電纜所傳輸?shù)氖侨蹼娦盘?，會有強大的干擾信號產(chǎn)生，那么要確保接地合理就應(yīng)對弱電信號的電纜采取1點接地。

4.二次設(shè)備專用接地銅排的敷設(shè)

4.1保護室的敷設(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)系的控制保護柜，以起到保護小室電纜層的作用。同時，在保護屏內(nèi)的小接地排則一般采用30mm2的絕緣導(dǎo)線和銅排進行相互連接，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)，對于接地點的接地電阻在日常維護中應(yīng)定期進行檢測，以確保其處于正常狀態(tài)。

4.2一次開關(guān)場的敷設(shè)要求

用銅排或小于300mm2的絕緣導(dǎo)線連接現(xiàn)場端子箱內(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點接連短路電流入地點比較明顯的接地點處，并對該接地點的接地電阻進行定期檢測。同時將各連接點采用壓接的方式進行連接，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，必須對電力系統(tǒng)二次設(shè)備進行科學(xué)合理接地設(shè)計，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、高效運行。

參考文獻

[1]丁昇.變電站接地設(shè)計之要點分析[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例分析及對策[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[J].電力工程，2012，5（7）：152.