城市配電網(wǎng)過電壓與接地保護(hù)方式探討

摘要：配網(wǎng)系統(tǒng)是支持配電功能的主要系統(tǒng)，在城市供電服務(wù)中發(fā)揮著關(guān)鍵而重要的作用，然而，配網(wǎng)系統(tǒng)工作中，難免受到外界因素的不良影響，從而引發(fā)配網(wǎng)過電壓現(xiàn)象，導(dǎo)致電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)失靈、線路損壞等問題，需要采取接地保護(hù)措施，維護(hù)配網(wǎng)的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：城市配網(wǎng);過電壓;接地保護(hù)：方法

1過電壓分類介紹

1.1大氣過電壓

大氣過電壓主要因?yàn)槌鞘信潆娋W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)受到雷擊以及雷電感應(yīng)而形成，被稱作直擊雷過電壓以及感應(yīng)雷過電壓，此種過電壓能量主要來自城市配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的外部。而大氣過電壓幅值是由雷電參數(shù)以及防雷措施決定的，和額定電壓之間沒有關(guān)系，具備脈沖特性其持續(xù)時(shí)間通常大約是十幾微秒。雷擊中心的1.5～2km范圍之內(nèi)都很可能有危險(xiǎn)的過電壓出現(xiàn)，進(jìn)而對線路以及電氣裝置造成破壞。

1.2內(nèi)部過電壓

內(nèi)部過電壓主要因?yàn)楣╇娤到y(tǒng)的內(nèi)部故障造成。內(nèi)部過電壓主要分成工頻過電壓以及操作過電壓。而工頻電壓提升是因?yàn)殡娏╇娤到y(tǒng)中出現(xiàn)一相對地短路的時(shí)候，非接地相電壓提升與空載長線路電容效應(yīng)使得線路末端電壓提升導(dǎo)致。操作過電壓主要是城市配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)操作開關(guān)裝置以及出現(xiàn)跳閘故障時(shí)，在線路過渡過程之中產(chǎn)生的振蕩過電壓。

過電壓保護(hù)工作主要分成過電壓器保護(hù)以及接地保護(hù)這兩種。采取過電壓器保護(hù)能夠避免元器件壞損，主要就是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電源回路以及信號接口中裝設(shè)過電壓保護(hù)器。利用限制器使得出現(xiàn)的過電壓控制到低于限制值，確保系統(tǒng)裝置與元器件不會(huì)出現(xiàn)異常動(dòng)作以及壞損問題，過電壓保護(hù)器設(shè)置以及選擇需要依照保護(hù)系統(tǒng)實(shí)際等級以及系統(tǒng)回路接口進(jìn)行系統(tǒng)全方位思考。

2城市配網(wǎng)系統(tǒng)接地保護(hù)方式

2.1金屬外殼接地保護(hù)

金屬外殼接地保護(hù)是一種常見的接地保護(hù)方式。適合于系統(tǒng)內(nèi)部的一切電氣設(shè)備，要想打造出安全用電環(huán)境，維護(hù)人體安全，就要實(shí)施設(shè)備金屬外殼接地處理，從而維持金屬外殼長時(shí)間處于低電狀態(tài)。即使電氣設(shè)備的外部絕緣層出現(xiàn)風(fēng)化破損現(xiàn)象，由于實(shí)施了金屬外殼接地處理，即便出現(xiàn)故障，對應(yīng)的短路電流也將接地，在這種情況下，接地點(diǎn)的電位會(huì)對應(yīng)上升，可能引發(fā)觸電風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)榻佑|電壓或者跨步電壓一旦超出人體所能承受的安全數(shù)值，則很容易釀成危險(xiǎn)。對此，應(yīng)該控制接地電阻大小，科學(xué)調(diào)整接地設(shè)備的形狀、構(gòu)造等，從而來控制接觸電壓在250V以下。

2.2工作接地保護(hù)

所謂的工作接地保護(hù)，應(yīng)該有所參照地運(yùn)用，應(yīng)該參照配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際需要來有針對性地進(jìn)行工作接地保護(hù)最為常見的接地保護(hù)為：系統(tǒng)中性點(diǎn)接地保護(hù)。當(dāng)工頻對地短路的狀態(tài)下，對接地網(wǎng)短路電流I的大小有著特殊要求，需要其于接地網(wǎng)中的電壓IR控制在一定范圍內(nèi)，其中IR應(yīng)該小于2000V，I則要大于4000A，如果發(fā)現(xiàn)接地區(qū)域的土壤電阻率超出一定的范圍，則應(yīng)適度地提高R的數(shù)值，從而達(dá)到配網(wǎng)安全運(yùn)行的目的。

2.3防雷接地保護(hù)

雷擊是配網(wǎng)系統(tǒng)面臨的又一大危機(jī)，所以，必須做好防雷接地保護(hù)工作，通過防雷來控制雷電流的威脅，保護(hù)接地設(shè)備的安全。不同于普通的接地保護(hù)，防雷接地保護(hù)有著自身的特點(diǎn)，體現(xiàn)在：當(dāng)線路電力幅值上升，雷電流等值頻率與幅值也會(huì)對應(yīng)上升，從而提高了地中電流密度，從而接地設(shè)備附近的土體內(nèi)部可能出現(xiàn)放電現(xiàn)象，提高了土體導(dǎo)電性。

3控制接地電阻的科學(xué)對策

3.1采用外引接地模式

所謂的“外引接地”簡單說就是配電系統(tǒng)主接地網(wǎng)外引接地的方法，將其同外部地低電阻區(qū)域的接地設(shè)備連接在一起，從而有效控制接地系統(tǒng)的整體電阻值。外引接地模式目前已經(jīng)得到了電力行業(yè)的認(rèn)可，國家電力相關(guān)法規(guī)已經(jīng)規(guī)定，如果變電系統(tǒng)2km范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)低電阻土體，變電站可以采用外引接地模式，達(dá)到安全接地保護(hù)的目標(biāo)。然而，實(shí)際的外引接地模式會(huì)受到限制，因?yàn)榈碗娮柰寥缹ふ蚁鄬щy。

3.2接地面積的拓展

當(dāng)土壤的電阻率不變時(shí)，接地系統(tǒng)的電阻同接地網(wǎng)的敷設(shè)范圍的平方根呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，也就是說：接地電阻要隨著接地網(wǎng)的敷設(shè)范圍的擴(kuò)大而減小。因此，最佳的接地電阻控制策略就是拓展接地網(wǎng)的敷設(shè)范圍，然而，此方法的使用也并非具有整體適應(yīng)性，要依情況而定，要本著“因地制宜、因時(shí)制宜”的原則，當(dāng)遇到地貌特征復(fù)雜、地形崎嶇的山地時(shí)，接地網(wǎng)的敷設(shè)本身就十分困難，此時(shí)如果拓展其敷設(shè)面積不僅將增加成本，也會(huì)帶來更多的困難。

3.3降阻劑的使用

降阻劑技術(shù)也是降低電阻的一種科學(xué)技術(shù)，將其應(yīng)用于接地系統(tǒng)，能夠發(fā)揮有效的降阻功能。降阻劑類型主要為：化學(xué)型與物理型，前者的導(dǎo)電主體主要為電解質(zhì)。發(fā)揮著同土體相同的導(dǎo)電功能，電解質(zhì)導(dǎo)電功能的發(fā)揮需要有水體的參與，電解質(zhì)濃度越高。其導(dǎo)電性能越強(qiáng)，達(dá)到有效的降阻作用。但是，此類降阻劑實(shí)際使用中也有一定的負(fù)面作用，會(huì)對金屬電極帶來腐蝕作用。物理降阻劑則以物理性降阻性能為主，采用非電解質(zhì)的固體粉末，發(fā)揮降阻導(dǎo)電的功能，而且其降阻功能較為穩(wěn)定，不易受到外界因素的影響。例如：氣候條件、溫度、干濕度、酸堿度。導(dǎo)電粉末會(huì)發(fā)揮較為穩(wěn)定的降阻功能降阻劑作為一種降阻技術(shù)，事實(shí)證明在配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行初始階段能夠發(fā)揮有效作用，然而，隨著降阻劑在土壤中運(yùn)行時(shí)間的延長，無法發(fā)揮充分的降阻功效。

3.4深井接地技術(shù)

深井接地技術(shù)作為一種有效的接地技術(shù).已經(jīng)得到了電力行業(yè)的支持和認(rèn)可，特別是地層深層處土體電阻率下降時(shí)，則可以通過挖掘深井來接地。從而控制接地電阻。經(jīng)過科學(xué)的實(shí)驗(yàn)調(diào)查研究表明：地下土層的電阻率不具有規(guī)律性，各個(gè)深度的土體有著不同的電阻率，而且會(huì)因?yàn)榧竟?jié)、氣候等的不同，電阻率發(fā)生變化。通常情況下，電阻率的穩(wěn)定性會(huì)隨著土體的深入而上升，選擇深井接地技術(shù)，將其同變電站主接地系統(tǒng)鏈接起來，能夠達(dá)到預(yù)期的降阻功效，對于地下水體含量較為豐富的地域.會(huì)達(dá)到更好的降阻成效。

4結(jié)束語

城市配電網(wǎng)絡(luò)的過電壓接地保護(hù)是城市配網(wǎng)自動(dòng)化以及智能電網(wǎng)發(fā)展的保障，必須對城市配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的過電壓分類、接地保護(hù)措施與接地保護(hù)的降阻手段進(jìn)行深入分析，加強(qiáng)過電壓的預(yù)防與保護(hù)工作，防止對線路與電氣裝置產(chǎn)生破壞。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王磊磊，郭陽，李媛.城市配電網(wǎng)過電壓與接地保護(hù)方式探討[J].通訊世界，2019（4）：209-210.

（作者單位：國網(wǎng)長海縣供電公司）

作者簡介：邊策（1994.04.04），性別：女;籍貫：河北省石家莊市;民族：漢族;學(xué)歷：大學(xué)本科;職稱：助理工程師;研究方向：配電運(yùn)維。