１０ｋＶ配电网采用小电阻接地运行方式应注意的问题

[摘要]文章介绍10kV配电网小电阻接地系统的特点，阐述经小电阻接地的10kV网络内变电所发生接地短路时，在用户内引起的电击和绝缘击穿危险及其防范措施。

[关键词]10KV配电网；中性点接地方式；小电阻接地

[作者简介]杨彩珍，海口市城市规划设计研究院东莞设计部助理工程师，研究方向：建筑电气设计，广东东莞，523120

[中图分类号]TM72[文献标识码]A[文章编号]1007-7723(2009)05—0162-0002

一、引言

新修订的DI／F620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合标准》，提出了主要由电缆线路构成的6～35kV送、配电系统，单相接地故障电容电流较大时，可采用低电阻接地方式。但同时也指出应考虑供电可靠性要求、故障时瞬态电压和瞬态电流对电气设备的影响、对通信的影响及本地的运行经验等。

二、对重复接地的影响

重复接地是指在TN系统中，为确保公共PE线或PEN线安全可靠，除在电源中性点进行工作接地外，还必须在PE线或PEN线适当的地方进行必要的重复接地。其主要目的是防止PE线或PEN线发生断线时所有设备发生一相碰壳，接在断线后面的所有设备的外露可导电部分都将呈现接过于相电压的对地电压的危险。如果进行重复接地，在发生上述同样的故障时，若设中性点接地电阻Rd与重复接地电阻R'd相等，则断线后面的PE线或PEN线的对地电压，亦即设备外壳的电压为相电压的1／2，并且将产生较大的短路电流，使继电器保护动作切除故障，危险程度大大降低。如果考虑到系统采用多点重复接地的情况，则设备外壳的电压更低，安全性能更好。

采用重复接地后，10KV侧发生单相接地短路时，如果低压侧PE线完好，假设Rd=R'd=2，并且不计及PE线的阻抗，则总接地电阻为Rd／2=1，接地电压uf约为不重复接地的1／2，即uf的值明显降低。对于多点重复接地的情况，由于总等值接地电阻更低，相应的接地电压也更低，而在PE线断线的情况下，其运行方式相当于IT系统。

从上述分析可知，由于10 kV系统从小电流接地系统改为大电流接地系统，单相接地电流可高达上百甚至上千安培。同时，我国多年来一直采用10kV系统与低压380V系统共用一个接地网。在上述短路电流的作用下，该接地电网的电压值将高达上千伏，且故障的切除时间一般在0.6～1.5 s。根据IEC标准，明显达不到安全标准。因此，必须采取适当的措施，以消除其对低压电网安全的影响。

三、防范TN系统用户人身电击事故的安全措施

为防范TINT系统用户人身电击事故的发生，可采用以下防范措施：

(一)在用户建筑物内实施总等电位联结

等电位联结是近30年国际上推广采用的用电安全措施，IEC标准和一些发达国家标准都规定在建筑物电气装置内必须实施总等电位联结。这不仅是用电安全的需要，也是建筑物防雷和信息技术装置抗干扰的需要。在建筑物总配电箱近旁设置一铜质的接地母排，母排上有若干接线端子，分别用等电位联结线接至总配电箱PE母排、各类金属管道、建筑金属结构等金属导电部分上。如果设备了人工接地极，也需要先接至引母排再经配电箱PE母排接至各电气设备外壳上。接地母排即建筑物的参考电位点。这样做后，当电气设备外壳或其他金属导电部分出现异常电位时，因这些部分的电位接近或相等，人体同时触及不同导电部分时的电击危险即可消除或减轻。当变电所10KV侧接地短路的故障Uf沿图中PEN线和PE线传导至电气设备外壳时，图中划线所示的等电位联结会使人的手、足触及的都是uf电位，不论其值多大，不存在电位差，电击事故自然无从发生。

(二)在变电所内分开设置10kV侧的安全接地和低压侧的工作接地

上述电气危险是因变电所内10kV侧的安全接地和低压侧的工作接地合用一个接地极而引起的。如果将这两个接地分开设置，如图3所示，则10KV侧的危险电位不可能传导至用户，用户的电气事故自然不会发生。

四、防范TT系统用户设备绝缘击穿事故的安全措施

第一，如果变电所内不采取措施，可在用户处采取局部措施来防范。例如，为防止某些用户的SPD被击穿，可将IT系统用户SPD的装用方式改为图4的方式，即在三个相线和中性线间各安装一个压敏电阻SPD，在中性线和PE线间则安装一个滑动火花间隙。滑动火花间隙的动作电压较高，为3 kv至3.5 kV。这样变电所10kV侧接地短路引起工频过电压幅度不足以使滑动火花间隙动作放电，从而保护了压敏电阻SPD，而对雷电过电压的防护却不受影响。

第二，如在变电所内采取措施，即将其保护接地和工作接地分开设置，则变电所供电范围内的IT系统用户将不受变电所10kV侧接地短路产生的过电压对设备绝缘的危害。

五、结论和建议

10KV配电网络采用接地系统后变电所内如发生接地短路，对TN系统用户将引起人身电击危险，对TT系统用户将引起设备绝缘击穿危险。用户发生事故后，事故原因往往很难查明。低压配电线路接大地短路，用户内设备碰外壳短路也可在网络内引起故障电压，但变电所10KV侧接地短路故障电压的幅值最高，危害也最大。

对这种故障电压危害的防范可在用户处采取措施，例如在TN系统用户建筑物内实施总等电位联结，建筑物外采用局部IT系统，在，IT系统用户内改变避雷器装用方式等。但低压用户一般不熟悉电气安全方面的技术，指望用户采取正确措施防范事故是不现实的。简单彻底的防范措施是在变电所内将10kV侧安全接地同低压侧的工作接地分开。

[参考文献]

[1]于立涛，赵颖，徐鹏．浦项站中性点经小电阻接地的方案与设计[J]．继电路,2004,(20).

[2]王莉英，刘峰，王森．城市10KV配电网中性点采用经小电阻接地运行方式的意见[J]西北电力技术，2000，(5).

[3]高亚模10kV城市配电网中性．最经小电阻接地方式的研究[D]．西安交通大学,2004.