电力系统接地技术综述

2014-12-12于振华

决策与信息 2014年20期

关键词：零线程控避雷线

于振华

宁安市农电公司

电力系统接地技术综述

于振华

宁安市农电公司

近年来，由于接地不良导致系统停运、设备损坏甚至威胁人身生命安全的例子很多。本文分析了电力系统统一接地网在现代电力生产中出现的问题，提出有关接地技术的解方案，提高电力系统的安全系数。

接地技术；接地网；故障；解决措施

1、名词简释

接地：电气装置必须接地的部分与地作良好的连接；接地体：埋入地中并直接与大地接触的金属导体；接地线：电气设备接地部分与接地体连接用的金属导体；接地体和接地线总称为接地装置。

2、电力系统接地的分类

电力系统接地一般可分为3种，即保护接地、工作接地和保护接零。

2.1 保护接地

电气设备的保护接地是指电气装置正常情况下不带电的金属部分与接地装置连接起来，防止在故障情况下引起人身安全的触电而将设备外壳接地。例如电气设备外壳接地、电气设备的二次回路接地、发电机的中性点接地等。保护接地是通过限制带电外壳对地电压(控制接地电阻的大小)或减小通过人体的电流来达到保障人身安全的目的。

当设备发生碰壳故障时，便形成单相接地短路，短路电流流经相线和保护接地、电源中性点接地装置。如果接地短路电流不能使自动开关跳闸时，漏电设备金属外壳上就会长期带电，也是很危险的。所以说，在电源中性点直接接地的系统中，保护接地有一定的局限性。

2.2 工作接地

工作接地也叫系统接地，是为了保证电力系统在正常情况和事故情况下可靠地工作，而将电力系统中某一点进行接地，例如变压器中性点的接地、避雷针和避雷器的接地等。它的作用是保持系统电位的稳定性，降低系统的危险性。当配电网一相故障接地时，工作接地也有抑制电压升高的作用。

发电机中性点经接地变压器接地也是工作接地，它是为了发电机继电保护的需要而设计的。数字设备，例如微机保护、微机励磁装置、程控交换机的一些接地中部分是工作接地，部分是保护接地的范畴。

2.3 保护接零

保护接零适用于电源中性点直接接地的三相四线制低压系统，为了保证维护安全而将用电设备的金属外壳与电源(发电机或变压器)的接地中性线作金属连接，并要求供给用电设备的线路，在用电设备一相碰壳时，能够以最短的时限可靠地断开电源的接地技术。凡由于绝缘损坏或其它原因而可能呈现危险电压的金属部分，除另有规定外都应接零。凡是由单独配电变压器供电的厂矿企业，应采用保护接零方式。

在接零系统中，零线仅在电源处接地是不够安全的。为此，零线还需要在低压架空线路的干线和分支线的终端进行接地；在电缆或架空线路引入车间或大型建筑物处，也要进行接地；或在屋内将零线与配电屏、控制屏的接地装置相连接，这种接地叫做重复接地。

保护接零能有效地防止触电事故，但稍不注意仍会引起触电事故。因此，采用保护接零需注意以下问题：

（1）严防零线断线。当零线断开后时，接零设备外壳就会呈现危险的对地电压。所以一定要保护零线的施工及检修质量，零线的连接必须牢靠，零线的截面应符合规程要求。把系统内所有电气设备的外壳都与零线连接起来，构成一个零线网络，才能确保人身安全。

（2）严防电源中性点接地线断开。若电源中性点接地线断开，当系统中某处发生接地或设备碰壳时，都会使所有接零设备外壳呈现接近于相电压的对地电压，形成危险。这就需要加强检查，发现中性点接地线断开或接触不良时及时进行处理。

2.4 避雷线(针、器)接地

防雷接地这是为了让强大的雷电流安全导入地中，以减少雷电流流过时引起的电位升高。为防止雷击电力设备，在线路上装设有避雷线，在变电站和发电厂装有避雷针。其重要作用就是通过将雷电流引致避雷线或避雷针而保护周围的电力设备。避雷线的接地主要是通过线路的铁塔等接地体直接接地，以前在相当长的时期避雷线大多也与变电站的结网直接相连接。

避雷针的接地主要是通过避雷针直接与变电站和发电厂的地网直接相连接。在没有计算机技术的时代，所有的发电厂、变电站的接地网只有统一的接地网，即避雷针、避雷线、工作接地、保护接地等需要接地的设备都共用一个接地网。

3、出现的故障和解决措施

由于计算机技术在电力系统中应用，统一接地网的条件下出现了许多故障。以下是三个实例和解决问题的措施。

3.1 雷击烧毁变电站龙门架

3．1．1 出现故障：由于雷击某变电站龙门架被烧毁。经过工程技术人员分析，其原因是累计线路，较大的雷电流通过变电站的龙门架流入变电站的接地网时，龙门架过热而烧毁坍塌。

3．1．2 解决措施：将避雷线与变电站的接地网分开接地，也就是将零值瓷瓶上的避雷线与变电站的接地分开，最好是避雷线在变电站不接地。如果确实需要在变电站接地，也可以单独设置避雷线的接地体，并且使用专用的接地引下线接入专用的接地体(网)。决不能通过变电站的龙门架将避雷线引人接地体，防止烧毁龙门架的现象再次发生。

3.2 雷电流入电网烧毁交换机主板

3．2．1 出现故障：某发电厂程控机房程控交换机主板莫名烧毁。换几次主板仍出现这种现象，在一年的同一个季节连续出现了三次。经分析，可能由于当时是雷雨季节，而程控交换机的接地与防雷接地同接在发电厂的统一接地网上，由于雷电流流入接地网时，抬高了程控交换机的接地电位而将主板烧毁。

3．2．2 解决措施：由于许多的保护数据的传输是通过程控交换机实现的，因此，应设置程控交换机的专用接地网。这样可以提高电力系统通信、继电保护数据传输、电力调度的可靠稳定性，进而提高电力系统生产的稳定可靠性。

3.3 接地不科学烧毁装置

3．3．1 出现故障：微机继电保护和计算机控制技术在电力系统中被广泛应用，电力系统经常出现微机保护误动作或装置烧毁现象。最初分析认为是装置本身的质量原因造成的，在微机继电保护和计算机控制技术设备不断发展完善的条件下，也出现类似现象，尤其是那些只有统一接地网的发电厂和变电站。后电力系统工程技术人员和设备制造厂商以及研究人员的分析，原因也是由于微机继电保护装置和计算机控制技术装置的接地与防雷接地网直接相连所引起的。

3．3．2 解决措施：设置微机保护和计算机控制装置的专用接地网。如果条件允许，还可以分别设置微机保护的专用接地网和计算机控制装置的专用接地网，这样会大大减少它们相互之间的干扰，提高微机保护和计算机控制装置的工作可靠性，进而提高电力系统生产的可靠和稳定。