接地问题对变电站运行的重要性

吴鑫 熊泳璇

摘 要：接地网在变电站运行中是电气设备安全运行的重要设施，能够保障运行人员、维护变电站的安全可靠运行，电气设备安全运行的根本保证和重要设施。变电站的接地网要满足雷电冲击电流的要求，还要满足工频短路电流的要求。不正确的接地方式可能会保护误动，造成一次设备损坏，而变电站设备的安全运行需要正确、可靠的接地，文章通过对接地造成的一些事故进行分析，阐述了接地问题对变电站运行的重要性，并提出了解决办法。

关键词：接地问题；变电站；安全运行；重要性

变电站的正常运行对人们正常生活影响很大，是关乎电网安全运行的大事，而接地是避雷技术最重要的环节，接地问题对系统的安全运行起着重要的作用，是变电站交直流设备接地及防雷保护接地。在实际操作中，变电站内一次设备接地和站内主网相连，电缆屏蔽层及二次回路的接地问题存在着差异。由于接地问题，在运行的过程中，一些变电站会造成设备损坏或者用户停电，发生事故，也可能导致局部接地电位升高，引发多相对地弧光闪络，从而极大地影响到安全生产，给安全生产带来了很大的威胁。

1 电缆屏蔽层接地的问题

通过较大的负载电流，变电站一次设备具有纵横交错的电缆和站内导向。而变电站中存在着较大的电磁场，变电站本身是一载流体，由于受这些电磁场的影响，高压电缆对临近的物体也会产生干扰，也会使站内的二次电缆会产生电磁干扰。因此，电磁干扰主要有电容耦合干扰和磁场干扰两种类型，那么电缆屏蔽层应该一端还是两端接地呢？本文结合以下实例进行说明。

1.1 日常运行中的电缆头烧毁事故

某330KV变电站值班人员在对投运不到半年的35KV#2电容进行例行检查的时候，发现其A相电缆头有烧焦异味，并且电缆头泛黄。当停运检查时，发现电缆头热缩套与接地线接触部位的电缆外皮有融化迹象，并且电缆头温度偏高，但是并没有发现试验电缆直流增加的迹象，也没有发现泄漏电流。那么是因为什么原因导致发生这样的现象呢？由于及时发现，才没有造成电缆绝缘受到损坏。

这是由于35KV电容高压电缆属于单芯结构，如果两根并排敷设的高压电缆为L0、L1的话，流过L1的电流为Im，流过L0的电流为Io，那么电缆的屏蔽层就为Lm，L0和L1的互感就为Mm0，L1和Lm的互感就为M1m，如图1所示。

由此可见，当屏蔽层两端不接地的时候，电缆屏蔽层中的干扰电压E1为：E1=-（j？棕M0·I0+j？棕M1m·I1）。因此，Mm0、M1m决定了干扰电压的大小；而Mm0与两电缆相互空间位置有关，大小电缆长度一定，M1m的值也一定，则Mm0与两电缆距离越远互感越小。因此，在施工的过程中，同沟敷设的较长高雅电缆应该注意交叉换位，应该尽量使高压电缆相互之间距离加大。

实际上，如果电缆屏蔽线接头制作工艺粗糙，会存在着较大的接触电阻，当大电流通过的时候，导致电缆头的温度升高，会破坏电缆绝缘；并且这个电缆两端是接地的，在运行过程中，通过两端的接地线，感应电压E1会产生环流，从而导致运行事故的发生。那么电流的大小是多少呢？电流的大小是：IH1=E1/（Rm+j？棕Lm）。由此可见，IH1为电缆屏蔽层环流，Lm为屏蔽层电感，Rm为屏蔽层电阻。针对以上分析，可以实测断开一段接地线后的感应电压，并且可以模拟恢复A相接线实测其环流大小。其中A相两端接地实测环流为102A；B相两端接地实测环流为48A；C相两端接地实测环流为56A。而当一端接地断开后，感应电压A相为8.8V；感应电压B相为4.2V；感应电压C相为6.6V，由此可以看到，打开接地线确实可以切断环流回路，环流确实存在于高压电缆屏蔽层中。因此，在必要的时候，在悬空端需要加装过压保护装置，注意感应电压对人身及设备的损坏。为了不再发生电缆烧毁事故，施工人员重做了A相电缆头，并且打开一端接地线后，变电站运行状况良好。

1.2 受电磁干扰的影响，会造成变档位显示不正确

在对某330KV变电站进行施工调试的时候，怀疑存在外界干扰，发现主变档不能正确上传，经过仔细检查，发现该控制电缆屏蔽层没有接地。对于VQC装置来说，主变档位是一个重要的开入量，关系到VQC能否正确运作调压。如果调整电缆两端接地后会发生什么情况呢？经过对公共端电压的测量，发现电压逐渐下降，并且接近了额定值。由此可见，受电缆屏蔽层的影响，接地有效的屏蔽了干扰。如图2所示。

电容干扰的一大特点就是需要有电荷的积累，那么又是怎么形成这种干扰的呢？这是由于电缆之间存在着寄生电容，一次设备载流体和二次电缆间也存在着电容，受此影响，一次设备会对二次电缆产生电容干扰，并且导致变电站中大部分设备处于强电场中造成的。只有当电荷积累到一定程度的时候，电容干扰才能产生放点，因此，当电缆两端接地的时候，屏蔽层不能有效积聚大量的电荷，屏蔽层的接地，从而使电荷通过接地线相大地泄放。并且屏蔽层的两端接地不会引起环流，因此，可以采用屏蔽层两端接地的方法，在主要由于电容耦合的电缆中进行干扰。

2 差电流回路接地问题

在广大继电保护人员中间，差电流回路要求一点接地已经得到了广泛的认可。在以前，因为接地点的问题，经常引起保护误动，这是由于电缆差动回路牵扯到几个电气量的比较运算造成的。而对于原始的差动保护继电器来说，差电流回路紧密的联系着其输入的电气量。例如：如何保护三绕组变压器的差动？一般是两侧的电流合成之后，才和第三侧电流进行比较，由此要求差动电流回路一点接地，这是因为有了电气上的联系决定的。而目前，随着科学技术的不断发展，微机保护已经被广泛的运用起来，保护动作逻辑都是由软件来完成，为了其实现保护功能，每个电气量的输入不再需要通过电气量的联系，都具有各自独立的通道以及A/D采样系统，那么就没有必要一点接地。

3 结束语

综上所述，对于高压动力电缆来说，由于是以电磁干扰为主，因此，其屏蔽层可以采用一端接地的方式。而对于诸如控制回路、信号回路的长电缆来说，最好采用两端接地的方式，这是由于是以电容耦合干扰的回路为主造成的。另外，对于微机保护电流差回路来说，没有必要采用差回路一点接地的方法，可以采用每组电流分别接地的方式。

参考文献

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