电气供电中接地保护技术的应用研究

黄 涛

（大庆石化公司化工三厂，黑龙江大庆 163000）

0 引言

现代化工业生产水平的不断提高，电气设备接地的自动化保护也越来越先进，为工业生产的安全稳定以及经济效益提供了保障，供电系统的安全性是评价工业生产稳定的重要指标，减少电气设备的供电事故，排除供电设备安全隐患，提高电气设备接地的自动化检测水平，对现代化工业生产的发展至关重要的作用，为了提高工业生产中电气设备接地保护的整体水平，要结合工业生产供电系统的特殊性，加强电气技术人员的专业知识，优化电气接地保护技术，确保在发生故障的过程中将高压电流引入大地，保护整个工业生产的供电系统。

1 电气接地保护措施

1.1 工作接地保护

工作接地保护是指在工业生产的电气系统中将变压器的中心点接地，在变压器的中性线接地过程中配有相应标准的电气系统接线盒，电气系统接线盒在生产供电过程中起到了屏蔽作用，有效抵抗外来系统的干扰，工作接地保护也是电气生产保护的常见工作方式。在实际的工业生产供电系统中，供电保护装置的反应一般设置在配电箱内，其目的就是减少外界信号的干扰，提高工业生产供电系统的稳定性。在对工业生产电气自动化系统接地保护装置进行安装的过程中，要注意相应的电气连接装置不能接触接地线路，防止发生电气装置接地事故。在进行工业生产电气供电的过程中，要保证电气接地方案的可靠性，充分利用变压器工作接地保护对整个电气供电系统进行合理的安全规划，有效调整零序电压，使整个系统的电压达到平衡，充分发挥变压器中性点接地的保护优势（图1）。

图1 变压器中性点接地

1.2 直接接地保护

随着工业生产的供电需求不断提高，电气自动化供电系统变得更加复杂，同时增加了工业生产电气供电系统的直接接地保护难度，为了满足工业生产的需要，保证工业生产的稳定供电，就要优化供电系统的直接接地保护，对电气自动化供电系统进行精细化管理，调整供电系统的滤波器及信号变频器，提供直观的观察方式，为电气自动化设备的安全运行提供有力支持。在电气供电系统进行电力连接时，注意不能将接地线和中性点直接连接，供电设备一端接在电位线上，另一端准确直接接地，避免供电系统安全事故的发生（图2）。

图2 设备直接接地保护

1.3 防雷接地保护

在对防雷接地装置进行安装的过程中，从绝缘子使用的角度来看，必须做好对接工作，塔杆存在一定的隐患也是阻碍输电线路防雷接地措施有效实施的一个重要因素。绝缘子是能够为导线和横担之间提供绝缘功效的构件，在实际应用的过程中，经常使用陶瓷绝缘子，绝缘层不会被过电压击穿，在实际运行的过程中一些塔杆主要是由混凝土制成，可以通过降低杆塔的接地电阻来实现，通过在横担末端架设侧向避雷针，要结合实际情况对绝缘子做重点保护工作。因为绝缘子数量少的线路电阻率低，为了降低输电线路遭遇雷击时的跳闸率，在实际施工的过程中，对接地装置有着严格的质量控制，可以采用不平衡绝缘方式来降低雷击造成的危害。技术人员在进行防雷设计的过程当中，可以采用小型爆破的方式来进行接地体布置，在垂直插入接地体之前，要确认接地体需要插入的深度，做好相应的接地电阻测试和设备的焊接工作，保护变电系统和输电系统，做好输电系统的防雷保护工作就变得尤为重要（图3）。

图3 防雷接地装置

2 电气保护技术要点

2.1 安全保护

接地保护的设置非常重要，使正常运行状态下系统中发电和用电的功率保持平衡。为防止触电事故，对地电压的金属部分同大地紧密地连接，压降值的高低取决于接地电阻的阻值，电流通过接地体向大地以半球形散开，引下线金属保护管要与引下线做电气连通，应采取适当的预防性安全控制措施，以减少对系统中其他非故障部分的影响。可以间接地对压降值进行限制，起到保护用电设备的作用。保护接地的方法一般只适用于中性点不接地的电网中，带电体与地线的连接都是通过特殊金属配件来完成的，设备的外壳都将呈现接近于相电压的对地电压，应采取适当的预防性安全控制措施，进而保证电气自动化系统的各项功能都能够很好地实现（图4）。

图4 中性点不接地的三相系统

2.2 防静电和电磁干扰

屏蔽是防止静电和电磁干扰的良好防护，为了提高电气设施的抗静电干扰能力，在子系统设备设计和材料选择上最小化干扰来源和敏感设备，切断传播的静电和电磁干扰（图5）。在电源线的两点之间会有几毫伏甚至几伏电压，大大降低电气控制的可靠性，所以必须做好防静电和抗电磁干扰的措施，将干扰源和敏感设备分开，减少设备干扰的机会。连接和组件之间的电磁感应效应很小，由于设备的高度集中和电磁环境的不良保护，各模块应采用屏蔽设计，电磁保护的难度增加了，要将接地装置的金属外壳与接地线正确连接，根据位置的不同对起到屏蔽作用的接地线路的连接进行调整。每个设备模块的附件也是干扰的来源和传输方式，避免外部环境或自身对电磁屏蔽设计的电磁干扰，根据静电和电磁干扰强度和灵敏度切断干扰，接地电路由于循环扰动较大，使用多点接地的接地点附近可以减少地面阻抗，接地保护装置也可以有效降低静电和电磁干扰，不断提升接地保护效果。

图5 防止静电设备

3 结束语

电气自动化系统的接地保护是现代化工业生产自动化控制系统的关键环节。要结合周边的实际环境和外部影响因素，进一步提高电子自动化技术的水平，不断完善电气接地和电气保护方案，科学运用电气接地保护技术，增强电气系统的稳定性和安全性。在接地设备的安装过程中，应积极采取措施做好电气保护工作，特别是提高电气系统工作的效率和质量，科学选取导体材料，消除电气自动化系统的安全隐患，从而提高相关设备的应用水平，充分发挥出接地保护的优势，满足社会发展需要，实现电气工程领域的可持续发展。