秦世鴻

[摘 要]目前階段，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，帶動(dòng)了繼電保護(hù)專業(yè)工程的進(jìn)步與創(chuàng)新。而在工程開(kāi)展的過(guò)程中，接地原理的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，對(duì)接地原理的實(shí)際應(yīng)用應(yīng)予以一定的重視與關(guān)注。對(duì)繼電保護(hù)專業(yè)工程中接地原理進(jìn)行研究的主要目的就是有效提高繼電保護(hù)的可靠性，文章通過(guò)運(yùn)用對(duì)實(shí)際案例詳細(xì)分析與研究的方法，總結(jié)出最終的結(jié)論：只有保證變電站的二次回路能夠準(zhǔn)確可靠地實(shí)現(xiàn)接地，才能夠有效提高繼電保護(hù)的可靠性，推動(dòng)專業(yè)工程的順利開(kāi)展。

[關(guān)鍵詞]接地原理；繼電保護(hù)；專業(yè)工程；應(yīng)用

10 13939/j cnki zgsc 2015 51 126

目前階段，在電力系統(tǒng)中，接地原理被廣泛應(yīng)用，接地工作的科學(xué)與可靠能夠有效地避免人身受到電擊，并確保電氣系統(tǒng)的運(yùn)行正常，同時(shí)，在預(yù)防雷擊與靜電危害方面發(fā)揮著重要作用。然而，一旦接地不正確就會(huì)使安全運(yùn)行存在嚴(yán)重的安全隱患。因此，文章通過(guò)對(duì)實(shí)際案例的詳細(xì)分析與研究，重點(diǎn)闡述了接地原理在繼電保護(hù)專業(yè)工程中的具體應(yīng)用，旨在為繼電保護(hù)專業(yè)工程后期更好地應(yīng)用接地原理提供有價(jià)值的理論依據(jù)。

1 接地基本原理分析

大地的電阻極低，電容量極大，能夠?qū)㈦姾赡芰θ课?，而且在吸收后，并不?huì)對(duì)電位產(chǎn)生影響，因此，大地通常被電氣系統(tǒng)當(dāng)作電位體的參考對(duì)象。[1] “電氣地”與“地理地”存在一定的差異，不能夠相提并論。其中，“電氣地”范圍應(yīng)該根據(jù)大地實(shí)際的組成結(jié)構(gòu)以及與帶電體接觸的實(shí)際情況進(jìn)行確定。而接地極指的則是緊密接觸大地并能夠?qū)崿F(xiàn)電氣接觸的導(dǎo)電體，一般情況下都會(huì)使用角鋼或者是圓鋼，還可以使用銅板或者是銅棒。圓鋼接地極可以通過(guò)下圖來(lái)表示。電流I在進(jìn)入大地以后，就會(huì)通過(guò)接地極，呈半球形狀進(jìn)行散開(kāi)。如果半球的球面和接地極之間距離較近的話，球面的面積就會(huì)變小，反之，球面的面積就會(huì)變大。所以，由此可以說(shuō)明，半球球面同接地極的距離越近就會(huì)使電阻變大，如果距離增加，電阻就會(huì)隨之變小。根據(jù)實(shí)際的試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在同單根接地極或者是碰地處的距離在20米左右的時(shí)候，其半球球面的面積是最大的，而且電阻極小，甚至不存在電阻，也就是說(shuō)該位置電位幾乎為零。而電位是零的“電氣地”通常就是人們所說(shuō)的“地電位”。如果接地極的組成是多根，那么就會(huì)導(dǎo)致屏蔽的系數(shù)隨之增加，進(jìn)而使原有的最大距離變得更大。[2]由下圖內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，所謂的流散區(qū)指的就是經(jīng)由接地極的電流，在流散過(guò)程中產(chǎn)生的具有明顯電位梯度土壤的覆蓋范圍，而地電位則是在流散區(qū)外部的土壤覆蓋范圍。如果接地極的分布密度較大，就不會(huì)存在零電位“電氣地”。而在電子設(shè)備當(dāng)中，電路的不同級(jí)別也需要相應(yīng)的參考電位來(lái)實(shí)現(xiàn)電流的傳輸和信息的轉(zhuǎn)換，并且電位能夠有效地阻止外界電磁場(chǎng)信號(hào)的侵入，因此，經(jīng)常被稱為“邏輯地”?！斑壿嫷亍敝械摹暗亍蓖暗乩淼亍币泊嬖诿黠@的不同，可能是電子設(shè)備的底座、建筑內(nèi)部接地干線與總接地端子等?！斑壿嫷亍迸c大地的接觸比較隨意，但是，“電氣地”有所不同，必須與大地實(shí)現(xiàn)緊密接觸。

圓鋼接地極示意圖

“接地”指的就是把電力系統(tǒng)或者是裝置內(nèi)的某部分，利用接地線，將其與接地極相連接。電力系統(tǒng)中的接地點(diǎn)一般是中性點(diǎn)，而且也可以是相線某一點(diǎn)，然而，電氣裝置中的接地部分就應(yīng)該是外露導(dǎo)電部分。所說(shuō)的外露導(dǎo)電部分，本質(zhì)上就是在電氣裝置當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)接觸的導(dǎo)電部分，在正常的情況下，該部分并不帶電，一旦出現(xiàn)故障就很可能帶電。因此，如果將外導(dǎo)電部分與接地線實(shí)現(xiàn)連接，并進(jìn)行接地作業(yè)，這種方法能夠更好地保證安全保護(hù)。其中，外部導(dǎo)電部分也可以是電氣裝置的外導(dǎo)電部分，而且這部分并不是電氣裝置的內(nèi)容，一般來(lái)講主要包括水、空調(diào)的金屬管道或者是建筑內(nèi)部的金屬結(jié)構(gòu)。該部分存在引入電位的可能性，所以，一般情況下都是地電位。接地線指的就是能夠和接地極進(jìn)行連接的導(dǎo)線，接地裝置指的則是兩者的統(tǒng)稱。

2 接地原理在繼電保護(hù)專業(yè)的工程應(yīng)用

在繼電保護(hù)工程中，控制室內(nèi)部的公用電壓互感器二次回路必須只能有一個(gè)接地點(diǎn)，所以，要想保證可靠并安全地實(shí)現(xiàn)接地，就應(yīng)該保證電壓互感器中性線不與存在斷開(kāi)可能性的熔斷器或者是開(kāi)關(guān)相互連接的。在控制室內(nèi)部，電壓互感器二次線圈的狀態(tài)已經(jīng)接地，因此，在開(kāi)關(guān)場(chǎng)中，如果中性點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)二次線圈，就可以利用放電間隙等方式實(shí)現(xiàn)接地，但是，擊穿電壓的最大值需要超過(guò)30·Imax伏。應(yīng)在特定的時(shí)間內(nèi)對(duì)放電間隙等進(jìn)行全面嚴(yán)格地檢查，防止其在電壓的二次回路中出現(xiàn)多點(diǎn)接地的現(xiàn)象。在公用電流互感器中，其二次繞組的二次回路必須處于具有保護(hù)柜屏的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)接地。與此同時(shí)，若其他具有獨(dú)立性質(zhì)的電壓與電流互感器二次回路同二次繞組二次回路之間沒(méi)有電氣聯(lián)系，那么，在開(kāi)關(guān)地就可以實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)接地作業(yè)。而接地的質(zhì)量對(duì)保護(hù)裝置的抗干擾工作具有重要的作用。電纜室位于主控室或者是保護(hù)室的下層，應(yīng)根據(jù)柜屏所布置方向，使用專門(mén)的100平方毫米銅排進(jìn)行敷設(shè)，實(shí)現(xiàn)首末兩端的連接，這樣就能夠保證保護(hù)室內(nèi)具有等電位接地網(wǎng)。而在保護(hù)室中，等電位接地網(wǎng)應(yīng)超過(guò)四根，并且應(yīng)保證銅排截面面積超過(guò)50平方毫米，在位于電纜豎井位置的廠和站的主接地網(wǎng)進(jìn)行連接。但是，在開(kāi)關(guān)場(chǎng)內(nèi)部的變壓器或者是斷路器等的設(shè)備，其二次電纜都需要利用金屬管，并在一次設(shè)備接線盒的輔助作用下，實(shí)現(xiàn)引至就地端子箱的目的。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)該連接金屬管上端與設(shè)備底座，并且將金屬管的下端與主接地網(wǎng)實(shí)現(xiàn)焊接作業(yè)。在就地端子箱的位置可以把二次電纜屏蔽層中，截面的面積超過(guò)4平方毫米的多股銅質(zhì)軟導(dǎo)線，并進(jìn)行連接作業(yè)。

3 具體案例分析

在繼電保護(hù)的工作中，應(yīng)對(duì)“電氣地”與“邏輯地”進(jìn)行正確地區(qū)分。文章以竹林站的石溝屯線和遲家線為例進(jìn)行分析，其中，竹林站是220kV，并且站內(nèi)的10kV系統(tǒng)執(zhí)行的是分列運(yùn)行。石溝屯線是10kV，并且其保護(hù)執(zhí)行的是過(guò)流動(dòng)作，與永久性故障重合，時(shí)間在一秒鐘左右，出現(xiàn)保護(hù)拒動(dòng)的現(xiàn)象，并且主變低壓側(cè)還出現(xiàn)開(kāi)關(guān)跳閘的現(xiàn)象，實(shí)際的動(dòng)作時(shí)間是0 9秒。通過(guò)實(shí)現(xiàn)所制定的事故預(yù)案，應(yīng)全面采集主變保護(hù)與自投裝置等信息與錄波波形，并通過(guò)收集的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，一小時(shí)前，在10kV的遲家線也發(fā)生了相似的故障現(xiàn)象，但是相同事件卻出現(xiàn)了不同結(jié)果。為了得出科學(xué)合理的結(jié)論，針對(duì)石溝屯和主變保護(hù)問(wèn)題進(jìn)行了試驗(yàn)與研究，對(duì)故障現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行還原，并保證保護(hù)可以正常進(jìn)行動(dòng)作。與此同時(shí)，對(duì)石溝屯線與遲家線兩者的保護(hù)裝置進(jìn)行對(duì)比和全面地分析，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)，裝置間的差異主要表現(xiàn)在，遲家線的“邏輯地”是處于懸空狀態(tài)的，然而，石溝屯線有所不同，是與通信電纜屏蔽層進(jìn)行連接。通過(guò)利用萬(wàn)用表的測(cè)量工作可以發(fā)現(xiàn)，“邏輯地”是與大地緊密連接的。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)檢查以后發(fā)現(xiàn)，廠家在對(duì)兩臺(tái)開(kāi)關(guān)柜配線的時(shí)候，保護(hù)裝置中的CPU板是位于“邏輯地”之上的，不僅同通信電纜屏蔽層進(jìn)行連接，而且還與大地進(jìn)行連接。一旦故障發(fā)生不對(duì)稱，變電站就會(huì)產(chǎn)生接地電流，而此時(shí)，如果大地和“邏輯地”是緊密連接的狀況，就會(huì)使干擾電流侵入保護(hù)裝置中，并且強(qiáng)度極強(qiáng)，嚴(yán)重的話就會(huì)迫使裝置重新啟動(dòng)，而在此情況下，保護(hù)就無(wú)法進(jìn)行正確動(dòng)作。所以，通過(guò)全面詳細(xì)地了解事故發(fā)生情況，可以確定石溝屯線主要是永久性故障，進(jìn)而產(chǎn)生重合閘，使得接地電流通過(guò)大地這一介質(zhì)流入保護(hù)裝置，被迫重啟。當(dāng)石溝屯線的開(kāi)關(guān)閉合后，線路的保護(hù)想要反映故障電流就會(huì)存在一定的難度，并在0 9秒以后一號(hào)主變低壓側(cè)符合電壓就會(huì)閉鎖過(guò)流三段的動(dòng)作，使得10kV母線失去電壓。根據(jù)對(duì)上述實(shí)際案例的分析與研究，應(yīng)在“邏輯地”和“電氣地”的差異方面予以一定的重視，并且在開(kāi)關(guān)柜新安裝的時(shí)候，需要對(duì)廠家所提供的配線進(jìn)行嚴(yán)格地檢查，避免相同類型事故的頻繁發(fā)生。

4 結(jié) 論

綜上所述，根據(jù)上述研究與討論，可以深入地了解接地原理在繼電保護(hù)專業(yè)工程中的實(shí)際應(yīng)用。在繼電保護(hù)專業(yè)工程中，接地原理的合理應(yīng)用對(duì)工程的開(kāi)展具有重要的作用，因此，必須要確保變電站的二次回路實(shí)現(xiàn)正確接地，才能夠提高繼電保護(hù)可靠程度，并使電力系統(tǒng)更加安全與穩(wěn)定地運(yùn)行。文章重點(diǎn)分析了接地原理與其在繼電保護(hù)專業(yè)工程中的應(yīng)用，并針對(duì)其應(yīng)用的情況與效果，對(duì)實(shí)際的案例進(jìn)行了全面地研究，對(duì)事故發(fā)生的原因進(jìn)行探索，旨在更好地推動(dòng)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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