關(guān)于電力系統(tǒng)二次設(shè)備接地分析以及接地銅排敷設(shè)方法應(yīng)用

秦 威 宋彥哲 鄭穗生 國電南瑞科技股份有限公司

電能是我國人民生活及企業(yè)生產(chǎn)的主要能源，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行關(guān)系到生活生產(chǎn)的穩(wěn)定。所以，為了確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，防止安全事故產(chǎn)生，需要對電力設(shè)備進(jìn)行接地處理并且要敷設(shè)接地銅排。接地銅排的敷設(shè)在不同的區(qū)域，所使用的方法也不一樣。本文就電力系統(tǒng)二次設(shè)備接地進(jìn)行分析，對接地銅排的敷設(shè)方法的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

電力系統(tǒng)；二次設(shè)備；接地銅排

為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在發(fā)電站或者變電站等安全事故頻繁發(fā)生的區(qū)域一般會設(shè)置接地網(wǎng)絡(luò)，每個區(qū)域內(nèi)的電力設(shè)備的接地線都要與這個接地網(wǎng)絡(luò)相連接，如果這樣還是發(fā)生了安全事故，那事故的起因大多是與接地網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。所以，隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電能需求的不斷增加，人們對電力系統(tǒng)二次設(shè)備接地的安裝和接地網(wǎng)絡(luò)的安全就有了更高的要求[1]。

1. 電力系統(tǒng)的接地技術(shù)

1.1 接地系統(tǒng)中的電壓控制

據(jù)資料顯示，我國許多大型發(fā)電廠的內(nèi)部電路都曾發(fā)生過不同程度的短路現(xiàn)象，這些發(fā)電廠的電壓一般比較大，都在220千伏以上，而發(fā)電廠接地系統(tǒng)的電阻雖然十分小，但畢竟不是超導(dǎo)體材料，電阻不會為零，所以電流在電路中穿行時，會流動到接地點(diǎn)的位置，然后由于接地點(diǎn)電阻的存在，接地點(diǎn)附近就會產(chǎn)生相應(yīng)的電壓。當(dāng)然，在距離接地點(diǎn)比較遠(yuǎn)的區(qū)域電壓就已經(jīng)大大弱化，幾乎可以忽略不計，如此一來，接地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部就會出現(xiàn)電壓不均衡、電位分布混亂的情況。曾經(jīng)某變電站做過一個單相短路的接地實(shí)驗，來測量接地網(wǎng)絡(luò)的電位差。結(jié)果表明，當(dāng)單相短路接地時，接地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)必定會出現(xiàn)電位差，也就是產(chǎn)生了電壓，而且電壓的產(chǎn)生有一個規(guī)律，距離接地點(diǎn)越近的地方電壓越大，而距離接地點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方，其電壓就會大幅下降。所以，電力系統(tǒng)中的二次設(shè)備在進(jìn)行接地時，接地處會產(chǎn)生一個電壓，其與本身的電壓差不能太大，電壓差太大會對二次設(shè)備造成損壞。因此，在進(jìn)行接地網(wǎng)絡(luò)的建立時，一定要密切關(guān)注接地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)電位的分布與電壓差的大小[2]。

1.2 電力系統(tǒng)中的參數(shù)指標(biāo)

相關(guān)電力學(xué)資料里曾經(jīng)提到“大型電力系統(tǒng)設(shè)備在進(jìn)行短路接地時，其接地處裝置的電阻應(yīng)該滿足這個要求：當(dāng)短路電流大于4000安培時，接地裝置的電阻必須小于0.5歐姆?！比欢鶕?jù)當(dāng)前的電力系統(tǒng)發(fā)展來看，電力系統(tǒng)的容量在不斷增加，電力系統(tǒng)的短路電流也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止4000安培，所以按照規(guī)定，接地裝置的電阻應(yīng)該也要隨之減小，0.5歐姆顯然無法滿足要求。而需要把接地裝置的電阻限制在比0.5歐姆更小的范圍，就當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)水平來說，是比較難辦到的，所以目前電力系統(tǒng)施工時接地裝置的電阻就只限定在0.5歐姆以內(nèi)。而新的參數(shù)指標(biāo)的出現(xiàn)，使得要求發(fā)生了改變：接地系統(tǒng)在減小接地裝置的電阻同時，還需要時刻保持電位差的均衡，防止電壓差過大導(dǎo)致二次設(shè)備損壞。

2.二次設(shè)備的接地的安裝及分析

二次設(shè)備在安裝接地裝置時一定要注意安全，這里的安全包括二次設(shè)備的安全以及安裝人員的人身安全。對于安裝人員的人身安全，安裝人員在接地安裝時要使用專門的接地用線，還需要保證所有的接地裝置都能被正常安裝在地面上；安裝人員在操作時要戴絕緣手套、穿絕緣鞋等。然后，對于二次設(shè)備的安全，二次設(shè)備的接地安裝是需要按部就班來的，一般的電子設(shè)備都會有接地電位，而有的設(shè)備的接地電位為零，但是對于電力系統(tǒng)的二次設(shè)備，通常都會有一個專門的接地位置，所以在進(jìn)行接地時，要把接地線與二次設(shè)備的該位置連接起來，形成接地線路。由于二次設(shè)備專門的接地位置是在設(shè)備的外殼上，所以需要先把接地線連接二次設(shè)備的外殼，然后再接地；接地方案設(shè)置好以后，要進(jìn)行模擬操作。接地的模擬操作十分必要，它是對操作人員人身安全負(fù)責(zé)，也是對二次設(shè)備安全的負(fù)責(zé)。模擬操作時，通過二次設(shè)備兩個回路的接地，使兩者在同一點(diǎn)連接，其中的一個回路的接地點(diǎn)在控制室內(nèi)，防止接地點(diǎn)斷裂[3]。

3.接地銅排敷設(shè)方法應(yīng)用

3.1 開關(guān)場敷設(shè)方法

開關(guān)場的敷設(shè)，首先要用絕緣支架在電纜溝里面支起100平方毫米的銅排，銅排之間必須要首尾相連，形成一個環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)，這個環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)要能夠連接起所有一次設(shè)備的控制保護(hù)柜。保護(hù)屏需要用規(guī)格較小的銅排，但是銅排規(guī)格也不能太小，至少要有30平方毫米，而且要通過絕緣性能較好的導(dǎo)線連接銅排。為了進(jìn)一步保障電力系統(tǒng)安全性，控制柜內(nèi)的小型銅排也要與主要接地系統(tǒng)相連。銅排與銅排之間的連接需要用直徑大于150平方毫米的絕緣型導(dǎo)線。最后，一定要注意接地點(diǎn)裝置的電阻，控制在一定范圍內(nèi)，必要時可以進(jìn)行金屬鍍膜，降低其電阻。

3.2 保護(hù)室敷設(shè)方法

保護(hù)室的敷設(shè)一定要按照標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，其敷設(shè)的要求與開關(guān)場的敷設(shè)大體上差不多，需要用絕緣支架支起銅排，銅排也需要首尾相連，連接所有控制柜。保護(hù)屏的銅排用不小于30平方毫米的，用絕緣導(dǎo)線連接，控制柜的銅排也要與接地系統(tǒng)連接等等，但是也有一些不同的地方，那就是保護(hù)室的敷設(shè)需要在小屋內(nèi)進(jìn)行，在安裝電纜的豎井里面的接地點(diǎn)要與接地系統(tǒng)里的一點(diǎn)相連接[4]。

4. 結(jié)束語

事實(shí)上，電力系統(tǒng)二次設(shè)備的接地與接地銅排的敷設(shè)不僅僅只有這些，除了本文所闡述的這些安全問題和接地注意事項以外，還有電纜屏蔽層接地、電源接地等等。要把接地工作做好，就必須要采用合理的接地裝置材料，盡量降低接地點(diǎn)裝置的電阻，減少電力消耗，降低接地點(diǎn)的電壓差，避免二次設(shè)備的損壞。同時，通過對二次設(shè)備接地銅排的敷設(shè)，可以有效均衡接地系統(tǒng)內(nèi)部的電壓，減小接地系統(tǒng)內(nèi)部電路的電阻，當(dāng)短路電流過大時也不會產(chǎn)生太大的電壓差，在一定程度上保護(hù)了二次設(shè)備，降低了外界因素對二次設(shè)備的干擾，減少二次設(shè)備故障的發(fā)生，為電力系統(tǒng)二次設(shè)備的安全提供了保障。

[1]吳國森,王世祥.電網(wǎng)繼電保護(hù)二次系統(tǒng)接地設(shè)計研究及應(yīng)用[J].貴州電力技術(shù),2013,16(10):48-51+83.

[2]朱前衛(wèi),孫力,蔣曙霞.電力系統(tǒng)二次設(shè)備接地技術(shù)探討[J].湖州師范學(xué)院學(xué)報,2014,36(S1):160-162.

[3]陳朝輝,劉志遠(yuǎn),劉偉平.變電站等電位接地網(wǎng)設(shè)計與施工要點(diǎn)分析[J].電氣應(yīng)用,2014,33(22):137-140.

[4]譚波,楊建軍,文習(xí)山,藍(lán)磊,田研,唐炬.高土壤電阻率地區(qū)大型水電站接地系統(tǒng)設(shè)計[J].高電壓技術(shù),2011,37(10):2485-2490.