对电力系统二次设备接地相关技术的分析

对电力系统二次设备接地相关技术的分析

李耀辉

（大唐宝鸡热电厂陕西省宝鸡市721300）

摘要：近年来电力系统快速发展，二次设备也开始朝着高密度、高速度的方向发展，要想确保电力系统可以安全可靠的运行，关键在于二次设备抗干扰水平的高低，由于设备信号电平的降低，对电磁干扰表现的极为敏感，这种情况下对外界电磁环境提出了较高的要求。基于此，本文主要从不同角度针对电力系统二次设备接地相关技术进行了分析，供大家参考。

关键词：电力系统；二次设备接地；技术

在整个电力系统中，二次设备是非常重要的一个组成部分，随着近年来电力系统的快速发展，电力系统二次设备也开始朝着高密度化、高速化方向发展。当前二次设备信号电平逐渐降低，在电磁干扰条件下变得异常敏感，这种情况下为了确保电力系统可以安全可靠的运行，当前必须着手提升二次设备的抗干扰水平，进行科学合理的接地设计。由于二次设备、接地网安装技术非常复杂，因此，电力系统二次设备接地面临着异常严峻的挑战。

1二次设备接地网技术要求

变电站或发电厂采用直接接地的模式，由于站内接地电阻在非零的状态中，因此单相短路接地时往往会经过接地点短路电流，这一过程中与电阻联合将会产生电压，如果与接地点电压距离较远，这时可以将其当成是零电位，如果接地网电位在接地点达到零电位时，往往会出现一种不均匀的现象。事实上若变电站接地为单相短路，将会出现接地网电位差，严重时甚至会造成绝缘损坏等问题，严重干扰电力正常传送。《交流电器装置的接地》为接地网技术的应用提供了相关参考标准，规程要求通常在短路电流大于4000A时，规程要求高土壤电阻率地区接地电阻为5Ω，但是，因为需要验算跨步电势，因此通常需要施工完成以后进行测量。为了确保在整个保护范围内均匀分布电位，大型接地电流接地网通常采取均压措施，尽量减小电阻。

2二次设备接地的主要种类

电力系统二次设备接地的目的，不仅在于系统的工作要求，利用保护接地充分保护人身与设备的安全，同时更为重要的一点是避免外界因素的干扰，在二次系统接地中，不仅存在设备专门要求、抗地电信号干扰等特殊程度，同时还提倡应用联合接地的方案。电力系统二次设备主要包括保护装置、控制设备等装置及回路，而二次设备接地主要是二次装置、二次回路接地与二次电缆屏蔽层等。

安全接地。所谓安全接地是指综合考虑人身安全，要求设备外壳接地，并专门利用接地线与接地排连接，由于利用扁钢连接屏柜槽钢支架与地网，所有设备都与地网连接；逻辑接地。电子设备内部存在电位，一些设备地地位为虚空，与外部没有电气上的联系，多数国外二次设备地电位都设置了专门的接地连接位置，通过该位置与屏内接地排连接，而该地电位多数与设备外壳连接，因此需要将设备外壳与屏内接地排连接；模拟量回路接地。处于人身、设备安全角度考虑，对TV、TA回路进行接地，为了避免回路测量过程中出现误差，需要要求这些回路有一点接地，不仅要求TA、TV在控制室内或开关场就地有一点接地，同时其他回路也要求在现场仅有一点接地；交流电源接地。所谓交流电源接地是指利用交流工作电源中二次设备实现电源接地，对于交流电源控制保护设备来说，应注意避免单相交流电源受到雷击，或者由于过电压操作而受到影响，出现设备异常等问题，通常情况下应利用隔离变压器方式供电；计算机接地。计算机系统中的逻辑地、信号地基屏蔽地等都需要利用铜绞线或绝缘电缆与总接地铜排相连，必须符合1点接地的要求。变电站中电力设备二次接地网中1点与计算机相连，不需利用独立的计算机接地系统进行设置，而控制电源馈线也不需要串入电力系统二次回路中，不能使其构成闭环运行。

3电缆屏蔽层的接地方式

3.1干扰源及其防范

当前电缆屏蔽层主要有电磁辐射、电场耦合和磁场干扰等几种常见干扰源。①电磁辐射，高频干扰信号以空间辐射为媒介，将干扰信号传送给电缆，通过编织材料组成屏蔽层；②电场耦合，一次高压设备将会对二次电缆产生电容干扰，这种干扰被人称之为传导型干扰；磁场干扰，交变磁场附近有二次电缆，一次设备流过的交变电流将会形成交变感应电压，其干扰电压大小将决定一次设备、二次电缆的具体空间位置，而二次电缆芯线相似，会产生交变感应性电压，一旦二次电缆屏蔽层两端接地，因为二次电缆屏蔽层与二次电缆心线相似，作为一个导体将会产生狡辩感应电压，如果二次电缆屏蔽层两端均接地，这时将会在屏蔽层上出现交流感应电流，进而在电缆心线上出现交变感应电压，而这时一次设备电缆心线上的感应电压将会抵消交变感应电压，未接地屏蔽层时则不会出现电流，难以起到抵消的作用。由此来看，电缆屏蔽层两点接地是预防磁场干扰最有效的一种方式。

3.2屏蔽电缆接地方式

利用电屏蔽层两端接地的方式可以预防电磁场耦合干扰现象的产生，利用接地两端屏蔽层，这种方式与并联在地网上的原理极为相似，由于地电网中一些电流在通过屏蔽层的过程中将会产生噪音电流，正常运行条件下这种电流将会于电缆心上产生干扰电压，若电缆电流过强，或者传输电压比较高，这时地电网产生的干扰信号将会减少很多，这种情况下二次设备接收端将完全消除干扰信号。如果电缆传输的信号为弱电信号，则会产生强大的干扰信号，那么这时要想保证接地合理，则需要在弱电信号电缆上采用1点接地。

4二次设备专用接地铜排敷设

4.1保护室敷设要求

一般来说，电缆支架上通常会架一排不小于100mm²截面的铜排，用小绝缘子做支撑，铜排之间首尾相连，利用该铜排可以实现全覆盖的目的，它与一次设备控制保护柜的应用可以充分保护小室电缆层。保护屏内小接地排通常需要利用50mm²截面的绝缘导线、与铜排实现连接，但是，为了提升连接的安全性，往往需要连接主地网与电缆竖井处，其中与铜排连接的绝缘导线应选择＞150mm²，通常选用四根50mm²截面的绝缘导线，然后于电缆竖井中与主地网连接，在日常维护中定期检测接地点的接地电阻，确保其始终处于正常的状态之中。

4.2一次开关场敷设要求

通常情况下需要利用不小于50mm²的绝缘导线对端子箱内小接地进行连接，或者也可以利用铜排进行连接，因此为了确保其可靠性与安全性，需要将柜内小接地与主地网连接，在地点较为明显的接地点处连接主地网1点短路电流地点，进而定期检测该接地点的接地电阻。此外，利用压接或焊接的方式连接各连接点，从而有效降低接触电阻。

结语

综上，上述分析是个电厂在执行电力系统反事故措施相关要求时的相关做法，以及变电站主接地网于站内高压短路接地点之间电压分布的情况，并分析了二次设备与电缆不同接地类型及接地要求，其中特别针对电缆屏蔽层接地的相关问题进行了分析和论述，提出了二次设备专用接地铜排接线的具体方式。总之，为了保证电力系统设备与人员安全，必须合理的设计二次设备接地，这样不仅可以显著提升二次设备的抗干扰能力，同时也为电力系统高效运行提供了保证。

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