电气低压电气接地故障及其防护措施

电气低压电气接地故障及其防护措施

谢渊

大唐吉木萨尔五彩湾北一发电有限公司 新疆昌吉州

摘要:低压配电线路的终端构成部件为关联线路和配电设备，因为此部分容易因外部环境干扰而受损，并且其自身线路具有面积大、连接点多、线路长等特征，使得其运行状态十分复杂，若是发生故障而未对其及时维修，便会使得整体线路都无法正常运行。同时，由于外部条件的制约性，低压配电线路的布局也比较复杂，而不同用户之间具有的差异性会导致配电线路受到了一定的影响。对此，以低压配电线路故障作为论述核心，对其巡视与维修进行探讨，希望能够给相关工作带来一定借鉴意义。

关键词：低压配电线路；接地故障；防护措施

引言

随着电厂大力开展，低压配电线路作为电厂的重要构成部分，每年都存在一段时间的故障高频发生期，而在低压配电线路中最为常见的故障便是接地故障，而且查找和解决起来难度也较大。所以，相关检修人员应当多掌握此故障方面的概念和特征，能够准确地作出合理判断，有效保障低压配电线路的接地安全，以免故障范围过大，造成严重损失。

1、低压电气接地故障概述

电厂施工期间，接地与黏接是输送安全电能的重要前提，也是保证电厂工程项目电能质量的关键内容。接地系统是故障电流低阻抗的主要获取路径，也对配电系统非载流金属元件电压有限制作用。如果发生低压电气接地故障，低阻抗会使得高故障电流发生流动，同时开启过流保护装置，将故障消除。此外，接地系统支持瞬变转移，使其安全抵达地面。黏合则是原来不带载电流金属部件相连，构成导电路径，保证连接的金属部件在相同电位中，以免危险电压之间出现差异。可以安装接地系统，保证工程电力系统的安全运行。通过采用导线大小一致的设备接地导线可以有效降低电路阻抗，将过流保护装置清除故障的时间缩短。所有带有金属外壳的装置全部在电连续系统内黏合，期间需要对设备接地导线的类型进行考虑，用以完善敏感的设备接地导线。

2、接地保护装置特性

日常生活用电中，在许多意外情况下，当人体触摸到有“缺陷”的设备时，容易造成触电事故。比如设备绝缘不良造成设备外漏的金属部分“带电”，或者是设备部分绝缘损坏等，这些都是非常危险的状况。因此，需要采用接地装置来消除安全隐患，人工接地极和自然接地极均可。在有安全保障的情况下，如果发生绝缘情况，电气设备的接地电流会偏大，会自动断开空气开关或保险丝熔断，从而保障人身安全。具体方式上，有“共用零线系统”和“专用接零保护线的供电系统”。共用零线系统，是我国目前普遍采用的方式，也就是“保护接地所用线”和“工作零线”使用同一根导线来连接。这种方式要注意，不能通过保险丝来引入保护零线，而是要从干线上直接引入，这样才能起到保护作用。如果通过保险丝来引入保护零线，不但不能保护，危险系数反而增加，更加危险。如果是使用的供电系统是专用接零保护线，则是在原有零线布线基础上，额外新增一条保护线。这种方式不需要保险丝，而是直接连接户外接地位置。这种方式下，保护装置的启动属于自动开启，一旦发生漏电，电源会被主动切断，防止事故，保障用电安全。

3、低压电气接地故障的防护举措

3.1未接地系统故障的防护工程

电力施工中的未接地系统，可以在产生接地故障时维持系统的正常运行。低压电气接地故障的形成，会导致接地系统跳闸的现象，但若缺少电气系统接地，那么故障电流值过低，只能支持电容通过，所以也不会影响设备正常运行以及工作人员安全。未接地系统在运行过程中出现第二次故障，会停止供电运行，随后引发相间故障，开启过流保护运行。该系统在运行过程中存在的不足是，未接地操作初始故障可能会带来线路电压，并且作用于相电压设计，如若故障系统长期维持在运行状态下，便会引发相应的故障。固体接地是工作中比较常见的系统之一，主电源变电站中性线与地下低电阻桩、埋入式分布式网、MEN系统内部供电公用设施中性导体相连接，顺延电力线路，间隔若干个极点与地桩连接。在一般地球质量条件下，通过对比接地桩、接地电流，可以发现额外接地路径获得的总接地电阻耕地，且可靠性较高。该类型的低接地电阻MEN连接为系统提供运行需要的高故障电流，提高保护作业效率。除此之外，低电阻接地对地电位上升有一定的限制作用，有利于规避触摸电位、阶跃电位故障，因此固体接地在低压、超过1000V的中压系统中是比较常用的防护手段。电阻接地过低，符合漏电保护规定，若故障电流也较低，会阻碍早期漏电检测工作的顺利进行，按照新时期工程电气施工要求，核心平衡剩余电流装置在漏电检测中应用，不仅是满足现代检测要求的重要手段，也是凭借其灵敏度高的特点符合极低接地阻抗施工要求。另外，工作人员也可以在变电站主电源中性点、电网接地桩2个装置中间连接电阻，达到电阻接地的效果。电阻接地有高电阻、低电阻2种选择，其中低压系统主要是以高电阻接地为准，高压系统则优先采用低电阻。通过电阻接地可以控制故障电流，为电气设备提供保护，以免设备损坏扩大低压电气接地故障的影响范围。其中需要注意，采用低电阻接地限制电流，可以将其控制在几百安培，而工作人员则务必要保证漏电保护操作的灵敏性。

3.2接地变压器故障的防护

接地变压器是三角形连接绕组系统内部不可缺少的接地装置，该设备内部的中性点不能以接地的形式完成接地连接。接地变压器可以作为三角形变压器，其中带有一接地中性线、短路三角形，使未接地三角形绕组故障电流有对应的接地路径。此外，保护接地主要用于工程现场工作人员人身安全保护，通过触摸、步进电位大小的限制达到这一要求，如果施工现场出现电气故障，且工作人员在该电位范围内接触接地导体，或是接地导体周围接触暴露金属，那么该工作人员的身体受到接触电压与阶跃电压的冲击，会转移到其他接地点。为此，工作人员需要做好接地电路阻抗的设计优化工作，确保电位低于发生故障时暴露带电部件接触人员受到的电击数值。为了能够有效降低电位，建议采用阻抗低的电位连接接地电路，使接地电路系统内部电压差能够控制在安全范围内，不会对现场工作人员带来电击攻击。

3.3接地棒故障的防护

NEC对于接地棒间隔有明确要求，其中还需要对棒边缘可能造成的影响予以考虑。那么在防护接地棒相关故障时，需要将接地杆分开大约杆长的2倍。如果是山区与岩石等地形，可以考虑采用具有深度驱动、化学增强功能的接地棒，优化现场的土壤条件。结合工程施工规范，现场的金属水管道、钢筋材料、混凝土包裹电极等的外部连接铜接地环，同时以驱动接地棒作为辅助，这是建筑比较常用的解决方法。地面环的位置一般设置在建筑物、建筑结构附近以及现场沟槽内部霜线以下，可以发挥出最佳效果。如果施工现场必须要配备低接地阻抗，可以在建筑、建筑结构所有角落的中点配置补充接地环、驱动接地棒。其中，接地环尺寸要满足规范。导体尺寸与导体的长度为正比例关系，地面接触表面积与对地抵抗力则为反比例关系。此外，施工人员要将现场所有接地电极黏结起来，例如，金属地下水管与结构建筑钢、板电极等。工程内的所有接地电极也要全部连接，组成完善的接地电极系统。施工现场的铜防雷系统也是低压电气接地故障防护的有效手段，在腐蚀、维护相关因素的影响下，防雷系统的性能更优，但问题在于该系统对接地电极系统要求比较高，只能连接质量高、阻抗低、耐用性强的接地电极系统。

结语

现阶段低压配电线路故障属于电力故障的常发类型，由于接地保护不当而引发的电起火和线路受损问题给相关企业和用户都带来了严重的经济损失。所以，其维修和巡视工作极为重要，人们应当格外注重此工作的落实情况。

参考文献

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