关于电力系统二次设备接地分析以及接地铜排敷设方法应用

关于电力系统二次设备接地分析以及接地铜排敷设方法应用

秦 威 宋彦哲 郑穗生 国电南瑞科技股份有限公司

电能是我国人民生活及企业生产的主要能源，电力系统的正常运行关系到生活生产的稳定。所以，为了确保电力系统的正常运行，防止安全事故产生，需要对电力设备进行接地处理并且要敷设接地铜排。接地铜排的敷设在不同的区域，所使用的方法也不一样。本文就电力系统二次设备接地进行分析，对接地铜排的敷设方法的应用进行阐述。

电力系统；二次设备；接地铜排

为了保证电力系统的安全稳定运行，在发电站或者变电站等安全事故频繁发生的区域一般会设置接地网络，每个区域内的电力设备的接地线都要与这个接地网络相连接，如果这样还是发生了安全事故，那事故的起因大多是与接地网络有关。所以，随着社会经济发展对电能需求的不断增加，人们对电力系统二次设备接地的安装和接地网络的安全就有了更高的要求[1]。

1. 电力系统的接地技术

1.1 接地系统中的电压控制

据资料显示，我国许多大型发电厂的内部电路都曾发生过不同程度的短路现象，这些发电厂的电压一般比较大，都在220千伏以上，而发电厂接地系统的电阻虽然十分小，但毕竟不是超导体材料，电阻不会为零，所以电流在电路中穿行时，会流动到接地点的位置，然后由于接地点电阻的存在，接地点附近就会产生相应的电压。当然，在距离接地点比较远的区域电压就已经大大弱化，几乎可以忽略不计，如此一来，接地网络内部就会出现电压不均衡、电位分布混乱的情况。曾经某变电站做过一个单相短路的接地实验，来测量接地网络的电位差。结果表明，当单相短路接地时，接地网络内必定会出现电位差，也就是产生了电压，而且电压的产生有一个规律，距离接地点越近的地方电压越大，而距离接地点较远的地方，其电压就会大幅下降。所以，电力系统中的二次设备在进行接地时，接地处会产生一个电压，其与本身的电压差不能太大，电压差太大会对二次设备造成损坏。因此，在进行接地网络的建立时，一定要密切关注接地网络内电位的分布与电压差的大小[2]。

1.2 电力系统中的参数指标

相关电力学资料里曾经提到“大型电力系统设备在进行短路接地时，其接地处装置的电阻应该满足这个要求：当短路电流大于4000安培时，接地装置的电阻必须小于0.5欧姆。”然而根据当前的电力系统发展来看，电力系统的容量在不断增加，电力系统的短路电流也远远不止4000安培，所以按照规定，接地装置的电阻应该也要随之减小，0.5欧姆显然无法满足要求。而需要把接地装置的电阻限制在比0.5欧姆更小的范围，就当前的科学技术水平来说，是比较难办到的，所以目前电力系统施工时接地装置的电阻就只限定在0.5欧姆以内。而新的参数指标的出现，使得要求发生了改变：接地系统在减小接地装置的电阻同时，还需要时刻保持电位差的均衡，防止电压差过大导致二次设备损坏。

2.二次设备的接地的安装及分析

二次设备在安装接地装置时一定要注意安全，这里的安全包括二次设备的安全以及安装人员的人身安全。对于安装人员的人身安全，安装人员在接地安装时要使用专门的接地用线，还需要保证所有的接地装置都能被正常安装在地面上；安装人员在操作时要戴绝缘手套、穿绝缘鞋等。然后，对于二次设备的安全，二次设备的接地安装是需要按部就班来的，一般的电子设备都会有接地电位，而有的设备的接地电位为零，但是对于电力系统的二次设备，通常都会有一个专门的接地位置，所以在进行接地时，要把接地线与二次设备的该位置连接起来，形成接地线路。由于二次设备专门的接地位置是在设备的外壳上，所以需要先把接地线连接二次设备的外壳，然后再接地；接地方案设置好以后，要进行模拟操作。接地的模拟操作十分必要，它是对操作人员人身安全负责，也是对二次设备安全的负责。模拟操作时，通过二次设备两个回路的接地，使两者在同一点连接，其中的一个回路的接地点在控制室内，防止接地点断裂[3]。

3.接地铜排敷设方法应用

3.1 开关场敷设方法

开关场的敷设，首先要用绝缘支架在电缆沟里面支起100平方毫米的铜排，铜排之间必须要首尾相连，形成一个环状网络，这个环状网络要能够连接起所有一次设备的控制保护柜。保护屏需要用规格较小的铜排，但是铜排规格也不能太小，至少要有30平方毫米，而且要通过绝缘性能较好的导线连接铜排。为了进一步保障电力系统安全性，控制柜内的小型铜排也要与主要接地系统相连。铜排与铜排之间的连接需要用直径大于150平方毫米的绝缘型导线。最后，一定要注意接地点装置的电阻，控制在一定范围内，必要时可以进行金属镀膜，降低其电阻。

3.2 保护室敷设方法

保护室的敷设一定要按照标准来执行，其敷设的要求与开关场的敷设大体上差不多，需要用绝缘支架支起铜排，铜排也需要首尾相连，连接所有控制柜。保护屏的铜排用不小于30平方毫米的，用绝缘导线连接，控制柜的铜排也要与接地系统连接等等，但是也有一些不同的地方，那就是保护室的敷设需要在小屋内进行，在安装电缆的竖井里面的接地点要与接地系统里的一点相连接[4]。

4. 结束语

事实上，电力系统二次设备的接地与接地铜排的敷设不仅仅只有这些，除了本文所阐述的这些安全问题和接地注意事项以外，还有电缆屏蔽层接地、电源接地等等。要把接地工作做好，就必须要采用合理的接地装置材料，尽量降低接地点装置的电阻，减少电力消耗，降低接地点的电压差，避免二次设备的损坏。同时，通过对二次设备接地铜排的敷设，可以有效均衡接地系统内部的电压，减小接地系统内部电路的电阻，当短路电流过大时也不会产生太大的电压差，在一定程度上保护了二次设备，降低了外界因素对二次设备的干扰，减少二次设备故障的发生，为电力系统二次设备的安全提供了保障。

[1]吴国森,王世祥.电网继电保护二次系统接地设计研究及应用[J].贵州电力技术,2013,16(10):48-51+83.

[2]朱前卫,孙力,蒋曙霞.电力系统二次设备接地技术探讨[J].湖州师范学院学报,2014,36(S1):160-162.

[3]陈朝辉,刘志远,刘伟平.变电站等电位接地网设计与施工要点分析[J].电气应用,2014,33(22):137-140.

[4]谭波,杨建军,文习山,蓝磊,田研,唐炬.高土壤电阻率地区大型水电站接地系统设计[J].高电压技术,2011,37(10):2485-2490.