探究變電站二次設備的接地施工方法及改進措施

蘇紅剛

（廣東電網有限責任公司江門鶴山供電局，廣東 鶴山 529700）

探究變電站二次設備的接地施工方法及改進措施

蘇紅剛

（廣東電網有限責任公司江門鶴山供電局，廣東 鶴山 529700）

接地施工是變電站施工的重要組成部分，通過設置接地網來為整個變電站的工作、運轉營造一個安全、有利的環境，確保站內外的電氣設備都同接地網連接起來，達到安全接地的目的，控制安全故障問題的發生。本文分析了變電站二次設備接地方式，以及對應的改進對策。

變電站；二次設備；接地方式；改進措施

隨著電力技術的不斷發展，變電站二次設備技術含量逐漸上升，朝著精密化、高速化、高密度化方向發展，更容易受到電磁干擾的影響，從而需要一個更加安全、有利的電磁環境，為了維護二次設備的安全運轉，就必須做好其接地施工，通過接地施工能夠有效控制電磁干擾，通過接地來預防安全事故，維持二次設備持續、穩定運行，以此確保整個變電系統的安全運轉。

一、變電站二次設備主要的接地方式

1 浮地方式

所謂的浮地接地，就是懸浮式接地，線路設備不同大地直接接觸，而是使電路、設備同公共導線（容易出現短路或環流問題）隔開一定距離，以此來控制接地線的不良影響。浮地接地方式存在一定的弱點，體現為：由于各項設備同大地間留有距離，這樣很可能導致靜電累積問題，電荷長期累積，會達到對地電壓的程度，從而產生巨大的電流，導致靜電擊穿問題，形成極具破壞作用的干擾系統，當選擇浮地接地方法時，需對應配置一個泄放電阻，確保其安裝在電氣設備和大地中間，這樣才能有效控制電荷累積問題。

2 多點接地

一些電力線路，運轉過程中會產生較高的信號頻率，而且不同電器元件的引線以及電路自身的電感都可能加劇接地線的阻抗，這其中就體現出了單點接地模式的弊端，對此就要選擇多點接地模式，這樣才能有效控制接地線阻抗，控制各個接地線之間的雜散電感。

選擇某一低阻抗接地面，使不同電氣元件接地端口同這一接地面連接起來，其中要注意的是確保鏈接距離最短，這種接地方式最典型的應用體現在：屏蔽層兩端的接地。

3 單點接地

單點接地能夠有效預防接地環路，一般可以用在低頻電路中，通常頻率極限達到小于1MHz。

這種接地模式具有其自身的優點，體現在能夠為多個鏈接于一處的電路系統提供相同的參考點，然而，接地導線中有電流經過時，其中也會出現大小的阻抗，實際的接地模式既包括串聯，又包括并聯。

第一。串聯接地。電路各處電流值I相等，同樣流經相同的阻抗值Z，這一阻抗成為各個電路相同的阻抗。各個電路的電位則會受到電流的影響，形成彼此間的牽制、互動，這種接地模式容易帶來一定噪音，存在弱點，使用范圍相對有限。

第二，并聯接地。各個電路中尚未形成統一的阻抗，各個電路間也不會形成耦合關系，電位相對獨立，不會遭到電線回路以及各個電氣設備的不良干擾。該系統的接地線相對很長、需要更多的配線，高頻電路內部，電感會上升，從而導致不同線路之間的感應耦合現象。

二、變電站二次設備接地類型與具體要求

隨著電力技術的不斷發展，電力系統變電站二次設備正在走向信息化、電子化、自動化，然而，其抵御干擾的能力卻相對有限，因此，必須做好接地工作，為二次設備的運行創造一個有利環境。

1 保護接地

做好保護接地能夠有效維護人身安全，也就是讓二次設備柜以及其中的相關設備的外殼接地，而且要選擇專門接地線，使其同屏內接地銅排連接。其中接地銅排連接等電位接地網，通過這種方式就能確保各個二次設備安全接地。

2 模擬量回路接地

這一接地模式也是為了維護人、設備安全的需要。主要是對設備的TA與TV回路接地，一般選擇一點接地模式，因為這樣能夠有效控制回路測量誤差，而且也能有效防止二次設備進行試驗過程中，柜內接地點斷開所引發的喪失接地保護的問題，從而預防單相短路問題。因為當短路電流超出一定負荷時，接地電阻的電壓控制能力有限，當電壓超過2000V-2500V時，二次設備的絕緣就會遭到損害。

3 交流電源接地

具體指的是交流電源的二次設備的接地，選擇隔離變壓器來提供電能，同時，要做好交流電源的防雷抗震保護，控制設備非正常運轉，必須切實考慮到變電站電源強干擾現象，充分維護電源安全，為電源創造一個有利的接地環境，從而保護交流電源的接地安全。

4 二次電纜屏蔽層抗干擾接地

二次設備電纜需要達到高電磁防護的等級，因此，必須重視其屏蔽層接地，當前國際上在屏蔽層接地一點、二點的選擇上依然有分歧，當前多數選擇二點接地。

以往的屏蔽層接地方法為：當電壓級別大于220kV時，二次控制電纜選擇屏蔽電纜，其距一次設備接地點3m～5m的地方進行接地，這種接地屬于兩點接地，這兩點分別指開關場、控制室。

當電纜鏈接一次、二次設備時，必須選擇屏蔽層兩點接地法，如果電纜用來傳輸或監控系統信號，屏蔽層則適合選擇一點接地。

5 邏輯接地

所謂的邏輯接地就是信號接地，簡單說就是把邏輯信號系統的公共端同大地電網連接在一起，達到安全、合理的參考零電位，然而，這其中對接地電阻提出了全新的、更高的要求，變電室中的各項電氣設備的邏輯接地點必須通過接地線直接和接地銅排連接在一起，而且確保不能和設備的外包裝殼發生導線現象，這樣就有效控制了噪聲電位差。

6 二次回路接地

對于二次設備所在的系統來說，多數回路能夠較強地抵御電磁干擾，可以不進行特別保護，然而，這其中電流與電壓互感器則必須達到合格的接地標準和要求，特別是當各個互感器二次回路之間出現了各種差動保護，例如：母線差動保護、變壓器差動保護等，需要在主控制室內，讓互感器的中性點并聯起來，再經一點來統一接地，盡量選擇一點接地模式，因為只有這樣才能有效預防二次回路發生故障問題，例如：短路故障、環流故障等。

三、二次設備等電位地網的敷設

等電位地網一方面能夠促進地網電位的均衡化，同時，也能控制地網回路電阻。具體可以從以下方面加以把握：

1 科學敷設一次開關場

可以啟動小絕緣子，使其構建銅排，面積為1cm2，以頭尾依次鏈接的方式布設在電纜支架上，形成一個銅排環狀網，確保其能夠有效覆蓋一切二次端子箱。端子箱里面的接地排，則需要選擇1cm2以上的絕緣導線，使其同等電位銅排網鏈接在一起。同時，要想達到安全、穩固的目標，柜內的小接地排（規格同為1cm2以上的絕緣導線）同樣需要同主地網鏈接起來，正確選擇接地點，應該盡量同短路電流入地處保持距離，同時，也要經常核查接地處的電阻，可以通過鏈接不同的接地點來將接地電阻控制在合理范圍內。

2 科學敷設保護室

同樣啟動小絕緣子，構建起1cm2的銅排，根據屏柜布局方向使其頭尾依次鏈接，將其設置于主控室、保護室電纜層支架，從而打造出一個銅排環網，能夠對一切控制保護柜發揮絕緣保護功效。

保護屏里面的小接地排，則適合選擇50mm2的絕緣導線，使其和銅排鏈接起來。同樣，為了達到安全、穩固的效果，柜內的小接地排同樣需要同主地網鏈接起來。其中，要注意保護室內部等電位接地網規格與型號的選擇，科學的規格應該為：銅纜：不少于4個，單個銅纜截面在50mm2以上，電纜豎井內部，接地點同樣需要同主地網鏈接起來，同時，也要經常檢查這一接地點的電阻值，可以通過鏈接不同的接地點來將接地電阻控制在合理范圍內。

同時，由于各個就地站、集控室等的布局相對分散，為了達到整體的接地效果，可以選擇截面在100mm2以上的銅排，將他們鏈接起來，從而達到接地保護的目標。

四、二次電纜屏蔽層改進技術

近年來，二次電纜屏蔽層接地也有了全新的突破與發展，具體體現為：在開關場和一次設備接地點相距3m～5m的地方鏈接屏蔽層一側的接地電阻R，對于其另一側的接地點則繼續使用以往的兩點接地法。具體的接地模式如圖1所示。

這種一端接地的模式，因為不能形成電流回路，因此，也不會出現共阻抗耦合現象，相反，兩端接地，地網內部流過的電流則可能出現分流，對應流向電纜屏蔽層內部，特別是遇到電壓等級較高的變電站，如果遭受外界電磁的干擾，會加劇電纜屏蔽層內部電流，當電流值超過屏蔽層所能承受的范圍時，甚至會燒掉屏蔽層。

按照并聯回路反比例分流的規范和規定可以看出，當選擇這種一端接地模式時，屏蔽層所獲得電流必須更小，這樣才能為屏蔽層營造一個安全、穩定的環境，防止其被過電流摧毀，可以通過科學把握接地電阻的數值來解決這一問題，具體應該選擇同電纜屏蔽層等效的電阻值。

圖1

結語

接地施工是變電站施工重要組成部分，通過設置接地網來為整個變電站的工作、運轉營造一個安全、有利環境，為了維護二次設備的安全運轉，就必須做好其接地施工，通過接地施工能夠有效控制電磁干擾，通過接地來預防安全事故，維持二次設備持續、穩定運行，以此確保整個變電系統的安全運轉。

[1]宋繼成.220kV～500kV變電站二次接線設計[J].北京：中國電力出版社，1996 （11）.

[2]高歌.淺談電子電路中的接地問題[J].濟南師范專科學校學報，2002，23（03）.

[3]李永化，劉莉.接地技術及其應用[J].西南民族學院學報·自然科學版，2001，27（03）.

TM63

A