改擴建變電所的接地保護及電氣安全

李志和

摘 要：隨著市場經濟深入發展，部分民營資本投入到能源等精煉加工的工廠；石化或礦產深加工工廠大部分都是遠離市區，這些企業為保證生產供電質量，新建或改建一些35kv中心變電所，由于當地的一些地理位置情況特殊，或者在規劃紅線內建廠，當地供電監管部門無法全面的按照供電要求監管，另外使用單位的電氣技術人員工作能力及專業技術有限，或者選擇一些安裝施工的能力不強的單位進行施工；對重點施工部位沒有有效控制；造成電氣安全隱患；本文就案例來說明電氣接地的安全和重要性，希望能引起對此類問題的重視；

關鍵詞：電氣接地保護；保護接地導體規格選擇；接地導體截面的選擇

0 引言

有感于一個案例，對于我們電氣人值得思考和重視起來；2019年年初銀川某工廠35kv新建變電所，投入運行一個月后，變壓器35kv側B相電纜燒斷，造成主控室內控制保護屏內部分微機保護設備燒毀，通訊管理機燒毀；造成全廠停電，工廠經濟損失巨大；工廠考慮到安全特意遠離一次設備，借用原有一彩鋼板房做主控室，改造此主控室，焊接保護屏組的基礎，施工過程中沒有做保護屏組的有效接地；變壓器35kv側B相在制作電纜頭存在缺陷，隨時間累積，電流增大，電壓的波動，此處電纜熔斷，高電壓沿著電纜接地屏蔽層進入接地網，由于控制保護屏的接地不可靠，通過電流二次接地線進入保護裝置，燒毀了保護屏及其通訊管理設備；

1 電氣系統接地

電氣設備安裝基礎要做整體接地網；供電系統接地分為保護接地和工作點接地，保護接地是帶電設備外殼接地。工作點接地指零線接地，接地網做法與避雷接地方式一樣，接地電阻小于4歐。如達不到要求，則應加接地極，條件不好的，應加電解物及（或）更換土壤。工作接地和保護接地在配電室獨立引出，系統可并為一個。工作方式，如地線和零線分開，也可合二為一引到用電系統（或設備）。接地系統須重復接地。也有獨立分開的方式，TN-S系統。零地不能再合為一。

按照規范要求所有設備和金屬體就進可靠接地。因此這個要求有可能會有全廠的接地，但是設備和金屬體的密集度決定了是否采用聯合接地。如果兩個地網之間距離較小（20m以內）的話盡量連接，如果很遠的話沒有必要連接。但是連接肯定是好的（這一點是考慮經濟性和技術的協調）。但是一個有關聯的系統必須做聯合接地，就如上述案例，一次設備與二次設備都屬于一個系統，盡量做到統一接地；

2 保護導體的選擇

根據GB 7251.1-2005《低壓成套開關設備和控制設備第1部分型式試驗和部分型式試驗成套設備》的規定，外部導體所連接的成套設備內的保護導體（PE，PEN）的截面積可參考下述方法選擇：

1導線截面積S≤16，（PE、PEN）=S mm2；2導線截面積16

A、保護導體（PE，PEN）截面積不應小于上面的參考值。如果僅用于PEN導體，在中性線電流不超過相線電流30%前提下是允許的。

B、如果是非標尺寸，則應采用最接近的較大的標準界面節的保護導體（PE、PEN）。

C、只有在保護導體（PE、PEN）的材料與相導體的材料相同時，參考值才有效。如果材料不同，保護導體（PE、PEN）的截面積的確要使之達到與參考要求相同的導電效果。對于PEN導體，下述補充要求應適用：

①最小截面積應為銅10mm2或鋁16mm2；

②在成套設備內，PEN導體不需要絕緣；

③結構部件不應作PEN導體，但銅質或鋁制安裝導軌可用作PEN導體。

3 高壓設備接地母線的最小截面

根據GB3906-2006《3.6kV～40.5kV 交流金屬封閉開關和控制設備》的規定，高壓設備接地母線按系統額定短時耐受電流的86.7%考慮；

根據公式：S=I/a√t/⊿θ 式中I—額定短時耐受電流；a---材質系數，銅為13；鋁為8.5；t---額定短路持續電流；⊿θ---溫升（k）；對于裸導體一般取180k，對于4S持續時間取215k；

例如：25Ka/4S系統的銅母線最小截面積S= I/a√t/⊿θ=25/13√4/215=0.26m2=260mm2

接地母線按耐受電流的的86.7%考慮：S地=260*86.7%=225 mm2；

同樣原理也根據系統相應的短時耐受電流選取合適的接地母線；

4 結束語

改擴建工廠的變電所設計一定要遵循國家的標準，行業標準；工程技術人員也需要提高自己的專業水平；施工人員按國家標準，行業標準，設計文件施工；供電系統針對紅線內的變電所也要加大監管力度；工程技術人員熟悉相關的標準；嚴格遵循設計、安裝規范。

參考文獻

[1]《低壓成套開關設備和控制設備第1部分型式試驗和部分型式試驗成套設備》GB 7251.1-2005

[2]《3.6kV～40.5kV 交流金屬封閉開關和控制設備》GB3906-2006

[3]楊金夕 《防雷、接地及電氣安全技術》機械工業出版社

[4]供配電系統設計規范 GB50052-2009