電氣供電中接地保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究

黃 濤

（大慶石化公司化工三廠，黑龍江大慶 163000）

0 引言

現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，電氣設(shè)備接地的自動(dòng)化保護(hù)也越來(lái)越先進(jìn)，為工業(yè)生產(chǎn)的安全穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)效益提供了保障，供電系統(tǒng)的安全性是評(píng)價(jià)工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定的重要指標(biāo)，減少電氣設(shè)備的供電事故，排除供電設(shè)備安全隱患，提高電氣設(shè)備接地的自動(dòng)化檢測(cè)水平，對(duì)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展至關(guān)重要的作用，為了提高工業(yè)生產(chǎn)中電氣設(shè)備接地保護(hù)的整體水平，要結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)供電系統(tǒng)的特殊性，加強(qiáng)電氣技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，優(yōu)化電氣接地保護(hù)技術(shù)，確保在發(fā)生故障的過(guò)程中將高壓電流引入大地，保護(hù)整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的供電系統(tǒng)。

1 電氣接地保護(hù)措施

1.1 工作接地保護(hù)

工作接地保護(hù)是指在工業(yè)生產(chǎn)的電氣系統(tǒng)中將變壓器的中心點(diǎn)接地，在變壓器的中性線接地過(guò)程中配有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的電氣系統(tǒng)接線盒，電氣系統(tǒng)接線盒在生產(chǎn)供電過(guò)程中起到了屏蔽作用，有效抵抗外來(lái)系統(tǒng)的干擾，工作接地保護(hù)也是電氣生產(chǎn)保護(hù)的常見(jiàn)工作方式。在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)供電系統(tǒng)中，供電保護(hù)裝置的反應(yīng)一般設(shè)置在配電箱內(nèi)，其目的就是減少外界信號(hào)的干擾，提高工業(yè)生產(chǎn)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在對(duì)工業(yè)生產(chǎn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)接地保護(hù)裝置進(jìn)行安裝的過(guò)程中，要注意相應(yīng)的電氣連接裝置不能接觸接地線路，防止發(fā)生電氣裝置接地事故。在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)電氣供電的過(guò)程中，要保證電氣接地方案的可靠性，充分利用變壓器工作接地保護(hù)對(duì)整個(gè)電氣供電系統(tǒng)進(jìn)行合理的安全規(guī)劃，有效調(diào)整零序電壓，使整個(gè)系統(tǒng)的電壓達(dá)到平衡，充分發(fā)揮變壓器中性點(diǎn)接地的保護(hù)優(yōu)勢(shì)（圖1）。

圖1 變壓器中性點(diǎn)接地

1.2 直接接地保護(hù)

隨著工業(yè)生產(chǎn)的供電需求不斷提高，電氣自動(dòng)化供電系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，同時(shí)增加了工業(yè)生產(chǎn)電氣供電系統(tǒng)的直接接地保護(hù)難度，為了滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的需要，保證工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定供電，就要優(yōu)化供電系統(tǒng)的直接接地保護(hù)，對(duì)電氣自動(dòng)化供電系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化管理，調(diào)整供電系統(tǒng)的濾波器及信號(hào)變頻器，提供直觀的觀察方式，為電氣自動(dòng)化設(shè)備的安全運(yùn)行提供有力支持。在電氣供電系統(tǒng)進(jìn)行電力連接時(shí)，注意不能將接地線和中性點(diǎn)直接連接，供電設(shè)備一端接在電位線上，另一端準(zhǔn)確直接接地，避免供電系統(tǒng)安全事故的發(fā)生（圖2）。

圖2 設(shè)備直接接地保護(hù)

1.3 防雷接地保護(hù)

在對(duì)防雷接地裝置進(jìn)行安裝的過(guò)程中，從絕緣子使用的角度來(lái)看，必須做好對(duì)接工作，塔桿存在一定的隱患也是阻礙輸電線路防雷接地措施有效實(shí)施的一個(gè)重要因素。絕緣子是能夠?yàn)閷?dǎo)線和橫擔(dān)之間提供絕緣功效的構(gòu)件，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，經(jīng)常使用陶瓷絕緣子，絕緣層不會(huì)被過(guò)電壓擊穿，在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中一些塔桿主要是由混凝土制成，可以通過(guò)降低桿塔的接地電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)在橫擔(dān)末端架設(shè)側(cè)向避雷針，要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)絕緣子做重點(diǎn)保護(hù)工作。因?yàn)榻^緣子數(shù)量少的線路電阻率低，為了降低輸電線路遭遇雷擊時(shí)的跳閘率，在實(shí)際施工的過(guò)程中，對(duì)接地裝置有著嚴(yán)格的質(zhì)量控制，可以采用不平衡絕緣方式來(lái)降低雷擊造成的危害。技術(shù)人員在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，可以采用小型爆破的方式來(lái)進(jìn)行接地體布置，在垂直插入接地體之前，要確認(rèn)接地體需要插入的深度，做好相應(yīng)的接地電阻測(cè)試和設(shè)備的焊接工作，保護(hù)變電系統(tǒng)和輸電系統(tǒng)，做好輸電系統(tǒng)的防雷保護(hù)工作就變得尤為重要（圖3）。

圖3 防雷接地裝置

2 電氣保護(hù)技術(shù)要點(diǎn)

2.1 安全保護(hù)

接地保護(hù)的設(shè)置非常重要，使正常運(yùn)行狀態(tài)下系統(tǒng)中發(fā)電和用電的功率保持平衡。為防止觸電事故，對(duì)地電壓的金屬部分同大地緊密地連接，壓降值的高低取決于接地電阻的阻值，電流通過(guò)接地體向大地以半球形散開(kāi)，引下線金屬保護(hù)管要與引下線做電氣連通，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防性安全控制措施，以減少對(duì)系統(tǒng)中其他非故障部分的影響。可以間接地對(duì)壓降值進(jìn)行限制，起到保護(hù)用電設(shè)備的作用。保護(hù)接地的方法一般只適用于中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)中，帶電體與地線的連接都是通過(guò)特殊金屬配件來(lái)完成的，設(shè)備的外殼都將呈現(xiàn)接近于相電壓的對(duì)地電壓，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防性安全控制措施，進(jìn)而保證電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的各項(xiàng)功能都能夠很好地實(shí)現(xiàn)（圖4）。

圖4 中性點(diǎn)不接地的三相系統(tǒng)

2.2 防靜電和電磁干擾

屏蔽是防止靜電和電磁干擾的良好防護(hù)，為了提高電氣設(shè)施的抗靜電干擾能力，在子系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)和材料選擇上最小化干擾來(lái)源和敏感設(shè)備，切斷傳播的靜電和電磁干擾（圖5）。在電源線的兩點(diǎn)之間會(huì)有幾毫伏甚至幾伏電壓，大大降低電氣控制的可靠性，所以必須做好防靜電和抗電磁干擾的措施，將干擾源和敏感設(shè)備分開(kāi)，減少設(shè)備干擾的機(jī)會(huì)。連接和組件之間的電磁感應(yīng)效應(yīng)很小，由于設(shè)備的高度集中和電磁環(huán)境的不良保護(hù)，各模塊應(yīng)采用屏蔽設(shè)計(jì)，電磁保護(hù)的難度增加了，要將接地裝置的金屬外殼與接地線正確連接，根據(jù)位置的不同對(duì)起到屏蔽作用的接地線路的連接進(jìn)行調(diào)整。每個(gè)設(shè)備模塊的附件也是干擾的來(lái)源和傳輸方式，避免外部環(huán)境或自身對(duì)電磁屏蔽設(shè)計(jì)的電磁干擾，根據(jù)靜電和電磁干擾強(qiáng)度和靈敏度切斷干擾，接地電路由于循環(huán)擾動(dòng)較大，使用多點(diǎn)接地的接地點(diǎn)附近可以減少地面阻抗，接地保護(hù)裝置也可以有效降低靜電和電磁干擾，不斷提升接地保護(hù)效果。

圖5 防止靜電設(shè)備

3 結(jié)束語(yǔ)

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的接地保護(hù)是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要結(jié)合周邊的實(shí)際環(huán)境和外部影響因素，進(jìn)一步提高電子自動(dòng)化技術(shù)的水平，不斷完善電氣接地和電氣保護(hù)方案，科學(xué)運(yùn)用電氣接地保護(hù)技術(shù)，增強(qiáng)電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。在接地設(shè)備的安裝過(guò)程中，應(yīng)積極采取措施做好電氣保護(hù)工作，特別是提高電氣系統(tǒng)工作的效率和質(zhì)量，科學(xué)選取導(dǎo)體材料，消除電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的安全隱患，從而提高相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用水平，充分發(fā)揮出接地保護(hù)的優(yōu)勢(shì)，滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展需要，實(shí)現(xiàn)電氣工程領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。