二次系统接地技术应用

王　援米　关于电力系统二次设备的接地技术　田克江　贵州省六盘水拓源集团有限公司　５５３００１　【摘要】随着电力系统的发展，电力系统相关的二次设备正朝着高速　化、高密度化的趋势发展。保证电力系统能够可靠安全的运行，关键在于提　高电力系统二次设备的抗干扰水平。由于二次设备的信号电平逐渐降低，　对电磁干扰变得更加敏感，因而对外界的电磁环境要求越来越高。本研究　中，笔者对电力系统二次设备相关的接地技术要求、种类及接地方式进行了　分析，以供参考。　【关键词ｌ电力系统；二次设备；接地技术　二次设备是电力系统的重要组成部分。变电站和发电厂二次设备　中的很多地方需要接地，由于二次设备的不同类型而对接地也有着不同　要求，因此电力系统的二次设备相关接地技术越来越受到人们重视，再　加上对二次设备的抗干扰问题有了更高的要求，所以为了确保电力系统　安全可靠运行，必须对于次设备进行科学合理的接地设计。　１．二次设备接地网的技术要求　１．１网内电压线的技术要求　在变电站和发电厂中，采用直接接地的主要为站内变压器的中性　点，由于站内的接地电阻处于非零状态，往往在单相短路接地时会经过　接地点短路的电流，在这一过程中将会与电阻产生电压。若距离接地点　电压较远Ｎ．－ｆ以当成零电位，而接地网的电位在接地点至零电位时将出　现不均匀现象－．－。实际上，变电站接地若打用单相短路，必然会存在接地　网的电压差，甚至严重则导致绝缘损坏，而形成较大的电流，在这种情　况下电力的正常传送容易受到干扰，甚至会烧坏端子箱或电缆。　１．２技术指标的相关要求　参考《交流电器装置的接地》作为接地网技术指标的相关标准：Ｒ　￣＜２０００／Ｉ，Ｒ＜０．５０，通常在Ｉ＞４０００Ａ的情况下，在规程中要求高土壤　电阻率地区接地电阻可以为５Ｑ，但由于需要对跨步电势及接触电势进　行验算，在完成施工后应进行测量。为达到均衡分布整个保护范围内电　位，对于大型接地电流的接地网，应采取均压措施，还应该将电阻尽量　减小。　２．＝次设备接地的种类　２．１交流接地　进行交流接地时，不需要连接中性线芯与二次机柜金属的外壳。交　流电源进行二次机柜供电时采用三相五线制，其电缆中应有线芯，作用　在于保护接地。二次机柜金属要应与接地线芯相连接，而且屏内接地排　不能连接电源接地线，而是连接工作接地。　２．２安全接地　在二次设备接地中，确保人身安全是安全接地的主要目的。要采取　安全接地就应对柜设备和二次设备机柜的外壳进行接地，对二次设备　机柜的外壳和柜设备进行接地可以实现安全接地，在接地过程中应采　用专用的接地线，因使用扁钢连接地网与槽钢支架来安装屏柜，因此能　够将设备接在地网上。　２．３模拟量回路接地　为避免模拟量回路出现误差，要求模拟量回路接地将设备ＴＶ、ＴＡ　回路进行一点接地。针对独立的回路，除了相互之间有电气连接的ＴＡ或　Ｔｖ夕　，通常要求其他在现场一点接地，目的在于控制在室内一点接地外　脚　０　２．４逻辑接地　电位一般存在于电子设备内部，但事实上很多设备的地电位与外部　电气没有联系，也就是说设备地电位是虚空的。而一些国Ｗ－次设备地　电位，会设立一个专门用于接地连接位置，而这个接地连接位置要与屏　内接地排连接，由于大部分地电位是通过设备外壳来连接的，所以必须　将设备外壳连接屏内接地排。　３．电缆屏蔽层的接地方式　３．１干扰源及防范措施　电缆屏蔽层的干扰源主要有：①电磁辐射。高频干扰信号主要通过　空间辐射方式向电缆传送干扰信号，反射合吸收辐射干扰信号与接地无　关，而主要通过编织材料所组成的屏蔽层；②电场耦合。一次高压设备　对二次电缆产生电容干扰主要是通过电容，将其称之为传导型干扰；③　磁场干扰。在交变磁场附近的二次电缆上，一次设备中所流过的交变电　流会产生一种交变感应电压。干扰电压的大小直接决定着一次设备与二　次电缆的空间位置。二次电缆的心线相似，均可产生一个交变的感应性　电压，若二次电缆的屏蔽层两端接地时，由于二次电缆上的屏蔽层相似　于二次电缆的心线，并且作为一个导体，由此会产生一个交变的感应性　电压，在二次电缆民间屏蔽层两端接地的情况下，会在屏蔽层上产生一　个流感应电流，并会出现一个上交变感应电压在电缆心线上，而一次设　备电缆心线上的感应电压会与交变感应电压相互抵消　］。在未接地屏蔽　层时，不会有电流产生，从而难以起到抵消作用。因此，可以将电缆的屏　蔽层两端采取接地处理作为预防磁场干扰的最佳方式。　３．２屏蔽电缆接地方式　采取电屏蔽层两端接地是防止产生电磁场的耦合干扰的最有效的　方法　接地两端的屏蔽层，其与并联在地网上的原理基本相似，由于在　地电网中的部分电流会通过屏蔽层会有噪音电流产生，而在正常运行的　情况下，这种电流可能在电缆心上会有干扰电压产生。在电缆的电流过　强或传输的电压较高时，地电网中所产生的干扰信号就会相对减少，因　此可以在二次设备的接收端将这种干扰信号完全消除，若电缆所传输　的是弱电信号，会有强大的干扰信号产生，那么要确保接地合理就应对　弱电信号的电缆采取ｌ点接地。　４．二次设备专用接地铜排的敷设　４．１６护室的敷设要求　通常在电缆支架上架起－－￣１００ｍｍ　铜排的小绝缘子，并将其首尾　相连，其所形成的铜排环网可以全覆盖与一次设备存在电气关系的控制　保护柜，以起到保护小室电缆层的作用。同时，在保护屏内的小接地排　则一般采用３０ｍｍ　的绝缘导线和铜排进行相互连接，但是为了提高其　安全性，需要将柜内的小接地排与主地网进行连接。铜排的绝缘导线可　采用小于１５０的，之后在电缆竖井中连接主体网，对于接地点的接地电　阻在日常维护中应定期进行检测，以确保其处于正常状态。　４．２一次开关场的敷设要求　用铜排或小于３００ｍｍ。的绝缘导线连接现场端子箱内的小接地，为　确保其安全可靠，应将主体网与柜内小接地排地相连。将主地网ｌ点接　连短路电流入地点比较明显的接地点处，并对该接地点的接地电阻进　行定期检测。同时将各连接点采用压接的方式进行连接，以降低接触电　阻。　总之，为确保电力系统设备和人身安全，必须对电力系统二次设备　进行科学合理接地设计，这样不但能使二次设备的抗干扰能力得到提　高，还能保障电力系统安全、高效运行。　参考文献　【１】丁畀．变电站接地设计之要点分析［Ｊ】．中国高新技术企　业，２ｏｌｏ，４８（７）：４９～５０．　【２］古珑，刘文先等．一次设备接地不良反击二次实例分析及对策【Ｊ】．电气　开关，２０１　１，５６（１）：７８－－７９．　【５】曾令兵．变电站二次设备接地技术要点［Ｊ】．电２．Ｔ－程，２０１２，５（７）：１５２．

二次系统防雷技术措施

在众多变电站二次系统雷击事故统计可以看出: 网络接口设备、计算机控制端口、CPU

控制模块、数据采集、通信接口电路以及UPS 电源被雷击损坏的事故时有发生, 这表明计算机、控制端口及网络设备的接口是雷电浪涌侵入的薄弱环节。

针对变电站二次系统多年的运行及在雷电季节性的安全隐患存在的问题, 以及对变电站的现场勘测, 采取了“防雷加固、地线优化”对策。具体措施如下:

( 1) 重点解决二次系统交流电源保护;

( 2) 重点解决二次系统直流电源保护;

( 3) 重点对机房设备电源防护采取分级防护, 高效防雷;

( 4) 重点解决网络信号端口保护;

( 5) 重点解决GPS 馈线信号端口防护。

电源避雷

变电站采用的电源避雷器, 应具有劣化指示、损坏告警、遥信接点、热熔和过流保护等功能。110kV 变电站的低压配电系统为2 路380V 市电输入, 根据绝缘耐压等级电压中电源端设备为第四级耐压限值( 6kV) , 加装三相电源防雷模块一套,其保护水平不大于2kV, 作为B 级保护。

在UPS 系统中, 并联加装单相电源防雷模块, 作为C 级防护, 保护水平不大于1.6kV。另外, 在AC/DC 设备( 整流器) 中, 在其总的直流输出端加装直流SPD, 其保护水平不大于1.6kV, 标称电流40kA, 同样也作为电源C 级防护。

站内的电源D 级防护主要包括测控屏、公用屏、保护屏、远动屏等用电部位输入端的电源防护。每个屏柜均有1 路220V 交流电源、2 路直流220V 电源输入, 安装1 套单相交流电源防雷模块和2 套直流电源防雷模块。

信号避雷

变电站综合自动化系统与其它系统之间通过RS232、RS485 等接口连接, 而自动化微机设备及各智能装置为变电站最容易被雷击损坏的设备之一。在该信号线两端加装计算机网络数据信号保护器, 且计算机网络数据线避雷器应满足各类接口设备传输速率的要求, 接口应与保护设备兼容。

第３６卷增刊Ｉ　气象研究与应用　２０１５年６月　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＭＥ！　！　曼曼　旦垒　垒　垒卫　Ｖｏ１．３６　Ｓ１　Ｊｕｎ．２０１５　

文章编号：１６７３—８４１１（２０１５）Ｓ１－０１９８－０２　

变电站二次设备防雷接地技术探讨　

林鲁彬，冼懿端，蓝艳华，谢安平，杜丽明　

（合浦县气象局，广西合浦）　

摘要：以雷电干扰侵入变电站二次系统及其对二次设备的影响为理论基础，分析变电站二次系统防雷接地的必要性　和基本实施方法。　关键词：变电站；二次设备；雷电干扰；等电位；屏蔽电缆；接地　

现代的变电站二次设备——如微机保护装置、　

无功电压综合调节装置等各种智能化设备都是由电　

子元器件构成的，对雷电波、电磁辐射、静电放电和　电力系统操作过电压等电磁干扰非常敏感。合理有　

效的接地措施是防止变电站二次设备发生雷击事故　的主要手段之一。本文从雷电侵入二次系统的途径　

出发，针对雷电流侵入后对各设备产生的影响进行　理论分析，详细的介绍了变电站二次设备的接地方　

式，提出对变电站二次设备防雷与接地综合保护措　

施。　

１　雷电干扰对二次设备的影响　

感应雷虽然没有直击雷产生的影响猛烈，但是　由文献可知．变电站二次系统发生的雷击事故绝大　

部分是由感应雷引起的。感应雷对二次设备的影响　

主要是指在雷云之间放电或雷云对地之间放电时，　

在附近的户外传输信号线路、埋地电缆线路、设备连　接线上产生电磁感应并侵入设备，使串联在线路之　间或线路末端的电子设备受到损坏。当雷云层与层　

之间以及雷云与大地之间放电时。在放电通道周围　产生的电磁感应、雷电电磁脉冲的辐射以及雷云电　

场的静电感应，使建筑物上的金属部件、管道、钢筋　和由室外进入室内的电源线、信号传输线、天线馈线　

等感应出雷电高电压，并通过这些线路以及进入室　内的管道、电缆等引入室内造成电子设备损坏。感应　

雷的频谱很宽．从能量积累大多分布来看，大多集中　在低频段。如ｌＯ／７００￣ｓ冲击波，总能量９５％以上分　

2016年9月变电站二次系统的接地技术与改进方法

连红刚

国网黑龙江省电力有限公司鹤岗供电公司

摘要：为实现变电站二次系统的稳定运行，加强对变电站二次

系统接地技术的研究，进而制定改进措施，以促进接地技术的完善

建设。针对变电站二次系统的接地技术，应结合施工环境和变电

站运行特点进行综合分析，进而针对接地技术的缺点进行完善建

设，以确保接地技术的稳定运行，以实现变电站二次系统的稳定运

行。本文对变电站二次系统的接地技术和改进方法进行探讨，以

实现变电站二次系统的接地技术合理运用，进而推动变电站二次

系统的发展。

关键词：变电站；二次系统；接地技术；改进方法

为实现电力事业的稳定发展和满足家庭、工业用电需求，应加

强对变电站二次系统的研究，进而合理分析变电站二次系统接地

技术和改进方法，确保变电站二次系统接地技术的稳定运行，有利

于合理处理变电站二次系统运行过程中输电线路电流量过大的现

象，同时有利于促进电力事业的发展。

一、变电站二次系统的接地技术

为确保变电系统的稳定运行和二次设备的正常工作，应加强

对变电站二次系统接地技术的研究，针对相关问题，制定完善措

施，以确保变电站二次系统接地技术的稳定运行。其中变电站二

次系统接地技术的主要表现形式，包括浮地接地技术、多点接地技

术和单点接地技术[1]。

（一）浮地接地技术

浮地接地技术，也称作悬浮式接地技术，主要是指利用变电站

二次系统进行输电建设过程中，由于输电线路存在线路直接不同，

因此采用输电线路直接铺设的方式，以实现输电线路中电线的空

间差距，进而推动接地线技术的运用。通过空间和接地线路的共

同运行，有效解决变电站二次系统运行中输电线路电流量过大的

问题。但是随着浮地接地技术的运用，也产生许多影响因素，其中

造成浮地接地技术应用受限，主要指输电线路过大的空间位置，容

易造成输电线路电荷累积和电流量过大的现象，严重情况下会造

成静电击穿输电线路，进而引发严重的输电线路事故，给电力事业

带来重大经济损失和维修困难。