变电站二次系统接地方法与控制
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１影 响地 电位 升 的 因素 变 电站二次系统多使用低电压精密器件 ， 地电位升与二次系统 的安全 紧密 相关 。 变 电 站 以站 内接 地 网产 生 等 电位 区域来 减 少 站 内 地 电压 升 高 的影 响 ，变 电站 接地 网将 所 有 金属 部 件 连 接在 一 起 ， 形 成 一个 等 电位 区域 。 系 统 正常 工作 时 ， 地 网电流 很小 ， 地 电压 差接 近 于零 ， 系统故障时 ， 伴随着很大的电流流经大地土壤时 ， 流过地网的 电流将在地网接地电阻上产生压降， 即地 电位升高。当二次电缆单 端接地时 ， 如果不考虑短路时二次 电缆芯线上的感应 电位 ， 短时故 障或雷击时 ， 二次电缆承受 的电位差即为地 电位升。该电位差施加 在二次 电缆的绝缘上 ， 因此地 电位升直接决定于二次 电缆的交流绝 缘耐压及二次设备的交流绝缘耐压值。 控 制 电缆 正 常 工 作 时 ， 芯 线 上 是 低 压控 制 信 号 ， 绝 缘 外 皮 或 金 属铠装接地 ， 系 统 发 生 故 障后 ， 控 制 电 缆 承受 非 对 称 地 网 电 阻产 生 的地电位升高 ， 因此 ， 控制 电缆 的工频耐压特性是影响提高允许地 网电位升高值 的主要因素 。限制允许地电位升高 ， 考虑控制电缆 固 体绝缘和爬 电距 离 ， 研究二次设备放 电间隙 ， 是确保二次设备不被
关键词： 变 电站 ； 二 次 系统 ； 接地 ； 方 法与 控制 ’
ห้องสมุดไป่ตู้引言
地 电位升高是变电站设计与运行管理中必须面对 、 重视和设法 控制的问题。 电力故障或雷击会使得地 电位升高造成设备损坏甚至 人身伤害。 影响地 电位升高的原因有电力故障 、 电气接地方式 、 土壤 电阻等 。我 国 Ｄ Ｌ ／ Ｔ ６ ２ １ — １ ９ ９ ７ （ 交流电气装置 的接地》 关 于变 电站 电 气 设 备 保 护 接 地 规程 的规 定 ： “ 有 效 接 地 和低 电 阻接 地 系统 中发 电 厂 、变 电所 的接 地装 置 的接 地 电 阻 Ｒ一 般 情 况 下 应 满 足 Ｒ≤２ ０ ０ ０ ／ Ｉ 。 ” 当 接地 装 置 的接 地 电 阻不 符 合 Ｒ≤２ ０ ０ ０ ／ １ 时， 可 通 过技 术 经济 的 比较增大接地电阻 ， 但接地电阻的值不得大于 ５ Ｑ。 但通信系统的接 地一般要求接地 电阻小 于 １ ， 一般应将接地 电阻降低到小于 １ 。 文章 主 要讨 论 接 地方 式 对 电力 二 次 系统 地 电位 升 的影 响 。
电 力 科 技
２ ０ １ ５ 年 第３ ６ 期ｌ 科技创新与应用
变 电站 二次系统接地 方法与控制
杨 漪 俊 赵 志新
（ 国网 浙 江省 电 力公 司杭 州供 电公 司 ， 浙江 杭 州 ３ １ ０ ０ ０ ９ ）
摘 要： 变 电站 接地 系统 设 计 中的 电 气安 全技 术 就 是 通 过 设 计确 保 设 备 安 全 （ 主要 是 二 次 设 备及 二 次 电缆 等 的要 求 ） 和 人 身安 全。 设 备安 全 主要 是 将 地 电位 升 限制 在 合理 的 水 平 ， 不会 出现 因为 过 高 的地 电位 升 引起 二 次设 备 及二 次电 缆 的反 击破 坏 。 而人 身 安 全则 要依 靠均衡 地表 电位 和 降低 地 电位 升 ， 以确 保 人体 承 受 的接 触 电压 和跨 步 电压在 人 体 允许 的 安全 限值 内。确 保 人 身安 全 还 可 以通 过提 高人 体 允许 的接 触 电压 和跨 步 电压 的 安 全 限值 来 实现 ， 即 在地 表 敷设 高 电阻率 的 材料 。
接地 网电阻值 、 导体尺寸 、 土壤电阻 、 电缆长度 、 电流注入点与电缆 接地点相对位置 以及故障电流有关 。且地网规模较大， 导体间距较 密， 土 壤 电阻 率较 小 ， 电缆 长 度较 大 ， 电流 注 入点 距 电 缆接 地 点 较 近
（ 但 不 是 紧紧 相邻 ） ， 故 障 电流较 大 时 ， 电缆 上感 应 的芯皮 电位最 高 。 对于土壤 电阻率为 ５ ０ ｍ左右 ， 边长 １ ０ ０ ｍ的地网 ， 即使在二次 电缆 屏 蔽 层 接 地 点 附 近发 生 短 路 事 故 时 ， 通 过 大量 的计 算 表 明 ， 双 端 接 地 电 缆上 感应 的芯 皮 电位 通 常不 到 地 网 电位 升 的 ２ ０ ％， 芯皮 两 端 电 位 小 于地 网电位 升 的 ４ ０ ％。 这 时假 设 二次 电缆及 二次 设 备 的绝 缘 耐 压只有 ２ ｋ Ｖ，采用二次 电缆双端接地 ，可以将地电位 升高放 宽到 ２ ０ ０ ０ ／ （ ４ ０ ％） ＝ ５ ０ ０ ０ Ｖ 。采用二次电缆双端接地的方式 ， 即使故障时地 电位升达 到 ５ ｋ Ｖ， 但作用在二次电缆芯皮之 间和二次设备上的电位 差只有 ２ ０ ０ ０ Ｖ， 仍然满足了接地规程的要求 。考 虑到二次 电缆双端 接地带来的部分故障电流流过二次 电缆的屏蔽层 ， 如果故障电流较 大， 可 能 烧毁 电缆屏 蔽 层 问题 。 电力 系统 反 事故 措 施 要求 在 电缆 沟 中与 二 次 电缆 平行 布置 一 条 铜 接 地带 ， 铜 接地 带 连 接 接 地 网 ， 二 次 电缆 与铜 接 地带 两 端 可靠 连 接 。在 电力 系统 故 障 时 ， 由于铜 接 地 带 的阻抗 比二次电缆屏蔽层 的阻抗小得多 ， 故障电流主要从铜接地带 中流 过 ， 大大 减少 了故 障 电流 烧毁 二 次 电缆 屏蔽 层 的可 能 。 ２ ． ３变 电所二 次 系 统允 许 的地 电 位升 及 控制 措施 根据长期实践 ， 综合各方面的因素 ， 变 电所 的地 电位升取 ５ ｋ Ｖ 是 可行 的 。 对 于变 电站 内的 设 备 和 电缆 ，当变 电站 的地 电 位升 增 加 时 ， 这
关键词： 变 电站 ； 二 次 系统 ； 接地 ； 方 法与 控制 ’
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地 电位升高是变电站设计与运行管理中必须面对 、 重视和设法 控制的问题。 电力故障或雷击会使得地 电位升高造成设备损坏甚至 人身伤害。 影响地 电位升高的原因有电力故障 、 电气接地方式 、 土壤 电阻等 。我 国 Ｄ Ｌ ／ Ｔ ６ ２ １ — １ ９ ９ ７ （ 交流电气装置 的接地》 关 于变 电站 电 气 设 备 保 护 接 地 规程 的规 定 ： “ 有 效 接 地 和低 电 阻接 地 系统 中发 电 厂 、变 电所 的接 地装 置 的接 地 电 阻 Ｒ一 般 情 况 下 应 满 足 Ｒ≤２ ０ ０ ０ ／ Ｉ 。 ” 当 接地 装 置 的接 地 电 阻不 符 合 Ｒ≤２ ０ ０ ０ ／ １ 时， 可 通 过技 术 经济 的 比较增大接地电阻 ， 但接地电阻的值不得大于 ５ Ｑ。 但通信系统的接 地一般要求接地 电阻小 于 １ ， 一般应将接地 电阻降低到小于 １ 。 文章 主 要讨 论 接 地方 式 对 电力 二 次 系统 地 电位 升 的影 响 。
电 力 科 技
２ ０ １ ５ 年 第３ ６ 期ｌ 科技创新与应用
变 电站 二次系统接地 方法与控制
杨 漪 俊 赵 志新
（ 国网 浙 江省 电 力公 司杭 州供 电公 司 ， 浙江 杭 州 ３ １ ０ ０ ０ ９ ）
摘 要： 变 电站 接地 系统 设 计 中的 电 气安 全技 术 就 是 通 过 设 计确 保 设 备 安 全 （ 主要 是 二 次 设 备及 二 次 电缆 等 的要 求 ） 和 人 身安 全。 设 备安 全 主要 是 将 地 电位 升 限制 在 合理 的 水 平 ， 不会 出现 因为 过 高 的地 电位 升 引起 二 次设 备 及二 次电 缆 的反 击破 坏 。 而人 身 安 全则 要依 靠均衡 地表 电位 和 降低 地 电位 升 ， 以确 保 人体 承 受 的接 触 电压 和跨 步 电压在 人 体 允许 的 安全 限值 内。确 保 人 身安 全 还 可 以通 过提 高人 体 允许 的接 触 电压 和跨 步 电压 的 安 全 限值 来 实现 ， 即 在地 表 敷设 高 电阻率 的 材料 。
接地 网电阻值 、 导体尺寸 、 土壤电阻 、 电缆长度 、 电流注入点与电缆 接地点相对位置 以及故障电流有关 。且地网规模较大， 导体间距较 密， 土 壤 电阻 率较 小 ， 电缆 长 度较 大 ， 电流 注 入点 距 电 缆接 地 点 较 近
（ 但 不 是 紧紧 相邻 ） ， 故 障 电流较 大 时 ， 电缆 上感 应 的芯皮 电位最 高 。 对于土壤 电阻率为 ５ ０ ｍ左右 ， 边长 １ ０ ０ ｍ的地网 ， 即使在二次 电缆 屏 蔽 层 接 地 点 附 近发 生 短 路 事 故 时 ， 通 过 大量 的计 算 表 明 ， 双 端 接 地 电 缆上 感应 的芯 皮 电位 通 常不 到 地 网 电位 升 的 ２ ０ ％， 芯皮 两 端 电 位 小 于地 网电位 升 的 ４ ０ ％。 这 时假 设 二次 电缆及 二次 设 备 的绝 缘 耐 压只有 ２ ｋ Ｖ，采用二次 电缆双端接地 ，可以将地电位 升高放 宽到 ２ ０ ０ ０ ／ （ ４ ０ ％） ＝ ５ ０ ０ ０ Ｖ 。采用二次电缆双端接地的方式 ， 即使故障时地 电位升达 到 ５ ｋ Ｖ， 但作用在二次电缆芯皮之 间和二次设备上的电位 差只有 ２ ０ ０ ０ Ｖ， 仍然满足了接地规程的要求 。考 虑到二次 电缆双端 接地带来的部分故障电流流过二次 电缆的屏蔽层 ， 如果故障电流较 大， 可 能 烧毁 电缆屏 蔽 层 问题 。 电力 系统 反 事故 措 施 要求 在 电缆 沟 中与 二 次 电缆 平行 布置 一 条 铜 接 地带 ， 铜 接地 带 连 接 接 地 网 ， 二 次 电缆 与铜 接 地带 两 端 可靠 连 接 。在 电力 系统 故 障 时 ， 由于铜 接 地 带 的阻抗 比二次电缆屏蔽层 的阻抗小得多 ， 故障电流主要从铜接地带 中流 过 ， 大大 减少 了故 障 电流 烧毁 二 次 电缆 屏蔽 层 的可 能 。 ２ ． ３变 电所二 次 系 统允 许 的地 电 位升 及 控制 措施 根据长期实践 ， 综合各方面的因素 ， 变 电所 的地 电位升取 ５ ｋ Ｖ 是 可行 的 。 对 于变 电站 内的 设 备 和 电缆 ，当变 电站 的地 电 位升 增 加 时 ， 这
