基于电力系统二次设备接地技术分析钟颖1钟瑛2

基于电力系统二次设备接地技术分析钟颖1钟瑛2

钟颖1钟瑛2

（1国网河南省电力公司漯河供电公司河南漯河462000）

（2漯河汇力实业（集团）有限公司河南漯河462000）

摘要：科技水平的高速发展，让电力行业也日益迅速发展，而电力系统中的二次设备也随之快速发展，而此时设备的相关抗干扰也就要逐渐提高，同时对电力系统的二次设备相关接地技术的研究，也被越来越多的人所重视。

关键词：电力系统；二次设备；接地技术

一、电力系统二次设备的接地网技术要求

1.1接地网中电压线的技术要求

大型的变电站或电厂，由于站内的变压器的中性点采用直接接地，在单相短路的接地时，因站内的接地电阻处于非零状态，经过接地点短路的电流，将会于此电阻产生电压。远离接地点电压能够当成是零电位，自零电位至接地点的接地网将自底向高存在着不均匀电位。实际变电站接地技术应用中，站内采用单相短路的接地，接地网的电压差必然存在，严重时将会损坏绝缘，且形成比较大的电流，对电力的正常传送产生干扰，甚至将会烧毁端子箱或电缆。

1.2接地网技术指标的相关要求

依据《交流电气装置的接地》的电力标准，对中性点的直接接地的系统接地电阻要求，R≤2000/I，R≤0.5Ω，当I>4000A时，对于高土壤的电阻率地区的接地电阻，能够放宽至5Ω。但是，需要验算跨步和接触电势，施工后需要进行测量，并绘制电位的分布曲等措施。对大型接地网要求，除了需要尽量的降低接地电阻以外，需要重视采取必要均压措施，使得保护范围内电位呈平衡分布。

二、电力系统二次设备接地方式

电力系统的二次设备接地的目的，除系统的工作要求外，多数属于保护接地，为了保护设备和人身安全；更重要的目的是为屏蔽外界干扰。在二次系统的接地中，除存在设备本身的专门要求、地电信号的抗干扰等特殊的因素外，提倡采取联合接地方案。

2.1二次设备中信号与保护系统的接地

二次设备中，保护和信号系统工作环境的干扰非常严重，干扰具有幅度大、频率高的特点，部分的干扰时间短。最有效的降低干扰的措施，就是保护和信号系统的接地。接地的方式：包括单点、多点和悬浮接地。

2.1.1单点式接地

单点式接地系统，指将一点接地，将单点与其它的设备连接到接地系统中。理论上的单点式接地，需要将设备的各接地系统的同一点发出的接地导线，延至整个设备电路回流的通道上。通常这种单点式接地需要大量导线，不经济，因此，常采用似单点式的接地系统，即公共母线式单点接地。公共母线式单点接地系统中，将接地母线与系统中独立电子设备相连接，各电子设备中，将各分系统与接地母线的同一点连接。单点接地优点，利于传导耦合干扰的控制，可以对信号系统中的干扰电流和电压进行避免。因此，单点系统降低了接地系统中低频噪音的电流影响。这种单点接地系统是现阶段控制和保护设备常用接地方式。

2.1.2多点式接地

1MHz的低频工作时，常用的是单点式接地，当工作处于高频系统时，指频率比10MHz高或是系统的信号地线比波长长1/20时，会因地线增加而生成阻抗和信号间的耦合，因此，为了降低地线的阻抗，需要进行就近的接地，就是多点式接地系统。采用多点式接地系统，为了降低接地的电租，需要注意选用粗且短的导线连接。

2.1.3悬浮式接地

一个电力系统的保护系统中，悬浮式的信号接地，与其它的导电系统处于隔离状态，信号的回流通道，也是与其它的设备相互隔离，因此，其它的接地系统和机柜噪音电流，将不会产生信号电路的耦合。

悬浮式接地的有效作用依靠于临近导体与悬浮系统隔离的程度，但是，现实中隔离很难达到，做到隔离后的设备保持也很难。设备与大地不直接相连，易造成静电的积累，当电荷积累到一定对地电压之后，大地和设备间将会产生强大的放电电流的静电击穿现象。因此，为了静电积累的消除，需要于大地和设备间连接电阻值大的泄放式电阻。大多的保护装置的外部电源，都是大地接地方式，悬浮式的接地极易将信号系统的电压升至危险电压，尤其，遭遇雷电时，容易产生飞弧或击穿，因此，一般情况下不采用悬浮式接地。

2.2二次设备的二次电缆的屏蔽层接地

目前，测控和电力系统使用的信号和控制电缆，采用的都是屏蔽电缆，目的是为了具有较好抗干扰的性能，这对于设备的正常使用非常重要。屏蔽线包括高频设备同轴电缆，取绞屏蔽线，低频设备多芯、两芯及单芯屏蔽线等。依据具体的信号和环境不同，接地方式不同。高频信号常选取两端接地，低频的屏蔽通常选取单点式接地。合理的接地方式，直接对屏蔽的效果产生影响。

2.3二次设备的二次回路接地

二次设备中的二次回路的接地，主要指互感器的回路接地，分为电流和电压的互感器。互感器主要作用是为了方便测量，将高电压变低电压或大电流变小电流，并将一次高压的电路与二次回路隔开，保证人身、仪器、二次回路的安全。通常情况下，互感器的外壳和二次回路都需要接地，符合单点接地。

三、电力系统二次设备的接地种类和应用

3.1逻辑接地

电子设备的内部存在电位，部分设备地电位虚空，没有外部电气联系，大多国外二次设备的地电位具有专门接地的连接位置，需要将屏内的接地排与接地的连接位置相连，大部分电位与设备外壳相连，因此，需要把屏内的接地排与设备外壳相连接。

3.2交流接地

具备交流电源相关输入的二次机柜，需要进行工作接零。供电的电缆中需要含有中性线芯。二次机柜金属的外壳和中性线芯不需要连接。当三相五线制的交流电源进行二次机柜的供电时，供电的电缆中需要含有保护接地的线芯和中性线芯。接地线芯需要同二次机柜金属外壳连接，电源接地线不可以接在屏内接地排，而需要与工作接地相连。

3.3保护接地

安全接地指电磁感应的避免，对设备屏蔽线外皮、屏蔽罩、金属外壳进行的屏蔽接地，为消除过程中静电积累，防止电力系统中一次电力设施的绝缘损坏，从而进行的保护接地设置。另外，保护接地的应用最广泛，将设备的外壳接地，当设备的外壳带电后，电源保护电器会自动切断电源，对设备和操作人员安全进行保护。需要用专用的接地线与屏内小接地的铜排相连，屏柜内的小接地的铜排与二次的接地网同时相连。

3.4计算机接地

计算机系统中的信号地、屏蔽地、逻辑地，都需要用绝缘电缆或铜绞线与总接地的铜排相连，符合一点接地的要求。变电站电力设备二次接地网的一点和计算机相连，不需要进行独立计算机的接地系统设置。控制电源的馈线，不应该使地电位的差串入电力系统的二次回路，不应该构成闭环的运行。

3.5模拟量的回路接地

模拟量的回路接地，为了保障设备和人身安全，需要进行设备的电流和电压互感器回路接地。为了避免回路测量的误差，对模拟量的回路接地采用一点接地。电压式互感器的二次绕组接地，每组的开口三角的二次绕组需要将一根多芯的电缆引到控制室。电联系电压式互感器的二次侧接地，仅需要控制室经过小母线与一点接地相连，电压式互感器的二次绕组在采用B相的接地时，需要二次绕组的中性点经过氧化锌阀片或放电间隙接地。电压式互感器进行全站的一点接地，电压式互感器的接地线不应该串接自动开关或熔断器。

结语

综上所述，电力系统二次设备的接地技术的应用，能够有效的保证电力系统设备和人身的安全，还能够有效的提高二次设备抗干扰的能力。科学合理的进行二设备的接地设计，对电力系统科学、高效且安全的运行具有重要意义。

参考文献

[1]古珑.一次设备接地不良反击二次实例分析及对策[J].电气开关.2011(01)

[2]赵鑫.电力系统变电二次设备的防雷措施[J].科技与企业.2012(22)

作者简介

钟颖（1975.01.19），男，学历：郑州电力高等专科学校（大专），单位：国网河南省电力公司漯河供电公司，研究方向：电力系统继电保护

钟瑛（1978.11.06），男，学历：河南财经学院会计学（本科），单位：漯河汇力实业（集团）有限公司，研究方向：电力系统规划设计