小型泵站接地防护设计

小型泵站接地防护设计

王帅寇柏莹

陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安71001

摘要：泵站内接地系统主要包含工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地系统等，本文从工作接地、保护接地两个方面来论述用泵站接地网的设置，以达到防电击的目的。防雷接地、防静电等接地系统与本文论述的接地网共用一个接地网，其设置原理与方法不在本文中予以讨论。

关键词：小型灌排泵站、接地、防电击

一、前言

小型灌排泵站是是水利设施的重要组成部分，对保证城镇用水、粮食安全、社会稳定起到了关键性作用。我国的小型泵站根据容量分为小（1）型和小（2）型。小（1）型泵站总装机容量范围为100~1000kW，在单机容量超过200kW时，电机大多采用10kV高压电机，泵站为高压泵站；在单机容量不大于200kW时，泵站大多采用低压压泵站。小（2）型泵站总装机容量不大于100kW，多为低压泵站。高压泵站内主要电气设备有35kV配电设备（若有）、10kV/6kV配电设备、1kV配电设备。低压泵站主要电气设备有10kV配电设备、1kV配电设备。

从目前调查情况来看，不少小型泵站运维人员为专业水平较低，因此小型灌排泵站用电安全应予以足够的重视，泵站接地设计则泵站的重要环节，用以保证设备在发生漏电或外绝缘损坏外壳带故障电压时，运维人员在触碰到漏电设备能够迅速安全脱离事故。

二、接地设计

泵站配电装置根据电气设备的安装方式可分为以下两种：一是将35kV、10kV配电装置和变压器与泵站厂房等用电设备分开布置；二是将35kV、10kV配电装置和变压器安装于建筑内部配电房中。不同的布置方式应采用不同的接地方式，应根据各自特点采取不同的措施。

1、工作接地设计

根据我国电力系统规划，中压配电网以35kV、10kV为主，小型灌排泵站电源根据各自实际情况引自附近变电站或就近“T”接配电公网，泵站的供配电系统主要包含35kV、10kV高压供电系统和0.4kV低压配电系统。泵站的供电电源一般采用35kV、10kV架空线路，高压电力电缆用量较少。经初步估算，泵站内35kV、10kV系统发生不对称接地故障时，故障点的接地电流为对地容性电流较小。因此泵站内35kV、10kV高压系统一般采用不接地系统，0.4kV低压配电系统采用中性点直接接地系统。根据《交流电气装置的接地设计规范》GB/T50065-2011规定工作于不接地、向1kV及以下电气设备供电的高压配电装置，其保护接地的接地电阻不大于4Ω，并应符合。[1]

式中：-----因季节变化的最大接地电阻（Ω）；

-----计算用的单相接地故障电流（A）；

泵站35kV、10kV高压系统计算用的单相接地故障电流计算值一般不大于10A，则泵站设置的接地网的接地电阻不大于5A，均能满足上述规范要求。由于35kV、10kV侧发生不对称接地故障时入地电流较小，电气危险性不大，因此两个高低压接地系统可共用同一接地网，该接地网既为35kV、10kV配电系统的工作接地，又为1kV低压用电设备外漏导电部分在发生漏电时保护接地。

2、保护接地设计

0.4kV低压系统的接地形式可分为TN系统、TT系统、IT系统三种。泵站应根据不同的布置方式来设置各自的接地系统。

（1）泵站采用TN系统，在发生绝缘损坏等漏电故障时，故障电流通过PE线返回电源，由于PE线阻值较小，其故障电流幅值较大，断路器会快速跳闸或熔断器会快速熔断切断电源。故障电流越大，断路器和熔断器切断电源速度越快，防止人受到电击的效果越好。TN系统可分为TN-C系统、TN-C-S系统、TN-S系统。

a.由于TN-C系统存在这断零等一些不安全因素，该系统已很少再被适用，因此泵站0.4kV低压系统的接地形式不推荐采用TN-C系统。

②TT系统N线在电源箱进线处不能采用重复接地措施，若N线在电源箱进线处重复接地，则系统会差生杂散电流，该杂散电流会会通过大地回到电源侧，使电源侧的漏电保护装置RCD动作跳闸。

③在电源箱进线处采用总等电位联结措施，等效图如图5所示，虚线为等电位连接。由于建筑物采用了等电位联结措施，人体所承受的电位差仅为短路电流在地线上产生的电位差，即Ω，人的接触电位差为。与不采用任何措施相比较，。

综上，在电源箱进线处采用总等电位联结措施后，在发生接地故障时，人接触的电位差最小。因此当采用TT给泵站内低压设备供电时，对建筑物采用等电位联结措施是非常必要的。

b.若泵站采用方式二布置时，泵站内部有大量的输水管道和钢筋，使其很难做到系统接地与保护接地单独设置，因此泵站在该布置方式下无法采用TT接地系统。

（3）IT系统要求电源端不做系统接地，即变压器0.4kV侧中性点不接地，系统一般不引出中性线，因此配电系统不能给照明系统、控制系统提供电源，该系统适用于不间断供电要求很高的且电源为380V的负荷场所，一般泵站不采用该IT系统供电。

3、接地网设计

根据上述分析，泵站电气设备不管采用何种布置方式、低压接地系统何种接地系统，泵站建筑物内部采用等电位联结措施对降低接触电位差是很显著的。一般人站立的地方距离等电位联结金属部分小于10米时，则认为满足等电位的要求，因此需在泵站建筑物内设置不大于20m×20m的接地网，并与建筑物内钢筋多点电气连接以实现泵站厂房的等电位联结。

当泵站低压接地采用TN接地系统时，保护电气和回路在发生接地故障时应满足。因此对于TN系统，泵站接地网的接地电阻大小对防电击没有直接关系，接地网电阻值只需满足系统工作接地的要求。

当泵站低压接地采用TT接地系统时，该馈线回路均装设漏电保护装置RCD来实现低压用电设备的防电击通，保护电气和回路在发生接地故障时应满足。漏电保护装置RCD的额定值额定值为30mA~1000mA不等，因此泵站建筑物接地电阻应根据选取的漏电保护装置RCD满足不同的电阻值，该电阻值取值范围为50Ω~1666Ω。