电力系统中电气设备接地技术顾永剑

电力系统中电气设备接地技术顾永剑

顾永剑1李耀辉2杨青3

（上海航天电子技术研究所上海市201109）

摘要：在电力系统中，电气设备接地的主要目的是为了能够保证用电的安全。如果电气设备接地的形式不正确，就会造成电力系统的安全隐患。目前，就我国电力系统和电气设备的接地技术而言，还存在着很多问题，想要提高电力系统运行的安全性，就要从根本上将接地技术中出现的问题解决。因此，本文对电力系统中电气设备接地技术进行了分析。

关键词：电力系统；电气设备；接地技术

一、电力系统中电气接地技术的概念

1.1电力系统

电力系统是电力生产消费系统，由发电、变电、输电、配电、用电等几个环节组成。电力系统会将自然界中的其他能源由发电装置转化为电能，再经过变电输电配电等环节将电能转化为负荷点要用电力资源。电力系统中因为电源点与负荷点一般分布在不同的区位，这也就导致电能无法被大量储存，电力系统需要保持发电和用电的平衡。

1.2电气设备

电气设备主要是指电力系统中的：发电机、变压器、断路器等设备。电气设备的保护主要有两种方式：保护接零和保护接地，这两种保护方式的选择主要是要考虑以下三个方面：中性点是否接地、电气设备的电压等级、低压配电网的性质。在中性点不接地的低压配电网络中需要进行接地保护，再有就是高压电气设备一般也是需要进行接地保护。

1.3接地技术

接地就是指将电气设备与点位基准间建立起一种低电阻通路。电气设备接地有两种：一种是将大地作为零电位，将电气设备的金属外壳与大地相连，这样就能够起到对电气设备和人员安全的保护作用；还有一种是系统基准接地，可以起到增加系统稳定性、增加屏蔽保护性、加强系统电磁兼容性的作用。

电气设备的接地方式主要有以下几种：

1.3.1工作接地

工作接地是指为了保证电气设备运行的安全性和可靠性而使电气设备的某一点必须进行接地的接地方式，这种接地方式可以在正常情况下进行也可以在事故情况下进行。

1.3.2重复接地

重复接地是指将零线上的点再次和地进行金属连接。

1.3.3保护接地

保护接地是为了防止发生因为绝缘层被破坏而导致的触电事故，将电气设备的不带电部分的金属外壳等同接地体做一个连接方式。

1.3.4接零

接零是指将电气设备中与带电部分绝缘的金属外壳和中性点接地的零线相连接。

二、电力系统中性点各种接地工作制情况和比较

由于电力工业发展初期，电力系统一般采用中性点不接地工作制。随着电力工业逐渐发展，为了保证电力系统的正常运行，限制系统的对地电压在任何情况下都不超过规定的绝缘水平，才将电力系统中的中性点直接接地。但在直接接

地系统中，有时由于接地电流太大，严重地损坏电气设备及线路，甚至引起系统的不稳定及对电信线路的强烈干扰。

（1）电力系统中性点不接地。中性点不接地工作制中其系统的中性点与地绝缘。最大的优点是当发生单相接地时，还能正常运行。但在不接地工作制的系统中，接地继电保护很难准确动作，短路接地时间可能维持较长，电容电流在起弧情况下会产生很坏的波形，以致影响良好动行的另外两相。因此从对电信线路感应的观点来看，不接地的系统优点并不大。（2）电力系统中性点经电阻器接地。为了减少直接接地工作制中的单相短路电流，可以将系统中的中性点经电阻接地，采用了电阻接地以且，既可降低单相短路电流，相应地也减少电气设备在事故时所产生的热量及机械应力，又保证了设备的安全，并减少对人身电击的危险。（3）电力系统中性点经电抗器接地。电力系统中为了减少单相短路电流，除了采用中性点串接电阻以外，还可以采用串接电抗，如图1，采用电抗的优点是价格低廉、占地节省，又可以将发电机在事故时所产生的机械应力限制在要求范围之内。但采用电抗接地后，电压偏移增加，如电抗值过大，当系统发生事故产生高电压时，过渡电压可能很高，以致发生危险。（4）电力系统中性点经消弧线圈接地。前面讲的电力系统中性点不接地的三相系统，发生单相接地故障时，电流较大，如35kV系统大于10A，10kV系统大于30A时，却不能继续供电，因此出现了经消弧线圈接地的方式，如图2。在35kV三相系统中，广泛采用中性点经消弧线圈接地的方式。

三、电气设备接地在电力系统中的具体应用

3.1直流设备

直流电流在电力使用中有很广泛的作用，但是也存在一定的不足。在电力系统中，直流电流的使用在起到应用作用的同时，也会使金属构件出现腐蚀的问题，进而相应部位的电阻就会变大，相应的直流电流就会变小。因此，在具体应用的过程中，需要做到：第一，要合理的选择接地体以及接地线。要以人工接地体来实现接地，采用的方式为重复接地，不能够选用自然接地体并且相应的接地体等也不能够与其相连接；第二，人工接地体的厚度要大于五毫米，同时要针对直流电流对设备构建所造成的腐蚀问题进行定期检修，以及时将隐患消除，确保直流设备的正常运转。

3.2易燃易爆设备

在很多易燃易爆场所，做好其电气设备的接地工作非常重要。首先，要针对这一场所内的所有设备构建等进行跨接线的铺设，然后，明确安全系数。针对一千伏以下的中性点接地线路，当采用熔断器作为电流保护方式时，此时保护装置的安全系数须在4以内，而如果采用断路器来实现对电流的保护时，此时的安全系数要在2以内，在明确保护装置安全系数的过程中，需要强调的是必须实现对这一系数的严格控制；最后，在该易燃易爆场所的建筑物两端进行接地，同时接地点至少选择两处，在此基础上实现与接地体的连接。

3.3变配电所设备

将接地技术应用到变配电所设备上时，安装接地装置的过程中要处理好如下工作内容：第一，接地体的选择。常用到的接地体为钢管、圆钢或者是角钢，对于这三种接地体材料的选择需要满足相应的要求，其中如果选择使用钢管或者角钢，那么必须确保二者的厚度要在4毫米以上，如果选择使用圆钢，其直径要在12毫米以上，在选择好接地体的基础上实现与扁钢的相连接，以最终形成闭合环路。第二，要将这一接地体进行掩埋，掩埋地点通常是在变配电所墙外三米处，深度要在半米以上，进而能够防止自然因素对这一接地体产生不利影响。第三，针对总变压器的工作与保护接地要与人工接地网相连接，通过调整来确保整个电气设备的安全运行。

四、结论

综上所述，加强对电力系统中电气设备接地技术的研究：分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的电力系统应用过程中，应该加强对电气设备接地技术的重视程度，并注重其具体实施方法与措施的严谨性。

参考文献：

[1]黄嘉.电子电气设备系统接地问题的研究[J].信息与电脑（理论版），2011（9）：45.

[2]李传伟.电子电气设备接地探讨[J].中国化工装备.2015（12）：60-62.

[3]黄嘉.电子电气设备系统接地问题的研究[J].信息与电脑（理论版）.2015（02）：115-116.