浅谈升压站电气设备接地技术要点

浅谈升压站电气设备接地技术要点

潘良伟

身份证：210283198803135513

摘要：升压站电气系统的构成复杂，其中配备有各种电气设备及设施，通过不同电气设备设施的高度配合，可保障升压站电气系统的可靠运转。目前在我国各行各业稳步发展的过程中，升压站在火电厂、风电场、光伏电站等项目中都相对常见，承担着电力输送任务，对保障电力的稳定与安全有着至关重要的作用。但升压站电气设备的接地处理十分重要，基于此，本文重点分析了升压站电气设备接地处理的相关要点，对实际工作具有指导和借鉴意义。

关键词：升压站；电气设备；接地处理

升压站电气设备如缺乏接地处理，在后续运行过程中将面临较大的安全风险，易造成重大电气事故。目前随着升压站的增多，相关人员必须在升压站电气设备安装环节做好接地工作，使出现接地故障时相关装置可分散电流两相进入土壤，保障安全性。部分升压站的电气设备设计及安装中，对接地处理的重视度不足，或者选择的接地技术不符合实际，这是造成电气事故的一大因素，也是升压站需关注的重点方面。相关人员在未来的电气设备安装中需创新技术形式，保障接地处理的规范性、有效性。

1.升压站电气设备接地技术的应用原则

电气设备接地为升压站工作的重点，但为保障接地处理的有效性，施工人员需严格遵循相应的原则：（1）考虑到升压站电气设备的种类多样，考虑设备用途、电压等，如无特殊要求需开展总体接地处理，并严格按照电位标准做好金属构件的连接；（2）严禁将人工接地体直接设置于升压站，需考虑目前行业内接地体的设计要求来采取更具针对性的方式；（3）严格执行安全性标准，保障机械设备、人体的安全，施工人员需根据国家关于接地保护的规定，分析升压站电气设备的配备情况，尽可能保障接地系统与保护系统的高度协调；（4）部分升压站有易燃易爆物，设置电气设备接地时需合理敷设跨接线，如线路过电流保护为熔断器，在设置各类模式时应合理控制动作安全系数[1]。

2.升压站电气设备接地处理要点

2.1直流设备接地措施

升压站中配备有直流设备，这类型设备因为为直流电流，出现金属腐蚀的几率较高，如金属腐蚀相对严重，接触电阻将明显增大，不利于维持设备的可靠运转。因此，升压站电气设备的接地处理中，重点需关注直流设备的接地处理，不得使用自然接地体，而应采用线路接地体，以增强接地处理效果。其次，如现场确实要建设人工接地体，必须将厚度保持在5mm以内，并安排专人定期检查接地体情况，及时处理问题。

2.2直击雷及侵入雷保护

升压站内的很多电气设备均需实施直接雷保护，如以海上升压站为例，顶部平台甲板、VAST天线、气象站、VHF天线、空调室外机、变压器户外散热器等。接地处理中，有关人员需根据设备配备、布置情况，并参考吊车上避雷针位置，布置1根针式接闪器，使其与吊车避雷针形成联合保护机制，为VAST天线、气象站、VHF天线、空调室外机等创造相对安全的运行环境[2]。顶部平台甲板与变压器户外散热器之间由针式接闪器、避雷针、保护围栏等实现保护。直接雷保护过程中相关人员需合理计算保护范围，如利用滚球法来保障计算结果的准确性。

2.3接地网布置方式

2.3.1接地装置设置总体原则

电气设备的接地施工中，也需保障接地网的合理布设，接地装置用4根基础大钢管桩构成自然接地体，而平台内的全部接地装置均应连接到此钢管桩上。整体钢结构平台应通过恰当的焊接工艺形成整体性结构，保障电气通路效果。海上升压站各层均应合理设置接地网，主接地网应沿房间墙壁明敷，而支线接地网需沿地面明敷，不同层之间经由结构钢立柱来保持电气方面的联系，至少要保障主网与2根不同立柱之间采取正确的连接方法[3]。对于升压站中的全部电气设备均应开展接地处理，而电气设备每个接地部分应有单独的接地线与接地干线可靠连接。

2.3.2接地材料

电气设备接地施工效果在很大程度上也与接地材料有关，为此，有关人员需选择恰当的接地材料。同样以海上升压站为例，主接地体选用50×4铜排，分支接地体选择25×4铜排。通过分析接入系统的有关数据，再加上短路电流的计算，220kV、35kV侧短路电流分别为15.44kA、16.1kA，考虑继电保护220kV、35kV后备保护时间，再经由热稳定计算等，得到220kV和35kV侧引下线铜排截面大小，以此来选用接地材料[4]。

2.4增加接地网的占地面积

无论何种情况下的电气接地处理都相对复杂，尤其是对升压站这种电气设备类型繁多的项目，接地设计中需考虑诸多方面。为提高电气设备接地水平，相关人员也需综合诸多因素来确定设备接地网的占地面积，在有条件的情况下适当增大接地网占地面积，以通过这一方式协调不同接地技术、系统之间的联系。首先，电气设备接地网运行阶段，有关人员需做好整体性的管理与监督工作，通过全过程、全方位管理来解决电气设备接地的各种问题。其次，严格参考接地网面积的管理标准，引入全新的管理形式与技术，发挥接地技术的优势。

2.5升压站接地装置的设计

接地装置为接地保护中不可或缺的部分，为发挥接地装置的作用，相关人员需根据升压站接地技术的有关标准，合理设计接地装置，如水平敷设接地体，但此环节的工作中需保障接地体长度在2.5m左右，直径为11mm，选用厚度超4mm的钢管材料，将其制作成扁钢，连接处理成闭合环形[5]。升压站墙体外侧，施工人员可将接地体埋于地下1m的位置，再通过全面、科学管理来保障工作接地、保护接地系统之间的联系。如要科学设置避雷针装置，有关人员需考虑实际情况来选择恰当类型的避雷针，并将其安装在指定位置。

2.6筛选最佳的接地方式

升压站电气设备的接地处理中一般包含多种方式，单一的方式很难取得最佳的接地效果，有关人员需综合升压站内电气设备的类型和布置情况，选择最佳的接地方式并进行合理组合。就目前的接地技术发展情况，主要有保护、屏蔽、防静电、工作类型和重复类型几种，有关人员需从经济性、技术性、安全性等对比角度，选择最佳的接地方式，制定最为可行的接地保护方案。首先，如为保护类接地系统，对预防电气设备绝缘损坏非常有效，借助金属外壳可将电压控制在正常标准，基本不会出现人员触电问题，形成的保护结构更为可靠。在利用保护接地形式时，有关人员需不断总结经验，建立现代化控制体系，协调不同部分的关系，并在升压站室内外的金属构架中布设保护接地装置，增强电气系统的稳定性。其次，屏蔽类接地能预防电气设备的电磁干扰，使电气设备保持最佳的运行状态，构成防电磁干扰的屏蔽系统，增强系统安全性。第三，防静电类接地可减小静电威胁，构成良好的接地体系。第四，防雷击类型的接地可预防雷电过电压造成的事故，形成针对电压的保护架构，主要以避雷针、避雷器装置为主。第五，工作类型的接地可预防电气设备工作中的问题。

结束语：

升压站电气设备接地施工的复杂性高、专业性强，目前很多升压站在电气设备接地方面存在设计、施工问题，为有效解决这一方面的问题，未来相关人员需着重考虑升压站电气设备配备、运行和使用的特殊性，创新接地技术，保障接地效果。

参考文献：

[1]郑树国.风力发电项目升压站电气设备的安装调试及管理[J].水利水电技术(中英文),2022,53(S02):3.

[2]王建楹,郝登运,武雪林,等.300 MW/220 kV海上升压站电气一次设计研究[J].舰船科学技术,2021,43(9):4.

[3]张小伟,朱建华,李冬冬.220kV升压站母线PT二次回路接地故障分析及处理措施[J].电工技术,2021,000(019):102-105.

[4]许文权.风电场升压站的一次设备质量控制分析[J].集成电路应用,2022,39(12):3.

[5]田金虎,刘渝根,赵俊光.GIS升压站雷电侵入波过电压计算及其影响因素分析[J].高压电器,2021,57(12):74-82.