刍议高低压成套装置的接地技术

2012-09-06 00:54徐欢
城市建设理论研究 2012年22期
关键词:接地保护技术措施

徐欢

内容摘要:本文结合高低压成套装置的应用状况,对接地保护技术进行分析与探讨,以减少发生各种安全事故,确保电网安全、稳定运行,具有重要的现实意义。

关键词:高低压成套装置; 接地保护; 技术; 措施

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:

以电工学角度为出发点,可以将整个地球当做一个标准化的零电位,而设备接地也就是接零电位。在设备高低压成套柜体中,设备的相关部分在检修或其他作业过程中不得带有电荷,否则电荷积累过多会产生高电位面,进而对设备运行产生危害,甚至威胁人身安全。因此这种情况下,需要将电荷排泄到大地中,以确保设备处于零电位,发挥接地作用。

1、 接地设备与技术概述

根据作业的作用以及场合来看,可以将接地划分为不同类型,在高低压开关柜柜体、箱变、其他设备等常用接地作用中,主要确定为以下几大类型:

1.1 工作接地

在电气设备正常运行或者发生事故的情况下,为了更好地完成工作过程而采取接地方式,即工作接地。例如,在变压器或者发电机的中性点位置直接与消弧线圈进行接地作用;不同的工作接地形式发挥的作用有所不同,例如:消弧圈接地,可以迅速将线路中的单相弧光接地消除;变压器以及发电机中性点的直接接地作用,可以确保相线对地的电压持续不变等等。工作接地形式的应用,除了可确保接地安全性、可靠性,同时也对接地线的流通能力提出一定要求[1]。

1.2 保护接地

在安全保护接地过程中,主要包括以下几种情况:①为了避免电力设施、电子电气设备的绝缘发生损坏,对设备或者人身安全造成威胁,采取必要的保护接地方法;②为了减少生产过程中产生的静电,同时避免发生触电、爆炸等事故,采取必要的保护措施;③为了避免产生电磁感应,对设备的屏蔽罩、金属外壳、屏蔽线外皮等实行屏蔽接地处理。

1.3 过电压保护接地

为了避免在发生雷电时产生过电压,可能对设备正常运行、人身安全等造成影响,因此需要设置过电压保护接地设备,包括避雷器、避雷针等应用。

1.4 防静电接地

主要为了消除静电,避免对设备或者人身安全产生危害。例如输送设备、液体或者气体过程中,都有可能产生静电。

1.5 屏蔽接地

为了避免高低压成套设备受到电磁的干扰,对正常工作产生影响,同时也会给其他运行设备造成威胁,因此采取电磁干扰屏蔽设备接地处理[2]。

2、电网接地技术

为了更好地保障电力系统中电压运行稳定性,合理控制过电压状态下的绝缘水平,进一步控制发生故障停电的时间,一般我国电网中性点中采用直接接地形式,利用阻抗实现绝缘或者接地作用。在利用中性点进行直接接地过程中,如果线路出现单相故障、两相故障或者三项故障等问题,同时发生跳闸反应,则不会产生不对称运行状况[3];由于考虑到架空线路的单相故障发生率偏高,因此跳闸时间可能较长,但是操作过电压可能。

在我国110kv及以上的电网中,都是利用中性点进行直接接地;如果电网采取非中性点直接接地的方法,那么即使发生单相线路故障,也可以持续运行达2h,因此发生故障后不会引起长时间停电;在单相故障状态下运行,实际上就是在线电压运行方式,此时如果操作过于频繁,产生的过电压就比较高。例如,中性点经消弧线圈接地作用,如果出现单相弧光接地短路问题,更利于快速熄弧。

以我国3kv-66kv的电网运行来看,以中性点非直接接地方式为主,但是目前在一些用户企业或者大城市的中压电网中,已经尝试中性点经小电阻接地方式的实践,由于电缆一般产生三相故障的情况较多,因此通过这种方法可以有效控制工频的绝缘水平[4]-[5]。

3、变电站与开关柜接地技术

有关变电站以及开闭所等工程要求来看,一般总接地体的电阻控制在5Ω之内,严格按照作业标准进行接地体、接地井等建设,否则可能由于产生跨步电压或者过高接触电压,对设备运行与人身安全造成威胁,不利于电网安全运行与防雷保护措施的落实。

在设备检修过程中,为了更好地保障人身安全,一般高低压成套装置中的主回路通过接地开关,经过接地汇流排完成接地过程。在成套装置中,为了更好地实现主回路中金属性元器件的功能,如隔板、盖板、门、外壳、骨架等部件,都应进行接地处理,以此确保接地回路、接地系统等完整性、安全性。例如,在高低压成套设备的柜门以及活动件中,应确保接地回路的顺利过渡,实现固定软连接[6];柜体部分则利用接地汇流铜排进行接地,但是移动部件则以接地插头和地面相连的方式,其余位置采取软导线中接地端子和骨架连通;而单独的金属构件则可以实现单独接地。

为了更好地确保变电站、高低压开关柜等运行可靠性,根据相关标准来看,在柜体中的任意一点直到最远点、汇总接地点之间,如果采用30A电流,则电压降低的数值不能低于3V。有关变电站、高低压开关柜中,接地导体一般使用铜导体,有关其短时通流能力,分析如下:如果额定短路的时间达到1s,那么电流密度应该控制在200A/mm²;如果时间达到3s,那么电流密度应该控制在125A/mm²,此时截面积至少达到30mm²以上;如果接地导体不是铜质,那么应与等效热以及机械运行要求相符[7]。还有GIS设备、箱变设备等,往往将接地开关接在外壳中,然后再与接地体相连,而外壳和箱体发挥汇流接地体作用,需要通过短时峰值耐受电流的考验。

对于进行接地回路的试验,在电网中性点进行接地的设备,接地导体、接地连接以及接地设备,需要受到主回路额定短时耐受电流、峰值耐受电流等影响;而电网中性点的非直接接地设备中,接地导体、接地连接以及接地设备等,则将受到主回路中大部分额定短时电流以及峰值耐受电流的影响。

4、总结与体会

(1)对于接地问题,除了涉及到电网设备以外,在日常生活用电、工业用电等诸多领域也发挥重要作用。尤其一些设备将会与人体靠近或者接触,其安全问题不容忽视;

(2)对于电网、变电箱以及高低压开关柜等设备的接地问题,在整个电网产业链中占据举足轻重的地位,只有确保其安全运行,才能更好地发挥电力作用,这些涉及到设备的接地性能,需要严格按照标准执行,不能留下任何安全隐患或者疏忽,否则将引发不可挽回的损失;

(3)以当前环境实际情况来看,由于受到温室效应的影响,雷电活动非常频繁,而由于雷击导致设备烧毁、人员伤亡的事故有增无减,这就给高低压开关柜的运行带来极大警惕作用,在设备生产与运行等若干环节中,除了配备必要的避雷器,更好地满足保护作用,也要设计接地泄流能力;

(4)在电网设备的接地运行中,应着重保护设备安全、稳定运行,电业运行人员严格按照规范开展工作;同时电力部门也要遵循以人为本原则,严格按照标准规范接地技术,强化设备接地,更好地保障人身安全。

参考文献:

[1]周勇.浅谈变电站接地网电阻偏高的原因及降低接地电阻的措施[J].广西电业,2009(10)

[2]陈忠仁,陈芳靖,桂存兵.一种新型自动消弧线圈及接地选线成套装置的开发与应用[J].低压电器,2008(23)

[3]孙秋芹,李庆民,陈全,等.特高压半波长输电线路浅供电弧低压模拟实验研究[J].高电压技术,2012(2)

[4]张圣建,石健,平绍勋,蒋平.配变低压中性点高电阻接地技术[J].高电压技术,2005(1)

[5]谈月萍.国内高低压成套设备的发展趋势分析[J].江苏电器,2008(2)

[6]高玲,曹春雷,马力.综述电子电气设备中的实用接地技术[J].电脑知识与技术,2010(15)

[7]杨斌.浅析变电运行中小电流接地系统的接地选线及判据[J].数字技术与应用,2010(11)

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