配电网中性点接地方式的探讨

景伟 胡可 严鸿鹏

摘 要：配电网中性点的接地方式与电网的安全性和可靠性密切相关。论文针对当前存在的集中配电网中性点接地方式进行了深入研究，对各个方式对应的特征及原理进行了详细对比，探寻更加合适的接地方式，以达到降低故障电流，降低过电压及减少通信干扰的目的。

关键词：配电网;中性点;接地方式

中图分类号：TM762  文献标识码：A

配电网中性点接地方式指的就是在配电网中，中性点和土地进行连接的方式。根据具体方式的不同，主要有以下两种不同方式，就是有效接地方式和非有效接地方式;有效接地方式又可以进一步划分为中性点经小电阻接地和直接接地两种方式;因单相接地的故障电流比较大，习惯上又称之为大电流接地方式。非有效接地方式也可以进一步被划分为消弧线圈接地，即小电流接地，和中性点不接地的方式。根据接地方式的不同，能够将配电网中性点进一步分为包含直接接地、中性点不接地、经消弧线圈接地、经电阻接地四种不同方式。在特定的配电网中，要从包含技术、安全、经济等在内的多个方面出发，来确定最佳的接地方式。

1 中性点不同接地方式的特点

1.1 中性点直接接地方式

若配电网中存在单相接地故障，并且接地方式是中性点接地时，当中性点以外还有另外的接地点时，就形成了短路回路，导致接地相故障电流较大，此时必须快速切断电源，可以防止供电设备的损坏，这种方式供电的可靠性较低，停电事故频发;在实际配电网的故障中，很大一部分故障都是单相接地所导致的，并且其中大部分是瞬时性故障，最终降低了供电可靠性，导致供电异常。但是这种接地方式出现单相接地故障时，会因为系统中性点的钳位作用使非故障相的对地电压不会有明显的上升（一般低于正常运行电压的140%），因而对系统绝缘是有利的。

1.2 电阻接地方式

在中性点和大地之间增加电阻的接地方式被称为电阻接地方式，通过电阻阻值的选择对故障电流的大小进行控制。根据接地故障电流大小，可划分为低电阻和高电阻接地。低电阻接地指的是当接地故障电流大于等于100A而小于1000A时;高电阻接地方式指的是当接地故障电流小于10A时。在配电系统采用小电阻接地方式的情况下，若出现单相接地情况，非故障相电压可能达到正常值的 3倍，由于高压及中压配电系统的绝缘水平设计时考虑了更高的雷电过电压，因此基本不会对配电系统中的设备造成很大的危害。当系统出现单相接地故障时，无论是否为永久性，都会作用于设备跳闸，这导致线路的跳闸非常频繁，对正常供电的负面影响很大，使得配电系统整体的可靠性大大降低。

1.3 经消弧线圈接地方式

在中性点和地之间将配置一个带气隙的可调电抗器就被称为经消弧线圈接地。在配电系统中出现单相接地情况下，因为接地导致的容性电流能够受到消弧线圈内部的感性电流的补偿作用，在出现接地故障的情况下，产生的接地电流变为数值相对较小的残余电流，残余电流产生的接地电弧是较容易熄灭的。由于消弧线圈的存在，当残流熄弧后，导致电压恢复的初速度降低，故障相电压的恢复时间增多，恢复电压的最大值受到了限制，避免了接地电弧的重燃，从而达到彻底熄弧的效果。其特点是当线路出现单相接地故障的情况下，配电网仍然能够根据既定规程，正常持续运行2小时而不会受到故障的影响。通过对运行过程的观察，结合专业的研究资料，接地电流只要小于10A时，电弧能够自行灭弧，因消弧线圈的感性电流可与接地点流过的容性电流相抵消，当调节的较好时，电弧能够自行灭弧。对于中压电网中电缆馈电回路不断增长的情况，导致接地故障的概率有增高的趋势，但是因为接地电流能够被补偿，所以单相接地故障不会导致相间故障的出现。综上所述，中性点经消弧线圈接地方式和中性点经小电阻接地方式相比，前者具有更好的可靠性。

1.4 中性点不接地方式

对于我国而言，大部分6—10kV及和一些35kV高压电网采用的是中性点不接地方式。由于中性点没有接电，对地分布电容就在较大程度上决定了故障点接地电流的大小。接地电流在常见的架空电网里，其大小一般不大于十安，而在电缆电网里，其大小可能是前者的几十倍。其主要特点是：当有单相接地故障发生时，相与相之间的电压相位和大小不变，三相电压的保持平衡，因此，系统在较短时间内能够保持运行。但是，为了保障故障不再扩大，防止出现更为严重的单相弧光接地以及相间短路问题，导致配电网崩溃，规定带故障点运行时间要小于2小时，这么长时间的带故障点运行给生产和调度造成的压力是巨大的。因为中性点绝缘，直接导致电网对地电容中存有較大电能，倘若出现弧光接地问题，对地电容包含超越其自身储存能力的能量，会进一步导致弧光接地过电压的出现，其数值高达相电压的几倍，威胁到了设备绝缘。此外由于配电网中电容元件和电感元件的存在，因为倒闸操作后故障，容易引发线性谐振或铁磁谐振，产生谐振过电压。

2 中性点不同接地方式的综合比较

3 结语

（1）在使用经消弧线圈接地方式的情况下，因为消弧线圈的电感电流的影响，产生的补偿电流对电容电流而言不稳定，主要包括三种补偿方式，即欠补偿、完全补偿以及过补偿，采用全补偿情况下，存在很大可能性会导致三相对地电容与电感之间出现串联谐振现象，因此完全补偿可行性不高，不过当前有研究通过在自动跟踪补偿系统中加装阻尼电阻，最终实现完全补偿。

（2）中性点不接地方式会导致接地过电压和断续电弧的产生可能性增大，在配电网出现单相接地故障的情况下，各相相位以及电压大小保持不变，三相系统保持平衡，因此在短时间内可以正常运行。

（3）中性点经小电阻接地的接地方式有利于降低电弧接地过电压，保证线路电压值正常稳定。因为和流过故障线路的电流相比，不接地方式下的电流更小，在较大程度上提高了零序过流保护的灵敏度，能够在故障出现的情况下，快速激发线路保护装置作出相应反应。

由上表可知，上述几种接地方式优缺点不同，在实际运行中应根据配电网具体的情况，选择最合适的接地方式。

参考文献：

[1]刘介才.供配电技术[M].北京：机械工业出版社，2002.

[2]刘渝根，王建南，米宏伟.10kV配电网中性点接地方式的优化研究[J].高电压技术，2015（10）.

[3]陈堂，赵祖康，等.配电系统及其自动化技术[M].北京：中国电力出版社，2002.

作者简介：景伟（1991— ），男，助理工程师，从事配网设备技术工艺工作，研究方向为配网设备智能化;胡可（1986— ），男，工程师，从事配网设备研发工作，研究方向为配电自动化;严鸿鹏（1996— ），女，助理工程师，从事配电自动化产品设计开发工作，研究方向为配网产品通信技术。