电气装置接地
电器装置的保护接地、等电位联结、接地装置

水电工程Һ㊀电器装置的保护接地㊁等电位联结㊁接地装置梅㊀磊摘㊀要:电力系统㊁装置或设备应按规定接地ꎮ接地按功能可分为系统接地㊁保护接地㊁雷电保护接地和防静电接地ꎮ发电厂和变电站内ꎬ不同用途和不同额定电压的电气装置或设备ꎬ除另有规定外应使用一个总的接地网ꎮ关键词:保护接地ꎻ等电位联结ꎻ接地装置一㊁引言建筑物内通常有多种接地ꎬ如果用于不同目的的多个接地系统分开独立接地ꎬ不但受场地的限制难以实施ꎬ而且不同的地电位会带来安全隐患ꎬ不同系统接地导体间的耦合ꎬ也会引起相互干扰ꎮ二㊁接地作用(一)防止电击人体阻抗和所处环境的状况有极大的关系ꎬ环境越潮湿ꎬ人体的阻抗越低ꎬ也越容易遭受电击ꎮ接地是防止电击的一种有效的方法ꎬ电气设备金属外壳通过接地装置接地后ꎬ使电气设备的电位接近地电位ꎮ(二)保证电力系统的正常运行电力系统的工作接地ꎬ一般在变电所中性点进行接地ꎮ工作接地的目的是使电网的中性点与地之间的电位接近于零ꎮ三㊁保护接地范围故障保护措施采用自动切断电源时ꎬ外露可导电部分应接PE导体ꎮ外露可导电部分是 设备上能触及的可导电部分ꎬ它在正常情况下不带电ꎬ但在基本绝缘损坏时带电 ꎮ(一)下列部分可以不采用故障保护(间接接触防护)措施ꎬ即可不接地:1)附设在建筑物上ꎬ且位于伸臂范围之外的架空线绝缘子的金属支架ꎮ2)架空线钢筋混凝土电杆内触及不到的钢筋ꎮ(二)采用下列防护措施时ꎬ外露可导电部分不应接地:1)电气分隔ꎻ2)特低电压SELVꎻ3)非导电场所ꎻ4)不接地的局部等电位联结ꎮ四㊁等电位联结的作用和分类建筑物的低压电气装置应采用等电位联结以降低建筑物内电击电压和不同金属物体间的电位差ꎻ避免自建筑物外经电气线路和金属管道引入的故障电压的危害ꎻ减少保护电器动作不可靠带来的危险和有利于避免外界电磁场引起的干扰ꎬ改善装置的电磁兼容性ꎮ(一)总等电位联结在等电位联结中ꎬ将保护接地导体㊁总接地导体和总接地端子㊁建筑物内的金属管道和可利用的金属物金属结构等可导电部分联结在一起ꎬ称为总等电位联结ꎮ每个建筑物内的接地导体㊁总接地端子和下列可导电部分应实施保护等电位联结:进入建筑物的供应设施的金属管道ꎬ例如燃气管㊁水管等ꎻ在正常使用时可触及的装置外部可导电结构㊁集中供热和空调系统的金属部分ꎻ便于利用的钢筋混凝土结构中的钢筋ꎻ进线配电箱的PE母排ꎮ(二)辅助等电位联结辅助等电位联结则是设备范围内有可能出现危险电位差的可同时接触的电气设备之间或电气设备与外界可导电部分之间直接用导体作联结ꎮ(三)局部等电位联结局部等电位联结是在建筑物内的局部范围内按总等电位联结的要求再做一次等电位联结ꎮ下列情况需作局部等电位联结:配电箱或用电设备距总等电位联结端子较远ꎬ发生接地故障时ꎬPE导体此段上接触电压超过50Vꎻ由TN系统同一配电箱供电给固定式㊁手持式㊁移动式电气设备ꎬ而固定式设备保护电器切断电源时间不能满足手持式㊁移动式设备防电击要求时ꎻ为满足浴室㊁游泳池㊁医院手术室等场所对防电击的特殊要求时ꎻ为避免爆炸场所因电位差产生电火花时ꎻ为满足防雷和信息系统抗干扰要求时ꎻ(四)等电位联结线的安装金属管道上的阀门㊁仪表等装置需加跨接线连成电气通路ꎮ煤气管入户处应插入一绝缘段(如在法兰盘间插入绝缘板)并在此绝缘段两端跨接火花放电间隙ꎬ由煤气公司实施ꎮ导体间的连接可根据实际情况采用焊接或螺栓连接ꎬ要求做到连接可靠ꎮ等电位联结线与PE线及接地线一样ꎬ在其端部应有黄绿相间的色标ꎮ五㊁接地装置的种类:自然接地体㊁人工接地极(一)交流电气装置的接地宜利用直接埋入地中或水中的自然接地体ꎬ如建筑物的钢筋混凝土基础中的钢筋ꎬ金属管道㊁电缆金属外皮㊁深井金属管壁等ꎮ当自然接地极不满足接地电阻要求时ꎬ应补设人工接地极ꎮ(二)对变电站的接地装置出利用自然接地体外ꎬ还应敷设人工接地极ꎮ但对于3~20kV变配电站ꎬ当采用建筑物基础做接地体且接地电阻有满足规定值时ꎬ可不另设人工接地极ꎮ(三)人工接地极:接地装置的人工接地极包括水平敷设的接地极和垂直敷设的接地极ꎬ水平接地极可采用圆钢㊁扁钢ꎻ垂直接地极可采用角钢㊁圆钢或钢管ꎻ也可采用金属板状接地极ꎮ一般优先采用水平敷设的接地极ꎮ接地极埋入地下深度一般不小于0.7mꎮ腐蚀较重的地区人工接地极应采用铜或铜覆钢材料ꎮ接地装置的接地导体最小截面积不应小于6mm2(铜)或(钢)50mm2ꎮ举例说明企业66kV架空线接地自然接地电阻不满足规范要求ꎬ需增设人工接地装置:该架空线路全程架设避雷线ꎬ直线杆塔采用无拉线的钢筋混凝土电杆ꎬ根据测量该线路所在地区土壤电阻率为100Ωm该电杆的自然接地工频接地电阻为R=0.2ˑ100=20Ωꎬ不满足最小接地电阻值10Ω要求ꎮ因此采用增加水平接地装置的设计方案降低接地电阻ꎬ接地极采用直径为10mm的镀锌圆钢ꎬ水平接地装置埋深为1米ꎬ间距为6米ꎬ如图1所示ꎮ该人工接地装置工频接地电阻计算长度L=4ˑ1+6=10米ꎬ经计算其电阻为17.85Ωꎬ总接地电阻为自然和人工接地电阻并联ꎬ阻值为20//17.85=9.43Ω满足要求ꎮ图1 某接地装置图六㊁结束语接地系统应采用接地导体少㊁系统简单经济㊁便于维护㊁可靠性高且低阻抗的系统ꎮ在一定条件下ꎬ变电站的保护接地和低压系统接地可以共用接地装置ꎮ参考文献:[1]佚名.工业与民用供配电设计手册(第四版)上㊁下册[J].供用电ꎬ2018ꎬ35(6):2.作者简介:梅磊ꎬ凌源钢铁集团设计研究有限公司ꎮ502。
电气装置接地的规定

电气装置接地的规定1. 引言接地是电气系统中至关重要的一个方面。
它是为了确保人身安全和设备运行的稳定性而采取的一项必要措施。
本文将介绍电气装置接地的规定,以确保正确地应用和使用。
2. 电气装置接地的目的电气装置接地的主要目的是保护人身安全,防止电气设备或线路故障时产生电流冲击。
接地还可以提供电气设备的电路信号参考点,确保设备的正常运行。
在电气供电系统中,正确的接地可以降低电阻、抑制电磁干扰和传导电力的方式。
3. 接地标准和规定在不同国家和地区,存在着不同的接地标准和规定。
接地的方法和标准通常由当地的电力部门规定,以确保符合安全和技术要求。
以下是一些常见的接地标准和规定的概述。
3.1. 地线颜色标识在大多数国家和地区中,地线通常使用绿色和黄色的组合进行标识。
绿色和黄色的配色是国际上普遍认可的标准颜色,用于表示接地线。
3.2. 接地电阻要求接地系统的电阻值是决定接地质量的一个重要指标。
通常,接地电阻的要求是根据设备的类型和用途而定的。
大型工业设备和电力设备的接地电阻一般要求低于10欧姆,而住宅和商业建筑的接地电阻要求通常在100欧姆以下。
3.3. 接地系统的连接在电气系统中,接地系统的连接是至关重要的。
接地电极和接地导线之间的连接必须可靠,以确保接地系统的有效性。
为了防止连接松动或腐蚀,通常会采用焊接或螺栓连接。
此外,在连接过程中,还需要使用合适的接地接头和连接器。
3.4. 接地设施的维护为了保持接地系统的有效性,定期的维护和检查是必要的。
接地设施的维护包括清洁接地电极、检查接地电阻、确保接地导线连接可靠等。
维护过程中,使用合适的检测仪器进行测量和测试,以确保接地系统的正常运行。
4. 接地系统设计和安装注意事项在进行接地系统的设计和安装时,需要考虑以下几个关键因素:•设备类型和用途:不同的设备类型和用途可能对接地质量有不同的要求,因此在设计和安装接地系统时需要进行相应的评估和分析。
•土壤条件:土壤的电导率和湿度对接地系统的性能影响很大。
电气装置接地的一般规定

电气装置接地的一般规定一、引言电气装置接地是电力系统中非常重要的一环,它涉及到人身安全和电气设备的运行稳定性。
在电气工程中,接地是指将电气设备或电气系统中的导体与大地相连,形成一个良好的电流回路。
接地的主要目的是确保电气设备的安全,并且在发生故障时提供迅速有效的过电压保护。
二、电气设备接地的基本原理电气设备的接地基于以下几个原理:1. 人身安全保护:接地可以将不可避免地直接或间接接触到带电设备的人体上的电流迅速引向地面,防止电击事故的发生。
2. 过电压保护:当电气设备发生绝缘故障或雷击等情况时,接地能够迅速将过电压引入地面,保护设备免受损坏。
3. 稳定运行:电气设备的接地还可减少电气设备之间的电压差异,提高设备运行的稳定性。
三、电气设备接地的一般规定在实际工程应用中,电气设备接地的规定主要参考国家相关标准和规范。
以下是一些常见的电气设备接地规定:1. 设备接地形式:根据电气设备的特点和使用环境,接地可以分为以下几种形式:(1) 电气设备的金属外壳应采用可靠的接地方式,如通过接地线或接地引下线连接至接地系统。
(2) 高电压设备通常采用单点接地,而低电压设备通常采用多点接地。
2. 接地电阻要求:接地电阻是衡量接地效果的重要指标之一。
通常要求电气设备的接地电阻不超过一定的限值,以保证接地系统的可靠性。
国家标准规定的接地电阻限值为不超过4欧姆。
3. 接地导线的选择:接地导线的选择要根据电流负荷和接地电流计算结果来确定,以确保导线能够承受正常和故障工况下的电流。
4. 接地系统的布置:电气设备的接地应当遵循合理布置的原则,以确保接地系统的可靠性。
一般而言,接地系统应尽量缩短导线的长度,减少接地电阻。
四、电气设备接地的实践案例以下是一些电气设备接地的实践案例:1. 住宅接地系统:在住宅建筑中,电气设备的接地通常采用接地线连接到建筑物的地下金属部件(如水管、金属桩等),以确保人身安全和设备的正常运行。
2. 工业设备接地系统:在工业领域,电气设备的接地系统通常采用多点接地,以确保各个设备之间的电压稳定和工作环境的安全。
电气接地装置培训

(2)接地体与建筑物的距离不宜小于1.5m。 (3)围绕屋外配电装置、屋内配电装置、主控制楼、主 厂房及其它需要装设接地网的建筑物,敷设环形接地网。这些 接地网之间的相互连接不应少于两根干线。对大接地短路电流 系统的发电厂和变电所,各主要分接地网之间宜多根连接。 为了确保接地的可靠性,接地干线至少应在两点与地网相 连接。自然接地体至少应在两点与接地干线相连接。
▉ 接触电势和接触电压
接触电势是指接地电流自接地体流散,在大地表面形成 不同电位时,设备外壳、构架或墙壁与水平距离0.8m处之间 的电位差。
接触电压是指设备绝缘损坏时,在身体可同时触及的两 部分之间出现的电位差。如人在发生接地故障的设备旁边, 手触及设备的金属外壳,则人手与脚之间所呈现的电位差, 即为接触电压,接触电压通常按人体离开设备0.8m考虑。 如图10-3所示,a的接触电压为Uc,故障设备对地电压为Ud。
我国10kV系统,一般采用中性点不接地的运行方式。如 单相接地电流大于一定数值时(10kV系统中接地电流大于 30A 、20kV及以上系统中接地电流大于10A时),则应采用 中性点经消弧线圈接地的运行方式。我国110kV及以上的系 统,则都采用中性点直接接地的运行方式。
▉ 电气接地的作用
电气接地的作用主要包括以下几点: (1)防止人身遭受雷击 将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与接地极之 间作良好金属连接,以保护人身安全,防止人身遭受电击。 (2)保障电气系统正常运行 电力系统接地一般为中性点接地,中性点的接地电阻很 小,因此中性点与地间的电位接近于零。系3)防止雷击和静电的危害
电气设备接地装置安全运行常识(三篇)

电气设备接地装置安全运行常识为保护人身安全和电力系统可靠性,应对变配电和用电设备进行接地和接零保护。
1.电气设备接地的一般原则(1)为保证人身和设备安全,电气设备应接地或接零。
(2)应尽量利用一切金属管道及金属构件作为自然接地体。
(3)不同用途和不同电压电气设备,一般应用一个总的接地体。
(4)当条件受到限制,电气设备实行接地困难时,可设置操作和维护电气设备用的绝缘台,并考虑操作者在台上工作。
(5)低压电网的中性点可直接接地或不接地,但380/220V低压电网的中性点必须直接接地。
(6)中性点直接接地的低压电网,应装设迅速自动切除接地短路故障保护装置。
(7)避雷器与放电间隙,应与保护设备外壳共同接地。
2.接地装置的安装电气设备接地装置在安装时应选择合适的地点,接地体应符合设计要求。
由于接地装置不可靠,尤其是接地线不可靠,就要发生事故,因此为保证安全可靠,敷设接地线时,必须使接地线成为完好的电气通路。
3.接地装置检查对于接地装置要按设计要求进行检查,一般检查内容为:检查接地线各连接点的接触是否良好,有无损伤、折断、腐蚀等现象;定期对接地装置的地下500mm以上部位挖开地面进行检查,观察接地体腐蚀程度,接地线是否牢固;检查接地线与电气设备及接地网的接触是否良好,若有松动脱落,应及时修补。
电气设备接地装置安全运行常识(二)电气设备接地装置是保证电气设备正常运行和人身安全的重要措施之一。
为了保证电气设备接地装置的安全运行,我们需要了解一些常识。
首先,要正确认识电气设备接地的作用和意义。
电气设备接地是指将电气设备的金属外壳和其他可接触部分与地之间连接起来,以使电气设备的金属外壳能够与地保持良好的导电接触,从而使得设备的任何漏电都能通过接地导线直接流入地,确保人身安全。
接下来,我们要了解电气设备接地装置的主要组成部分。
电气设备接地装置主要由接地线、接地电阻和接地体组成。
接地线是连接电气设备与地之间的导线,通常采用黄绿双色线;接地电阻则是为了降低接地电阻,提高接地效果,一般是埋设在地下的金属材料;接地体则是接地装置的重要组成部分,通常是由电气设备接地线接入的金属材料,如接地极、接地块等。
交流电气装置的接地

交流电气装置的接地交流电气装置的接地是电气安全防护的重要一环,也是电力设施安全运行的保障。
本文将从接地的定义、作用、分类以及接地线的敷设等方面进行详细分析和阐述。
一、接地的定义和作用当电气设备出现电气故障,如绝缘缺陷、漏电等问题时,如果没有良好的接地措施,电流就无法得到良好的引导和及时的释放,从而会导致电气设备损坏或甚至爆炸事故等。
因此,接地是一种重要的电气安全措施,主要是将电气设备的非电性部分(机壳、框架等)与地面建立可靠的电气连接,以达到保护人身安全和设备安全的目的。
二、接地的分类根据不同的安装环境和工作条件,接地可分为如下几种:1. 保护接地保护接地是安装在供电系统和负载设备的电气装置上的接地,是为了保护人身安全和电气设备的正常运行而设立的。
一般采用独立接地方式,即每个电气设备均采用一个独立的接地电极,以避免一个设备带来的电源电流对其他设备造成影响。
2. 功能接地功能接地主要用于保证电气设备的正常工作和信号的传输,常见于通信、广播等设备上。
功能接地应与保护接地分开处理,以避免互相影响。
3. 环网接地环网接地是指将两个或两个以上的接地电极连接起来,形成一定的电气网络结构,以降低地电阻、提高接地效果和抑制电气噪声的重要措施。
在环网接地中,可以采用桩式接地或网格式接地等方式。
三、接地线的敷设接地线的敷设应遵循以下原则:1. 接地线应选择规格合适、容易焊接的电缆或电线,长度应尽量缩短,减少电阻的影响。
2. 接地线应采用直线、沿着建筑物外墙立面敷设,或埋入地下,以保持线路的稳定。
3. 接地线的耐久性应达到设计要求,应在耐腐蚀、耐磨损、耐高温、防腐剂和耐紫外线等方面具有良好的性能。
4. 接地线应放置在距离其他电气装置足够远的位置,以防止可能产生的干扰和电磁场影响。
5. 接地线的安装应符合国家相关规定和标准,应进行必要的地电阻测试和安全检查,确保安全可靠。
总之,接地在电气装置中具有重要的作用,特别是在电气设备运行过程中起到了至关重要的保护作用。
交流电气装置的接地

交流电气装置的接地1. 引言接地系统是交流电气装置中至关重要的一部分。
电气装置的接地能够保障人员和设备的安全,并确保电气系统的正常运行。
本文将介绍交流电气装置的接地原理、接地系统的设计和安装要求,以及接地系统的维护和故障排除。
2. 接地原理在交流电气系统中,接地是将电气设备和其他金属部件与地之间建立可靠的连接。
接地的主要目的是:•提供安全的工作环境,防止电气设备的金属表面产生触电危险;•降低电气装置的故障率,提高设备的可靠性;•减少电气系统中的电压差异,防止电气干扰和电磁辐射;•保护设备和人员免受雷击和静电干扰。
接地原理通常涉及到以下几个方面:2.1 单点接地系统在单点接地系统中,所有的电气设备和金属部件都通过一个主接地电极与地相连接。
这种接地系统适用于小型建筑物和简单的电气系统。
其主要特点是接地电阻较低、接地电位相对稳定,但容易受到地电位上升和接地电阻不均匀等问题的影响。
2.2 多点接地系统多点接地系统采用多个接地电极与地相连接,通过互相连接形成一个接地网。
这种接地系统适用于大型建筑物和复杂的电气系统。
其主要特点是接地电位均匀、抗干扰能力强,但接地电阻较高。
2.3 接地回路接地回路主要包括接地电极、接地线缆和接地电阻。
接地电极通常采用金属材料如铜和铝,埋入地下,与地之间建立良好的接触。
接地线缆用于连接电气设备和接地电极,应具有足够的导电能力和耐腐蚀性。
接地电阻用于控制接地系统的电流流向和大小,应能够防止接地电流过大或过小。
3. 接地系统的设计和安装要求设计和安装接地系统应遵循以下要求:3.1 接地系统的选择根据具体的电气装置和工程要求,选择适当的接地系统。
应考虑土壤电阻率、电气装置的负载电流、保护要求和经济性等因素。
3.2 接地电极的设计接地电极应具有足够的导电能力和稳定的接地电位。
应根据电气装置的功率需求和土壤条件确定电极的数量和排列方式。
3.3 接地线缆的选择和布置接地线缆应具有足够的导电截面和绝缘性能。
电气接地装置知识

置用接地线与接地体连接,称为接地。
6.接地电阻:接地体或自然接地体的对地电阻和接地线电 阻的总和,称为接地装置的接地电阻。接地电阻的数值等 于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。
电压互感器二次回路接地点应在控制室,经接地小母 线一点接入接地网。
控制保护屏上的保护接地应全部连接后再经一点接入 主接地网。
电气设备的接地
变压器中性点和外壳接地 (1)100kVA以上的低压变压器,其低压侧零线、
外壳应接地,接地电阻值不大于4Ω。 (2)1地的作用 系统接地的作用是保证系统的正常运行。例如高、低压共
杆的线路,若高压线路坠落在低压线路上,如果有系统接 地,高压故障电流可通过低压系统接地返回电流。使高压 侧继电保护动作而迅速切断电源,从而避免低压系统内电 气事故的发生。系统接地平时也为低压系统内的正常泄漏 电流提供返回电源的通路。当低压系统发生接地故障时, 又为故障电流提供返回电源的通路,使低压侧过流保护或 漏电保护动作,避免事故的发生。
国际电工委员会(IEC)规定电压不大于1000V,频率不大于100Hz的 电流通过人体时有以下几个主要生理阀值:
1、感觉阀值:人体感知的最小电流,一般取平均值0.5mA,与通电时 间没有关系。
2、摆脱阀值:当通过手掌的电流超过此值时,肌肉就是紧握而不是 摆脱了,此值取平均值为10mA。
3、心室纤维性颤动阀值:电流通过人体引起心室纤维性颤动是电击 致死的主要原因,引起心室心室纤颤的最小电流称作心室纤维性颤动 阀值,此值与通电持续时间长短有关,也与个体情况不同有关(男女 性别、心脏功能、电流路径等),此值也是平均值为30mA,当低于这 个值时,无论时间长短都不会发生心室纤颤。据此,常用的高灵敏度 漏电保护器的额定动作电流也是30mA。
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电气装置接地1接地分类电气装置接地涉及两个方面:一方面是电源功能接地,如电源系统接地,多指发电机组、电力变压器等中性点的接地,一般称为系统接地,或称系统工作接地或功能接地。
另一方面是电气装置外露可导电部分接地,起保护作用,故习惯称为保护接地。
电气装置功能接地与保护接地如图1-1所示。
功能接地的主要作用:-为大气或操作过电压提供对地泄放的回路,避免电气设备绝缘被击穿;-提供接地故障回路,当发生接地故障时,产生较大的接地故障电流,迅速切断故障回路;-降低电气设备和和输电线路的绝缘水平;-中性点不接地系统,当发生接地故障时,虽能保证供电连续性,但非故障相对地电压升高1.73倍,系统中的设备及线路绝缘均较中性点接地系统绝缘水平高,增加投资费用;-中性点不接地系统,需大量安装绝缘监测装置。
保护接地的主要作用:-降低预期接触电压;-提供工频或高频泄漏回路;-为过电压保护装置提供安装回路;-等电位联结。
图1-1 电气装置功能接地与保护接地根据电气装置的要求,接地配置可以兼容或分别地承担保护和功能两种目的。
对于保护的目的要求,始终应当予以优先地考虑。
接地配置的设施的选择和安装应满足:-接地电阻值符合电气装置的功能和保护要求,并预计长期有效;-能承受接地故障电流和对地泄漏电流而无危险,特别是热的、热-机械应力、电机械应力引起的危害;-有足够的强度或有附加的机械保护,以适应所在场所的外界的影响;-应采取措施,防止由于电腐蚀作用对接地配置的设施和其它金属部分造成危害。
【1】2 高压系统接地高压系统中性点接地可分为:中性点有效接地系统(大电流接地系统)(包括中性点直接接地系统或经低电阻接地系统)。
中性点不接地或非有效接地系统(小电流接地系统)(包括中性点不接地系统、谐振接地系统、高电阻接地系统)。
2.1 高压系统中性点不接地系统【57页】(1) 接地故障特点配电系统在正常运行时,三相基本平衡电压作用下,各相对地电容电流I CL1、I CL2、I CL3相等,分别超前相电压90°,I CL1=I CL2=I CL3=UΦωC,其I CL1+I CL2+I CL3=0,系统中性点与地有相同电位。
L1相发生接地故障,忽略接地过渡电阻,视为金属性接地,10kV系统各支路的电容电流的流向如图图2-1所示:图2-1 10kV系统接地故障示意从高压系统接地故障示意图可以得出结论:a)全系统所有非故障的各支路,故障相的电容电流均为零,非故障相均有电容电流;b)在故障支路,故障相流过所有各支路的电容电流的总和;c)故障支路的电容电流其方向由负载流向电源,非故障各支路的电容电流其方向由电源流向负载;d)故障支路检测的零序电流为各非故障支路电容电流总和;e)接地故障电流大小与接地故障点的位置无关,只与接地故障点的过渡电阻有关。
高压系统接地故障,电压与电流相量关系如图2-2所示:图2-210kV系统接地故障相量图L1相发生接地故障,相当于在L1相上加上U0=-U L1,L2相L3相也加上U0=-U L1,非故障相对地电压升高3倍,其夹角由120°变成60°,合成的电容电流增大3倍,接地故障电流为单相电容电流的3倍,I d=3UΦωC。
(2) 优缺点a)接地故障引起系统内部过电压可达3.5倍相电压,易使设备和线路绝缘被击穿。
b)中性点不接地系统发生单相接地故障时,接地故障电流在故障处可能产生稳定的或间歇性的电弧,实践证明,当接地故障电流大于30A时,一般形成稳定电弧,成为持续性电弧接地,这将烧毁线路和可能引起多相相间短路。
如果接地故障电流大于5A~10A,但小于30A,则有可能形成间歇性电弧,这是由于电网中电感和电容形成了谐振回路所致。
间歇性电弧容易引起弧光接地过电压,从而危及整个电网的绝缘。
如果接地故障电流在5A以下,当电流经过零值时,电弧就会自然熄灭。
油浸纸绝缘电力电缆达20A,聚乙烯绝缘电力电缆达15A,交联聚乙烯绝缘电力电缆达10A,接地故障电流引燃电弧则不能自熄,引起间歇性电弧,产生过电压易产生相间短路或火灾;c)非故障相对地电压升高3倍。
系统内设备或电缆绝缘等级相应提高,例如,10kV电力电缆应选用8.7/10kV而不是6/10kV;无间隙氧化锌避雷器,提高持续运行电压数值或加串联保护间隙等;【2】d)发生接地故障时,报警而不切断故障支路,保证供电的连续性;e)接地故障在一段时间内存在,接地故障电压易使人遭受电击或引起火灾,如下图2-3所示。
图2-3高压接地故障电压传导到低压侧系统内发生接地故障时的接地故障电流I d 与接地故障点位置无关,不能采用零序电流速断保护来实现保护的选择性,而应采用不同时限的零序电流保护来实现保护的选择性。
机械式继电器延时时限:出线为0.5s ;母联为1.0s ;主进线为1.5s ~2.0s 。
采用电子式保护器延时时限选定为0.2s ~0.3s ,整定值范围大且整定精确,建议采用电子式保护器作为零序电流保护。
2.2高压系统中性点谐振接地系统中性点谐振接地的电力系统, 采用消弧线圈,其实就是具有气隙铁芯的电抗器,它装在变压器或发电机中性点与地之间,如图2-4 a)所示。
由于装设了消弧线圈,构成了另一回路,接地点接地故障电流中增加了一个感性电流分量,它和装设消弧线圈前的容性电流分量相抵消,减小了接地点的电流,使电流易于自行熄灭,从而避免了由此引起的各种危害,提高了供电可靠性。
从图2-4 b)可看出,例如L 1相接地时,中性点电压U 0变为-U L1,消弧线圈在U 0作用下产生电感电流I L (滞后于U 090°),其数值为arar cL L U X U I ωφ== 式中 U φ—电网的相电压;L ar 、X ar —消弧线圈的电感和电抗。
a)示意图b)相量图图2-4中性点谐振接地的系统单相接地故障示意图和相量图中性点谐振接地,系统正常运行时,消弧线圈与系统相线对地的分布电容形成串联谐振回路,如图2-5所示。
中性点位移电压U 0为:220dU U +=νρϕ式中 ρ-电网不对称度,3213221L L L L L L C C C aC C a C ++++=ρ 其中a 为复数算子2321J a +-= ,23212J a --= ,C L1、C L2、C L3分别为L1相、L2相、L3 相对地分布电容,F 。
设C L1+C L2+C L3=3C ; υ-补偿脱谐度, CLC ωωωυ3/13-=;d -电网阻尼度,Cg g d Lω33+=;U φ-电网相电压,V ;g -电网每相对地漏电导,S ; L -消弧线圈补偿电感,H ;g L -消弧线圈有功损耗等效电导,S 。
图2-5中性点谐振接地系统正常运行时等效电路图2-6中性点谐振接地系统接地故障时等效电路中性点谐振接地系统发生接地故障时,消弧线圈与系统的分布电容组成并联谐振电路,如图2-6所示。
补偿后的接地故障残余电流I d 为:22)/13()3(L C g g U I L d ωωρϕ-++∙=按消弧线圈对系统容性电流补偿大小可分为: a)C L ωω3/1=,称全补偿。
b)C L ωω3/1>,称欠补偿; c)C L ωω3/1<,称过补偿。
全补偿方式,接地故障残余电流I d 最小,有利接地故障点电弧自熄;但补偿脱谐度υ为零,系统中性点位移电压U 0最大,当电网不对称度ρ较大时,系统中性点有较高的电压,出现虚幻的接地现象。
欠补偿方式,接地故障残余电流I d 较大,接地故障点电弧自熄较困难。
因故障或运行需要切除部分回路,易产生串联谐振过电压。
在实际运行中,欠补偿方式不被采用。
过补偿方式,接地故障残余电流I d 较大,不利于接地故障点电弧自熄,但它不易产生串联谐振过电压。
实际运行中,过补偿方式常被采用。
系统在运行中,经常接通或切除部分回路,系统中分布电容电流有较大的变化,满足脱谐度的要求,消弧线圈的电感也相应改变,需人工改变消弧线圈的抽头位置,接地故障残余电流I d 小于5A ~10A 以下,系统出现谐振过电压可能性降低,如图2-7所示。
发生接地故障时,非故障相对地电压升高3 倍。
图2-7 高压消弧线圈接地系统电路谐振接地系统应满足:(1)消弧线圈接地系统,在正常运行情况下,中性点的长时间电压位移不应超过系统标称相电压的15%。
(2)消弧线圈接地系统故障点的残余电流不宜超过10A ,必要时可将系统分区运行。
消弧线圈宜采用过补偿运行方式。
(3)消弧线圈的容量应根据系统5~10年的发展规划确定,并应按下式计算:335.1U I n c w =式中:W ——消弧线圈的容量,kV A ; I C ——接地电容电流,A ; Un ——系统标称电压,kV 。
(4)系统中消弧线圈装设地点应符合下列要求:1)应保证系统在任何运行方式下,断开一、二回线路时,大部分不致失去补偿。
2)不宜将多台消弧线圈集中安装在系统中的一处。
3)如变压器无中性点或中性点未引出,应装设专用接地变压器,其容量应与消弧线圈的容量相配合。
当采用零序电流互感器时,首先要估算系统零序电流的大小,其估算方法如下: a )架空线的电容电流计算350lU I n C =式中:U n ——电网的标称电压(单位:kV );l ——线路长度(单位:km );I C ——接地电容电流(单位:A)。
b) 电缆线的电容电流计算一般来讲,电缆要比同样长度的架空线的电容电流大25倍(三芯电缆)~50倍(单芯电缆),在近似计算中可采用l U I n C 1.0=式中:U n ——电网的标称电压(单位:kV );l ——线路长度(单位:km ); I C ——接地电容电流(单位:A)。
上述电容电流的计算值只能用于某些对准确度要求不很高的场合.通过上述估算,可知道系统的总的零序电流,然后进行电流互感器的选择,电流互感器选择的基本原则是:线路发生单相故障时,安装在该线路的零序电流电流互感器二次侧能提供大于10mA ,且小于800mA 的零序电流。
零序电流的检测,架空出线是采用三相电流组成滤过器来检测零序电流,接线如图2-8所示;电缆出线是采用零序电流互感器,电缆穿过零序电流互感器内孔,电缆头的接地线务必穿过零序电流互感器后再接地,接线如图2-9所示。
图2-8三相电流组成滤过器(架空线路) 图2-9零序电流互感器(电缆线路)2.3 高压系统中性点低电阻接地系统根据接地故障电流大小,划分低电阻或高电阻接地。
当接地故障电流大于或等于100A 而小于或等于1000A时,为低电阻接地方式;接地故障电流小于10A时,为高电阻接地方式。
低电阻接地方式的接地故障电流一般情况下选择为300A~800A,10kV系统低电阻接地方式接地电阻不同地区选择为10Ω或16Ω。