电气装置接地的一般规定

　

摘要：电气装置接地涉及两个主要方面：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。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。

关键词：电气装置接地 电源功能接地 保护接地
1.1功能接地与保护接地
　　电气装置接地涉及两个主要方面：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。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。
系统接地的主要作用：
－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；
－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，需大量安装绝缘监察装置。
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部的影响；
－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变电所的接地配置
10kV系统中性点接地可分为：
中性点不接地系统 (包括经消弧线圈接地)
中性点接地系统经电阻接地低电阻接地
高电阻接地
1.2.1中性点不接地系统
(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ICL1、ICL2 、ICL3相等，分别超前相电压90°，ICL1＝ICL2＝ICL3＝UΦωC，其ICL1＋ICL2＋ICL3＝0，系统中性点与地有相同电位。
如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下图所示：

图1-2 10kV系统接地故障示意
从10kV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。
10kV系统接地故障，电压与电流矢量关系如下图所示：



图1-3 10kV系统接地故障矢量图
L1相发生接地故障，相当于在L1相上加上U0＝－UL1，L2相L3相也加上U0＝－UL1，非故障相对地电压升高
倍，其夹角由120°变成60°，合成的电容电流增大倍，接地故障电流为单相电容电流的3倍，Id＝3UΦωC。
(2) 优缺点
a)接地故障引起系统内部过电压可达3.5～4倍相电压，易使设备和线路绝缘被击穿。
b)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
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；

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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1-4所示.


1.2.2 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。



图1－4 高压接地故障电压传导到低压侧
　　为了将系统内谐振过电压倍数限制在2.5以下，流过中性点电阻性电流IR要大于或等于系统电容性电流IC的1.5。低电阻接地方式，增大接地故障电流Id。
　　系统内发生接地故障时的接地故障电流Id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。
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