10kV配網(wǎng)中性點(diǎn)小電阻接地技術(shù)及應(yīng)用分析

周凡珂

摘要：文章簡單闡述了中性點(diǎn)小電阻接地的概念，分析了接地技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，研究了目前尚存在亟待改進(jìn)的缺陷，并在此基礎(chǔ)上提出了幾點(diǎn)優(yōu)化策略。旨在完善10kV配網(wǎng)中性點(diǎn)小電阻接地技術(shù)，提升用電安全性。

關(guān)鍵詞：小電阻；10kV配網(wǎng)；優(yōu)化應(yīng)用

中圖分類號：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）16-0132-02

用電安全是長期以來相關(guān)研究者研究的重點(diǎn)內(nèi)容，也是一項(xiàng)不斷改進(jìn)、不斷完善的技術(shù)。對于10kV配網(wǎng)而言，在單相接地過程中減少由于電壓過高造成設(shè)備燒壞或是人員觸電現(xiàn)象的產(chǎn)生是用電安全重點(diǎn)內(nèi)容。本文以10kV配網(wǎng)中性點(diǎn)小電阻接地技術(shù)為主線，現(xiàn)做出如下

報(bào)告：

1 中性點(diǎn)小電阻的概念分析

中性點(diǎn)作為一個(gè)電力系統(tǒng)中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，在電網(wǎng)中性點(diǎn)無法正常接地運(yùn)作狀態(tài)時(shí)，即使此時(shí)系統(tǒng)電流容量并不高，也可能在系統(tǒng)單相接地時(shí)出現(xiàn)弧光過電壓（間歇性狀態(tài)），造成健全相的電位出現(xiàn)上升可能性從而將其原本正常的絕緣水平破壞掉，破壞嚴(yán)重時(shí)則出現(xiàn)

短路。

在操作方面，若能夠通過接地變壓器將中性點(diǎn)引出，或是直接由變壓器結(jié)構(gòu)中的中性點(diǎn)將電阻器串聯(lián)起來，之后將弧光（間歇性）中的電磁能量釋放掉一部分，中性點(diǎn)的電位便能夠有效下降，在這種狀態(tài)下電壓上漲速度也能夠得到控制，不再是突然大幅度地上漲。由此，電弧重燃的可能性被極大降低，電網(wǎng)過壓幅值被有效抑制住，從而達(dá)到了接地保護(hù)效果。對于10kV配網(wǎng)而言，電阻通常會被分為高、中、低三種情況，相對應(yīng)劃分標(biāo)準(zhǔn)如下：

小電阻屬于接地故障電流在600A以上，10Ω以下情況；中電阻屬于接地故障電流在15～600A之間，10～500Ω之間情況；高電阻屬于接地故障電流在10A以下，500Ω以上情況。

2 中性點(diǎn)小電阻接地優(yōu)點(diǎn)分析

2.1 受影響程度較低

在運(yùn)行過程中，這類技術(shù)能夠達(dá)到對電壓的自動調(diào)節(jié)。在接地電容電流中，包含了五次諧波電流，其占到了總體的5%～15%，這一比例的諧波電流只有當(dāng)電網(wǎng)處于50Hz情況下才會受到不良影響，因此受影響程度并

不高。

2.2 安全性較高

對于10kV配網(wǎng)系統(tǒng)而言，在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下如果出現(xiàn)了接地問題、運(yùn)行故障，其線路對地電容電流將被歸為故障電流。若故障電流在10A以上，其可能會出現(xiàn)金屬接地情況，也就相當(dāng)于在這一情況下低電壓處于上升狀態(tài)。但是從安全角度考慮，當(dāng)出現(xiàn)單相接地情況時(shí)應(yīng)立即將其斷開以免線路燒壞。在10kV配網(wǎng)中，當(dāng)這種情況出現(xiàn)時(shí)接地電弧通常能夠自動熄滅，保障了用電安

全性。

2.3 供電更為可靠

就目前我國在電纜制造方面而言，其材料通常都是使用的鋁芯或是銅芯，其原因在于這兩種材料在遇到電纜接地殘留較大狀況時(shí)不會輕易自動熄滅電弧，其引起的電纜配電單向故障消除上相對困難，無法保障用電穩(wěn)定性。另外，10kV配網(wǎng)系統(tǒng)會安裝消弧線圈，確保接地系統(tǒng)相對于電壓互感器而言對地阻的抗原更大，這種設(shè)計(jì)能夠?qū)﹁F磁諧振（鐵磁式電壓互感器磁飽和引發(fā)）具有較好的抑制作用。同時(shí)，該配網(wǎng)方式還能夠?qū)⒔拥攸c(diǎn)電流有效降低，讓電弧在產(chǎn)生過程中便受到抑制作用，讓其能夠被更快捷地熄滅，確保了用電安全。

3 中性點(diǎn)小電阻接地缺陷分析

近年來，隨著我國城市的發(fā)展以及用電需求量的不斷增多，配網(wǎng)在絕大多數(shù)中大型城市中都運(yùn)用了地下電纜，因此在電容電流方面的要求也有所提升。傳統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)屬于輻射型的單電源供電，目前已經(jīng)逐漸被環(huán)狀電源取代，但要想全面實(shí)現(xiàn)配電供電的有效性還需要逐步完善配網(wǎng)自動化，并保障供電可靠性?；谶@一背景，10kV配網(wǎng)系統(tǒng)正逐漸深入到用戶家庭之中并在覆蓋范圍方面有所擴(kuò)大化。

雖然這一操作有利于電網(wǎng)運(yùn)行，但由于線路數(shù)量以及覆蓋范圍的增加，在接地點(diǎn)的判斷方面產(chǎn)生了一些阻礙與困難。例如當(dāng)由于某種原因必須要實(shí)施拉閘限電時(shí)，在故障點(diǎn)的找出方面會較為復(fù)雜，有時(shí)必須將沒有出現(xiàn)故障的線路也一并停止，從而對正常用電產(chǎn)生影響，造成不必要停電情況。

另外，在將接地方式由傳統(tǒng)的經(jīng)消弧線圈轉(zhuǎn)變?yōu)樾‰娮杞拥刂螅瑢τ谟脩舳酝瑯有枰淖儍?nèi)部接地狀態(tài)。且在使用小電阻接地時(shí)若線路出現(xiàn)了單相接地情況，繼電保護(hù)動作會對供電操作按照終止處理，影響了少部分用戶用電穩(wěn)定與用電安全。

4 接地技術(shù)優(yōu)化策略

由于本文研究的10kV配網(wǎng)中性點(diǎn)小電阻接地在技術(shù)上存在一些缺陷影響了用電以及供電的安全性與穩(wěn)定性，因此相關(guān)部門應(yīng)注重對其優(yōu)化方式，從繼電、通信方式等方面提升其運(yùn)行安全與穩(wěn)定效果，具體而言，優(yōu)化策略可從以下三方面展開：

4.1 提升繼電靈敏度

當(dāng)中性點(diǎn)小電阻接地屬于過度電阻時(shí)，繼電的靈敏度將會受到不良影響而出現(xiàn)下降情況，因此繼電保護(hù)的靈敏度理應(yīng)作為工作重點(diǎn)來維護(hù)。通常而言，電阻值越大，相對應(yīng)流過的電阻電流就會越小，這種情況下繼電輸入量將更完善。但這類操作也應(yīng)注意電力要求，在滿足要求下調(diào)節(jié)單相接地故障，并且絕大多數(shù)情況下都能夠處于滿足零要求狀態(tài)。因此這些方面的影響都應(yīng)被歸為設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，盡可能選擇偏大的電阻電流。

4.2 降低電壓

IR表示在單相接地出現(xiàn)故障時(shí)候的中性點(diǎn)電阻額定電流，對于10kV配網(wǎng)而言，其過電壓水平會由于IR的提升出現(xiàn)下降狀態(tài)，兩者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。因此從兩方面考慮（母線數(shù)量為兩段且運(yùn)行處于并列狀態(tài)時(shí)共用電阻器，以及配電系統(tǒng)內(nèi)部過電壓水平的控制兩方面），可以將IR設(shè)定為K×2×2IC，這種情況適用于母線電容電流值為50A的情況，K值設(shè)定在1～1.5之間。因此，此時(shí)的單相接地故障流過中性點(diǎn)的額定電流應(yīng)保持在400A即可，在降低電壓狀態(tài)下接地將更為安全。

4.3 電流額度控制

對于10kV配電接地技術(shù)而言，流經(jīng)接地體的電流值直接關(guān)系到故障概率，通常是電流越大，出現(xiàn)故障的幾率就越高。因此在中性點(diǎn)接地設(shè)置中，要想防范電勢值超標(biāo)或是出現(xiàn)跨步電壓，電流額度理應(yīng)盡可能最小化。在我國相關(guān)管理規(guī)定中提到，電阻電流的接觸電勢以及跨步電壓應(yīng)保持在1000A以內(nèi)，故在電阻額度上選取400A不會對人體產(chǎn)生較大危害。按照我國電力部門在此方面的規(guī)定，對于處于10A以上的故障電流應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)將故障切除，停止電纜運(yùn)行。因此，在對電阻額度的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，要想將故障產(chǎn)生幾率降至最低，必須合理選取電路承受值，設(shè)定好電壓額度。

5 結(jié)語

綜上所述，通過對接地技術(shù)的優(yōu)劣點(diǎn)分析不難發(fā)現(xiàn)，技術(shù)應(yīng)用理應(yīng)注重安全性，在對電流的控制下盡可能減少供電不穩(wěn)定因素。小電阻接地所帶來的益處遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其存在的弊端，能夠縮短故障排查時(shí)間、快速切斷電路、防止10kV配網(wǎng)單相接地過電壓過大出現(xiàn)電氣設(shè)備燒壞情況，有效將人身觸電幾率降至最低。因此這是一種安全性相對較高且運(yùn)行更為穩(wěn)定的接地技術(shù)，相關(guān)研究者還應(yīng)不斷加大投入力度，力爭將其危險(xiǎn)性降至

最低。

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