牽引變電所二次等電位接地網(wǎng)的構(gòu)建及敷設(shè)

王 晶

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牽引變電所二次等電位接地網(wǎng)的構(gòu)建及敷設(shè)

王 晶

為避免牽引變電所發(fā)生接地短路或雷擊引起避雷器動(dòng)作時(shí)，主接地網(wǎng)內(nèi)的不平衡電壓引入至二次回路造成微機(jī)保護(hù)裝置損壞及誤動(dòng)，在借鑒電力系統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)接地經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)AT供電方式及直供方式下采用半戶內(nèi)布置及敞開式布置的牽引變電所，詳細(xì)闡述了二次等電位接地網(wǎng)的構(gòu)建原則及敷設(shè)方法。

牽引變電所；二次等電位；接地銅排；接地網(wǎng)

0 引言

為滿足工作接地、安全接地和防雷保護(hù)接地的綜合接地要求，牽引變電所通常敷設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的一次接地網(wǎng)，并在避雷針和避雷器下方加設(shè)集中接地體，所內(nèi)微機(jī)保護(hù)裝置直接接入一次接地網(wǎng)。當(dāng)一次系統(tǒng)發(fā)生接地短路或雷擊引起避雷器動(dòng)作時(shí)，將產(chǎn)生大電流，該大電流流入變電所接地網(wǎng)，通過接地網(wǎng)分散進(jìn)入大地，使接地網(wǎng)中電流流入點(diǎn)與其他地方產(chǎn)生電位差。該電位差將會(huì)對(duì)二次回路產(chǎn)生干擾，嚴(yán)重時(shí)造成微機(jī)保護(hù)裝置損壞及誤動(dòng)。本文將借鑒電力系統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)接地經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)采用AT供電方式及直供方式的半戶內(nèi)布置（含GIS形式、AIS形式、網(wǎng)柵形式）及敞開式布置的牽引變電所，詳細(xì)闡述二次等電位接地網(wǎng)的構(gòu)建原則及切實(shí)可行的實(shí)施方法，以減小地網(wǎng)電位差對(duì)二次設(shè)備的干擾，保護(hù)二次系統(tǒng)正常運(yùn)行。

1 牽引變電所二次等電位接地網(wǎng)的構(gòu)建

對(duì)于采用AT供電方式及直供方式的半戶內(nèi)布置（含GIS形式、AIS形式、網(wǎng)柵形式）及敞開式布置的牽引變電所，其二次等電位接地網(wǎng)由裝置內(nèi)接地銅排及室內(nèi)外二次等電位接地線構(gòu)成。安裝接地銅排的裝置主要包括室內(nèi)外端子箱、戶內(nèi)保護(hù)盤柜及27.5 kV開關(guān)柜二次隔室。室內(nèi)外二次等電位接地線敷設(shè)場(chǎng)所為保護(hù)裝置安裝地點(diǎn)及二次電纜敷設(shè)地點(diǎn)，包括室外開關(guān)場(chǎng)地、27.5 kV高壓室及電纜夾層、控制室。不同場(chǎng)所的二次等電位接地線通過室內(nèi)外電纜溝貫通，構(gòu)成牽引變電所二次等電位接地網(wǎng)，如圖1所示。

2 裝置內(nèi)接地銅排的設(shè)置

為便于控制電纜屏蔽層的獨(dú)立就近接地，在室內(nèi)外端子箱、戶內(nèi)保護(hù)盤柜及27.5 kV開關(guān)柜出廠前，應(yīng)由廠商在箱體、盤柜及開關(guān)柜二次隔室內(nèi)部預(yù)設(shè)截面為100 mm×10 mm的接地銅排。接地銅排應(yīng)絕緣安裝，使用小絕緣子架起后固定在端子箱、保護(hù)盤柜及27.5 kV開關(guān)柜二次隔室下部，避免與箱體或盤柜的金屬構(gòu)件接觸。

3 室外二次等電位接地線的敷設(shè)

在室外電纜溝電纜支架上敷設(shè)截面為100 mm2的銅纜，作為室外二次等電位接地線，也可采用接地銅排代替銅纜，使用銅纜的目的是為了滿足施工方便及絕緣安裝的要求。電纜分支處采用截面為100 mm×10 mm的接地銅排轉(zhuǎn)接，接地銅排使用小絕緣子固定在電纜溝側(cè)壁上，并與電纜溝側(cè)壁絕緣。在銅纜末端采用2根截面為50 mm2的電纜與主接地網(wǎng)連接。

室外二次等電位接地線在通過室外端子箱附近的電纜溝時(shí)連接于端子箱內(nèi)預(yù)設(shè)的接地銅排，使各室外端子箱內(nèi)預(yù)設(shè)的接地銅排位于同一等電位面上，連接方式采用螺栓壓接。

圖1 牽引變電所二次等電位接地網(wǎng)構(gòu)成

4 室內(nèi)二次等電位接地線敷設(shè)

室內(nèi)二次等電位接地線由27.5 kV高壓室二次等電位接地線及控制室二次等電位接地線構(gòu)成。在27.5 kV高壓室內(nèi)電纜溝或電纜夾層的二次電纜槽內(nèi)，沿電纜溝槽壁一側(cè)設(shè)置25 mm×4 mm的接地銅排，構(gòu)成27.5 kV高壓室二次等電位接地線；在控制室防靜電地板以下控制屏槽鋼支架四周設(shè)置25 mm×4 mm的接地銅排，銅排首尾兩端采用放熱焊可靠連接，形成閉環(huán)回路，構(gòu)成控制室二次等電位接地線。

27.5 kV高壓室及控制室二次等電位接地線均使用小絕緣子架起后分別固定在電纜溝槽壁和槽鋼支架上，在電纜溝槽壁及槽鋼支架上每隔約 1 600 mm設(shè)置1處小絕緣子。27.5 kV高壓室二次等電位接地線及小絕緣子的安裝應(yīng)避開電纜支架，不應(yīng)有接觸點(diǎn)。

在室內(nèi)二次等電位接地線安裝地點(diǎn)（包括27.5 kV高壓室或電纜夾層以及控制室與室外電纜溝連接處墻面）設(shè)置100 mm×10 mm的接地銅排，將截面100 mm2的室外二次等電位電纜及 25 mm×4 mm的室內(nèi)二次等電位接地線分別連接于該接地銅排上，使室外及室內(nèi)二次等電位接地線位于同一等電位面上。同時(shí)，在接地銅排上采用4根截面為50 mm2的電纜與主接地網(wǎng)單點(diǎn)連接，連接方式均采用螺栓壓接。

為使27.5 kV高壓室內(nèi)端子箱及27.5 kV開關(guān)柜二次隔室、控制室戶內(nèi)保護(hù)盤柜內(nèi)預(yù)設(shè)的接地銅排位于同一等電位面上，各預(yù)設(shè)接地銅排均使用截面為50 mm2的銅纜分別與27.5 kV高壓室及控制室二次等電位接地線連接，連接方式為螺栓壓接。

5 控制電纜及保護(hù)裝置接地

由一次設(shè)備本體接線盒至端子箱進(jìn)行轉(zhuǎn)接的控制電纜其屏蔽層在端子箱內(nèi)單端接地，采用截面不小于4 mm2的多股銅線將電纜屏蔽層與端子箱內(nèi)預(yù)設(shè)的接地銅排以螺栓方式相連。

其他控制電纜的屏蔽層在電纜起點(diǎn)及終點(diǎn)雙端接地，起點(diǎn)在室外開關(guān)場(chǎng)地、27.5 kV高壓室的電纜屏蔽層接于室外端子箱、室內(nèi)端子箱或開關(guān)柜二次隔室內(nèi)預(yù)設(shè)的接地銅排，終點(diǎn)在控制室的電纜屏蔽層接于相應(yīng)保護(hù)盤柜內(nèi)預(yù)設(shè)的接地銅排。電纜屏蔽層在起點(diǎn)與終點(diǎn)均采用截面不小于4 mm2的多股銅線與端子箱、戶內(nèi)保護(hù)盤柜及27.5 kV開關(guān)柜內(nèi)預(yù)設(shè)的接地銅排以螺栓方式相連。由于室內(nèi)外二次等電位接地線的敷設(shè)及連接，使室內(nèi)外端子箱、戶內(nèi)保護(hù)盤柜及27.5 kV開關(guān)柜二次隔室內(nèi)預(yù)設(shè)的接地銅排在同一等電位面上，因此控制電纜的屏蔽層在雙端接地后也處于同一等電位面。

除電纜屏蔽層外，27.5 kV開關(guān)柜二次隔室及戶內(nèi)保護(hù)盤柜上保護(hù)裝置的接線端子亦采用截面不小于4 mm2的多股銅線分別與27.5 kV開關(guān)柜及戶內(nèi)保護(hù)盤柜內(nèi)預(yù)設(shè)的接地銅排以螺栓方式相連。

6 結(jié)語

牽引變電所二次等電位接地網(wǎng)的構(gòu)建及敷設(shè)使所內(nèi)二次系統(tǒng)位于同一等電位面上，當(dāng)一次系統(tǒng)發(fā)生接地短路或避雷器動(dòng)作時(shí)，可以降低二次設(shè)備間電位差，減少對(duì)二次回路的干擾，降低微機(jī)保護(hù)裝置損壞及誤動(dòng)情況的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

[1] 唐寶鋒，范輝，賀春光，等. 二次系統(tǒng)等電位接地網(wǎng)的敷設(shè)[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37（14）：112-115．

[2] 《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》防止接地網(wǎng)和過電壓事故[Z]．國(guó)家能源局，2014．

In order to prevent the earthing short circuit or action of lightning arrestors caused by the lightning strike in traction substation, damages and miss operation of computer protection devices caused by the unbalanced voltages in the main earthing network being introduced into the secondary circuit, the paper illustrates in details the construction principles and laying methods of secondary equipotential earthing network, with reference of experience for earthing of secondary system of substation of power supply system, and with regards to the traction substation adopted with semi-indoor arrangement and open type arrangement under AT power supply mode and direct power supply mode.

Traction substation; secondary equipotential; copper bus bar for earthing; earthing network

10.19587/j.cnki.1007-936x.2018.06.008

U224.2+5

B

1007-936X(2018)06-0036-02

2018-04-11

王 晶.中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，工程師。