變電站二次等電位接地網的設計與構想

劉 中

（襄陽誠智電力設計有限公司，湖北 襄陽 441000）

0 引 言

為了確保電力系統的安全穩定運行和變電站發生故障時能夠保證電氣管理人員的安全，需要設置相應的接地裝置，將電氣設備與大地作電氣連接。對于變電站二次設備而言，由于站內二次系統耐壓能力不強，易受電磁的干擾，故應將主接地網與設備相接，同時由于變電站在運行過程中易出現故障而產生電磁干擾，進而對二次設備運行造成嚴重的影響，因此需單獨設置二次等電位接地網[1]。

1 二次系統接地與抗干擾的分類

《火力發電廠、變電站二次接線設計技術規程》DL/T 5136—2012的第16節中將二次系統接地分為常規二次回路及設備接地、抗干擾接地以及計算機系統接地3大類。

二次系統接地主要是通過設置二次等電位接地網來實現接地。在安裝室內等電位地網時，應將其安裝于二次設備屏柜，房間內部還要敷設專用地網，以構建等電位面，這樣有利于減少電磁干擾。在敷設二次電纜時，應敷設于電纜溝內，為電纜提供相應的接地。

2 二次等電位接地的設置

2.1 屏柜接地設置

設置控制屏柜下部時，根據《火力發電廠、變電站二次接線設計技術規程》DL/T 5136—2012的要求，接地銅排的截面應大于100 mm2[2]。

對于二次屏柜而言，需要提供直流裝置（包括保護、測控裝置等）的工作接地，且要提供輔助設備的保護接地。部分廠家為防止系統的波動損害直流裝置，應在二次屏柜內設置兩根接地排，一根與屏柜電氣連接，用于交流系統保護接地，另一根與屏柜絕緣的銅排相接，用于設備工作接地。有些廠家二次屏柜抗干擾能力較強，對接地銅排是否分交直流沒有做要求，具體可以征求廠家要求來做[3]。

2.2 室內等電位地網設置

根據《火力發電廠、變電站二次接線設計技術規程》DL/T 5136—2012的要求，室內屏柜下的電纜應沿著屏柜方向進行敷設，其敷設截面大于100 mm2的銅排，同時采用專用支架進行固定，且在銅排首尾端連接時按照“目”字形進行連接，以形成獨立的等電位地網。等電位接地網銅排數量為4根以上，且截面積應大于50 mm2，同時在電纜溝入口處，要與主接地網進行連接[4]。在設置4根銅排位置時，應選擇主接地網與等電位接地網的接近處，為確保銅排的可靠連接，銅排需在4根以上，且要在電纜室的不同角落與主接地網相接。室內等電位網敷設及與主接地網連接方式如圖1所示。

圖1 室內等電位網敷設及與主接地網連接方式

以之前設計過的110 kV萬山全戶內變電站為例，戶內等電位網的連接方式如圖2所示，在控制室內屏柜下層的活動夾板下按屏柜布置方向敷設“目”字形封閉專用銅排，同時在10 kV高壓室內沿電纜溝布置等電位接地網。同時在電纜溝入口處采用了4根185 mm2的銅纜構成共同接地點與主接地網一點連接[5]。

圖2 110kV萬山戶內變電站等電位接地網

2.3 室外等電位地網設置

室內等電位接地網和室外等電位接地網各自的作用不同，對于二次電纜溝，在敷設時應敷設電纜截面積大于100 mm2的裸銅排，以形成室外的等電位接地網。通過接地銅排的合理設置，可降低二次電纜屏蔽層接地時電纜兩端的地電位差，并起到電纜屏蔽層地電流分流的作用，以防屏蔽層地電流過大時出二次電纜燒毀的現象。對于溝道內接地銅排，在敷設在時應將其敷設在最上層支架上，以減少溝內電纜對屏蔽外部空間的干擾[6]。與此同時，在電纜溝道入口處將溝內敷設的銅排引入控制室時，確保與內主接地網的一點相連，同時此接點布置應與等電位接地網的接地點保持一致。另外，在不同的二次電纜溝道內，將敷設的接地銅排匯集至等電位接地網處的電纜溝入口，并與主接地網相連。張樓110 kV戶外變電站的等電位地網走向如圖3所示。

圖3 張樓110 kV戶外變電站等電位地網走向圖

張樓站戶外等電位接地網基本沿電纜溝平行布置，同時與戶內控制室和高壓室等電位地網相互連接，并且在戶內電纜溝與戶外電纜溝連接處與主接地網實現一點接地[7]。

圖4是沿電纜溝布置的等電位銅排斷面圖，注意銅排要和電纜溝支架及接地扁鐵絕緣不可連接，沿電纜溝平行的銅排僅能和控制室內的等電位接地網直接相連。

圖4 電纜溝內銅排安裝圖

對于戶外電壓互感器和電流互感器等，應在地端子箱內設置裸銅排，保證其截面積大于100 mm2，且要采用截面積大于100 mm2的銅排，并與等電位接地網相連。為確保二次電纜的屏蔽層與等電位接地網相接，并形成一種并聯形式，電纜屏蔽層應與電纜溝各端子箱內的接地銅排相連，其等電位接地網應與主接地網相連[8]。

在布置保護就地站時，應采用分散布置的方式。在通信室與集控室之間，應采用截面積大于100 mm2的銅排，并與主接地網相連。此外將保護就地站與等電位接地網相連，確保其連接的可靠性[9]。

在等電位網與主接地網連接時，應采用在一點上連接，合理選擇連接位置，禁止接近并聯電容器、避雷器、高壓母線以及電壓互感器等設備，同時確保與大電流入地點的距離大于15 m[10]。

3 結 論

變電站在遭到雷擊等極端情況下，入地電流很大，即使二次等電位網全部采用銅纜，電阻很小，但隨著距離的延長，二次電位差依然較大，會對二次等電位接地網造成很大干擾。變電站的防雷保護有專門的措施來預防雷擊的發生，如設置避雷針、站外線路設避雷線，出線間隔設出線避雷器以及站內母線設置避雷器等，以此來滿足全站二次設備的抗干擾要求。