電氣供電中接地保護技術的應用研究

黃 濤

（大慶石化公司化工三廠，黑龍江大慶 163000）

0 引言

現代化工業生產水平的不斷提高，電氣設備接地的自動化保護也越來越先進，為工業生產的安全穩定以及經濟效益提供了保障，供電系統的安全性是評價工業生產穩定的重要指標，減少電氣設備的供電事故，排除供電設備安全隱患，提高電氣設備接地的自動化檢測水平，對現代化工業生產的發展至關重要的作用，為了提高工業生產中電氣設備接地保護的整體水平，要結合工業生產供電系統的特殊性，加強電氣技術人員的專業知識，優化電氣接地保護技術，確保在發生故障的過程中將高壓電流引入大地，保護整個工業生產的供電系統。

1 電氣接地保護措施

1.1 工作接地保護

工作接地保護是指在工業生產的電氣系統中將變壓器的中心點接地，在變壓器的中性線接地過程中配有相應標準的電氣系統接線盒，電氣系統接線盒在生產供電過程中起到了屏蔽作用，有效抵抗外來系統的干擾，工作接地保護也是電氣生產保護的常見工作方式。在實際的工業生產供電系統中，供電保護裝置的反應一般設置在配電箱內，其目的就是減少外界信號的干擾，提高工業生產供電系統的穩定性。在對工業生產電氣自動化系統接地保護裝置進行安裝的過程中，要注意相應的電氣連接裝置不能接觸接地線路，防止發生電氣裝置接地事故。在進行工業生產電氣供電的過程中，要保證電氣接地方案的可靠性，充分利用變壓器工作接地保護對整個電氣供電系統進行合理的安全規劃，有效調整零序電壓，使整個系統的電壓達到平衡，充分發揮變壓器中性點接地的保護優勢（圖1）。

圖1 變壓器中性點接地

1.2 直接接地保護

隨著工業生產的供電需求不斷提高，電氣自動化供電系統變得更加復雜，同時增加了工業生產電氣供電系統的直接接地保護難度，為了滿足工業生產的需要，保證工業生產的穩定供電，就要優化供電系統的直接接地保護，對電氣自動化供電系統進行精細化管理，調整供電系統的濾波器及信號變頻器，提供直觀的觀察方式，為電氣自動化設備的安全運行提供有力支持。在電氣供電系統進行電力連接時，注意不能將接地線和中性點直接連接，供電設備一端接在電位線上，另一端準確直接接地，避免供電系統安全事故的發生（圖2）。

圖2 設備直接接地保護

1.3 防雷接地保護

在對防雷接地裝置進行安裝的過程中，從絕緣子使用的角度來看，必須做好對接工作，塔桿存在一定的隱患也是阻礙輸電線路防雷接地措施有效實施的一個重要因素。絕緣子是能夠為導線和橫擔之間提供絕緣功效的構件，在實際應用的過程中，經常使用陶瓷絕緣子，絕緣層不會被過電壓擊穿，在實際運行的過程中一些塔桿主要是由混凝土制成，可以通過降低桿塔的接地電阻來實現，通過在橫擔末端架設側向避雷針，要結合實際情況對絕緣子做重點保護工作。因為絕緣子數量少的線路電阻率低，為了降低輸電線路遭遇雷擊時的跳閘率，在實際施工的過程中，對接地裝置有著嚴格的質量控制，可以采用不平衡絕緣方式來降低雷擊造成的危害。技術人員在進行防雷設計的過程當中，可以采用小型爆破的方式來進行接地體布置，在垂直插入接地體之前，要確認接地體需要插入的深度，做好相應的接地電阻測試和設備的焊接工作，保護變電系統和輸電系統，做好輸電系統的防雷保護工作就變得尤為重要（圖3）。

圖3 防雷接地裝置

2 電氣保護技術要點

2.1 安全保護

接地保護的設置非常重要，使正常運行狀態下系統中發電和用電的功率保持平衡。為防止觸電事故，對地電壓的金屬部分同大地緊密地連接，壓降值的高低取決于接地電阻的阻值，電流通過接地體向大地以半球形散開，引下線金屬保護管要與引下線做電氣連通，應采取適當的預防性安全控制措施，以減少對系統中其他非故障部分的影響。可以間接地對壓降值進行限制，起到保護用電設備的作用。保護接地的方法一般只適用于中性點不接地的電網中，帶電體與地線的連接都是通過特殊金屬配件來完成的，設備的外殼都將呈現接近于相電壓的對地電壓，應采取適當的預防性安全控制措施，進而保證電氣自動化系統的各項功能都能夠很好地實現（圖4）。

圖4 中性點不接地的三相系統

2.2 防靜電和電磁干擾

屏蔽是防止靜電和電磁干擾的良好防護，為了提高電氣設施的抗靜電干擾能力，在子系統設備設計和材料選擇上最小化干擾來源和敏感設備，切斷傳播的靜電和電磁干擾（圖5）。在電源線的兩點之間會有幾毫伏甚至幾伏電壓，大大降低電氣控制的可靠性，所以必須做好防靜電和抗電磁干擾的措施，將干擾源和敏感設備分開，減少設備干擾的機會。連接和組件之間的電磁感應效應很小，由于設備的高度集中和電磁環境的不良保護，各模塊應采用屏蔽設計，電磁保護的難度增加了，要將接地裝置的金屬外殼與接地線正確連接，根據位置的不同對起到屏蔽作用的接地線路的連接進行調整。每個設備模塊的附件也是干擾的來源和傳輸方式，避免外部環境或自身對電磁屏蔽設計的電磁干擾，根據靜電和電磁干擾強度和靈敏度切斷干擾，接地電路由于循環擾動較大，使用多點接地的接地點附近可以減少地面阻抗，接地保護裝置也可以有效降低靜電和電磁干擾，不斷提升接地保護效果。

圖5 防止靜電設備

3 結束語

電氣自動化系統的接地保護是現代化工業生產自動化控制系統的關鍵環節。要結合周邊的實際環境和外部影響因素，進一步提高電子自動化技術的水平，不斷完善電氣接地和電氣保護方案，科學運用電氣接地保護技術，增強電氣系統的穩定性和安全性。在接地設備的安裝過程中，應積極采取措施做好電氣保護工作，特別是提高電氣系統工作的效率和質量，科學選取導體材料，消除電氣自動化系統的安全隱患，從而提高相關設備的應用水平，充分發揮出接地保護的優勢，滿足社會發展需要，實現電氣工程領域的可持續發展。