1、二次系統等電位接地網的敷設第37卷第l4期2009年7月16日電力系統保護與控制powersystemprotectionandcontrolv_0l_37no.14july16,2009二次系統等電位接地網的敷設唐寶鋒,范輝,賀春光,王曉蔚(河北省電力研究院,河北石家莊050021)摘要:電力系統發生故障將導致接地點與遠端零電位處電壓的不平衡.二次系統等電位接地網能有效阻止主接地網的不平衡電壓引入到二次系統當中,避免二次設備損壞及誤動情況的發生.針對目前各廠,站二次系統等電位接地網敷設較混亂情況,根據國網公司頒布的十八項反措相關要求,詳述了等電位接地網敷設應遵循的原則以及戶外端子箱,室內保護

2、屏柜,二次電纜屏蔽層接線等方面應注意的問題,提出了切實可行的實施方法,使繼電保護二次系統接地達到合理,美觀,統一的要求.關鍵詞:等電位接地網;二次設備;主接地網;放熱焊接;接地銅排layingofequipotentialgroundscreeninpowersystemtangbaofeng,fanhui,hechunguang,wangxiaowei(hebeielectricpowerresearchinstitute,shijiazhuang050021,china)abstract:ifsomefaulthappenedinelectricpowersystem.thevoltage

3、betweenfaultgroundingpointandfarawaydistanceisnotequa1.itisagoodmethodtolayequipotentia1groundscreenwhichcanblocktheunbalancedvoltagetotransferintosecondarysystemandavoidsecondaryequipmentbrokenoroperatingerror.againsttheconfusionaboutlayingofequipotentialgroundscreeninsomepowerplantsandelectricsubs

4、tations.reasonableprinciplesandnoticeableproblemsareputforwardinthepaper.somemethodsarealsointroducedaimingtothetargetofthereasonable.beautifulanduniformgroundconnectionofsecondarysystem.keywords:equipotentialgroundscreen;secondarydevice;maingroundscreen;heatreleasedjointing;groundcopperbar中圖分類號:tm6

5、45文獻標識碼:b文章編號:16743415(2009)140112040引言在220kv及以上變壓器中性點直接接地的大型電廠或變電站中,當系統發生單相接地短路時,由于站內的接地電阻不可能為零,流過接地點的短路電流會在這個電阻上產生一個電壓,而遠離接地點的電壓可以認為是零電位,這樣從接地點至零電位處接地網上就會產生自高至低的不均勻的電位.隨著電力系統的迅速發展,系統的短路容量也越來越大,短路時的入地電流最大可達到幾千安,即使接地電阻達到了gb501502006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準的相關要求,即控制在0.5q以下,在短路點仍然會產生上百伏的電壓.如果二次系統直接接入一次系統接地網

6、,不僅對二次設備會產生較大危害,而且對雙端接地的控制電纜屏蔽層來說,在屏蔽層兩端的電壓差會產生不平衡電流,該電流所產生的交變磁場將會在電纜芯線上產生一個交變的電壓,嚴重時將會影響二次設備的正常運行.由此可見,敷設與一次系統緊密聯系的二次系統等電位接地網是十分必要的.<國家電網公司十八項電網重大反事故措施>繼電保護專業重點實施要求對繼電保護二次系統等電位接地網的敷設原則進行了相關說明,但是一些細節問題還需做進一步的規定.各廠,站對等電位網的敷設按照自己的理解執行,隨意性較大,導致各廠,站之間千差萬別.本文詳細闡述了等電位接地網敷設應遵循的原則及應注意的問題,使得二次系統等電位網達到合

7、理,美觀,統一的要求.1二次系統等電位接地網的敷設在主控室,保護室和配電室等安裝保護裝置的場所,以及開關場端子箱,lcp柜,配電柜,保護用結合濾波器和電纜溝道等敷設二次電纜的地點,應使用截面不小于100mm的銅排敷設二次系統等電位接地網.分散布置的就地保護小室,通信室與集控室之間,使用截面不小于100ibm的,緊密與主接地網相連接的銅排可靠連接.對于室內的等電位網,應在控制室,保護室及配電室屏柜下層的電纜室,電纜溝內,按屏柜布置的方向敷設100mm的專用銅排,并且將該專用銅唐寶鋒,等二次系統等電位接地網的敷設一113一排首尾兩端用放熱焊接法連接好,形成目字型閉環回路,構成控制室,保護室內的等電

8、位接地網,如圖1所示.放熱焊接無需外部電源或熱源,是利用熱熔焊接的化學反應產生高溫銅溶液,并釋放出高熱量的一種焊接方法.它具有操作簡單,焊接點牢固,外觀統一的優點j.現在通常采用的電焊焊接或螺栓壓接的方法在銅排連接處容易留下空隙,不能反復承受大電流的沖擊,特別是焊接時需要雇用具有專業資格的焊接人員操作,費時費力.而放熱焊接操作無需特定人員,任何人只要遵守流程并選擇合適的模具,都可以操作,因此建議使用.圖1室內等電位接地網敷設圖fig.1layingofindoorequipotentialgroundscreen室內的等電位接地網必須用至少4根以上,截面不小于50into的銅排或銅纜與主接地網

9、在電纜豎井處(或電纜溝道入口處)一點連接,連接方式可采用10mm螺栓壓接.這四根銅排或銅纜應取自目字形結構等電位接地網與主接地網靠近的位置.室內等電位接地網敷設的關鍵在于與主接地網的一點連接.因此對于所有與外界聯系的電纜溝道內的等電位接地銅排都應通過等電位銅排或銅纜匯集到目字形等電位網與主接地網的接地點處一點接地.這樣就可以有效避免主接地網中的電位差引入到二次設備中.對于室外的等電位接地網,需沿二次電纜溝道敷設接地銅排.接地銅排應相隔一定距離(1520m)及接地銅排的遠端與主接地網相接一次,連接方式采用放熱焊接.連接點應盡可能遠離高壓設備的接地點,如高壓避雷器,變壓器中性點等,并且距離不宜小于

10、15m.室外接地銅排的敷設可以有效降低二次電纜屏蔽層兩端電壓,避免二次設備的誤動或拒動.無論室內還是室外等電網接地網,接地銅排都應使用小絕緣子架起后固定在電纜支架上.部分廠,站將接地銅排隨意布置在電纜溝道或者電纜支架上,不采用任何固定措施,這是不符合反措要求的.2戶外端子箱的接地連接開關場的廣端子箱和設備的本體端子箱內應設置截面不小f100inm的接地銅排,并使用截面不小于100i11m2的銅纜與電纜溝道內的等電位接地網連接,如圖2所示.100mm銅纜與端子箱內接地銅排采用12mill螺栓壓接,與室外等電位網采用放熱焊接方式連接.一u一,i.()j,j;地刑,二二二二二二二二:l攬溝內等電似接

11、地h圖2戶外端子箱接地連接圖fig.2groundconnectionofoutdoorterminalbox端子箱的接地銅排應使用小絕緣子固定在箱體的下部或側部,小絕緣子與銅排的連接應使用8ram螺栓可靠連接.并且銅排上應均勻排列若干個接線柱,方便電纜屏蔽線,電流或電壓互感器二次回路接地線以及端子箱內其他接地線等與之相連.接線柱由規格不同的螺栓,螺帽及墊片構成,以便于不同的連接線與之固定.具體型號要求如圖所示.廠家供貨時,通常將箱門,箱體通過專用連接線相連后,再與箱內的接地銅排連接.由于箱體下面的槽鋼支架部是與主接地網相連的,因此,將箱體與接地銅排相連將造成端子箱內:次系統的再次接地.應該取

12、消箱體與接地銅排的連接.114一電力系統保護與控制3室內保護屏柜的接地連接室內保護屏柜及安全自動裝置的屏柜下部應裝設截面積不小于i00lllm的接地銅排,并使用小絕緣子架起.使用截面不小于somm的銅纜與室內目字形等電位接地網連接,如圖3所示.somm2銅纜在屏柜內采用i0mm螺栓壓接,與目字形等電位網可采用螺栓壓接或銅焊連接的方式.丁圖3室內保護屏柜接地連接圖fig.3groundconnectionofindoorprotectioncabinet屏柜上的保護設備及其它裝置的接地端子應通過專用接地線與接地銅排相連,其它接線方式與戶外端子箱相同.對于室內配電裝置,也應按照上述原則配置相應的接

13、地銅排.但由于發電廠內系統復雜,配電設備較多,如果全部配置必將造成成本的過度增長.因此在實施過程中,可以將發電廠內與發變組保護有關的高壓啟備變,高壓廠用變,公用變的低壓側配電裝置裝設100rain接地銅排,其他配電裝置參照執行.變電站的室內配電裝置應全部裝設100mm接地銅排.4二次電纜及相關設備接地在開關場的變壓器,斷路器,隔離刀閘和電流,電壓互感器等設備的二次電纜應經金屬管從一次設備的接線盒引至就地端子箱,金屬管分段連接處應使用鍍鋅扁鋼可靠焊接,并將金屬管的上端與上述設備的底座和金屬外殼良好焊接,下端就近與主接地網良好焊接.金屬管末端使用蛇皮管的部分,須將金屬管末端與接地鍍鋅扁鋼可靠焊接,

14、蛇皮管與金屬管的連接部分用火泥封好.在就地端子箱處將這些二次電纜的屏蔽層使用截面不小于4mm的接地線可靠單端連接至100mm接地銅排上.其它所有控制電纜屏蔽層應雙端接地,接地點應在就地端子箱,室內配電裝置及保護控制柜的i00mm接地銅排處,并使用6mm螺栓壓接,如圖2,圖3所示.對于部分未經就地端子箱轉接而直接從設備本體引至保護裝置的二次電纜,如變壓器瓦斯繼電器跳閘回路,電纜屏蔽層可以采用焊接10mm接地線的方法,就近引至就地端子箱內與100filiil接地銅排壓接.對于高頻設備,結合濾波器的一,二次線圈間接地連線應斷開,且結合濾波器二次線圈在結合濾波器安裝處不接地,使一,二次接地系統分開并遠

15、離.在開關場一側,100mm的裸銅排應依照出線間隔數量連接多根截面不小于50mm的銅纜,分別延伸至各條線路保護用結合濾波器的高頻電纜引出端口,距耦合電容器接地點約35m處與主接地網連通.將結合濾波器的外殼與耦合電容器的底座可靠連接,高頻同軸電纜外罩金屬管上端應與耦合電容器的底座焊接在一起,下端就近與主接地網良好焊接.在結合濾波器二次端子上,將高頻同軸電纜屏蔽層用10mm的銅導線連通引下,焊接在上述50mm的銅纜末端上.對沒有專用二次接地端子的結合立州一唐寶鋒,等二次系統等電位接地網的敷設一115一濾波器,可以在固定結合濾波器的支架上適當位置裝設絕緣子,用于把高頻同軸電纜屏蔽層的引出線及與銅纜相

16、連的10ltlm銅導線固定連接在一起.在保護室內,高頻同軸電纜屏蔽層焊接4mm的接地線后,直接接于保護屏內100mm接地銅排,不得經收發信機的裝置接地端子轉接.二次電纜及相關設備的接地示意圖如圖4所示.圖4室外二次電纜及相關設備接地fig.4groundconnectionofsecondaryelectriccableandcoherentdevice5交流二次回路接地將電流,電壓互感器二次回路接地是出于人身及設備安全考慮,為防止這些回路的測量出現誤差,對這些回路都要求一點接地.除相互之間有電氣聯系的電流,電壓回路應在控制室內接地外,其它獨立的回路一般都要求在現場一點接地.電流,電壓互感器二

17、次回路接地線均應采用4mm專用接地線,并使用6mm螺栓壓接在100mm接地銅排上.6結論二次系統等電位接地網可以有效降低主接地網內的不平衡電壓引入至二次系統內.本文詳述了繼電保護二次系統等電位網敷設過程中應注意的問題以及應遵循的原則,其中有些是反措中的條款,為了文章的連貫性,在文中并未一一說明.在現場實施過程中,不僅要保證等電位接地網敷設的正確性,而且要盡可能保證外觀的統一,整齊.比如電纜屏蔽線及電流,電壓互感器二次回路接地線應使用截面積為4mm的黃綠相間專用接地線,而在各廠,站的走訪調查中經常發現將任意顏色,粗細的線芯充當接地線使用的情況,此種情況應加以避免.放熱焊接法是一種簡單易行的連接方

18、法,并且有很多優點,建議以后在各廠,站的等電位連接中優先使用.參考文獻1國家電網公司十八項電網重大反事故措施繼電保護專業重點實施要求z.北京:國家電力調度通信中心,2006.eighenimportantcounter-accidentmeasuresofstategrid>significantrequestmajorinrelayprotectionz.bering:electricpowercontrolandcommunicationcenterofstategrid,2006.2李賓皚.電力系統二次設備的接地和接地銅排的敷設j.華東電力,2005,33(9):6063.libinai.groundofpowersystemsecondaryequipmentandlayingofgroundcopperbarsj.eastchinaelectricpower,2005,33(9):6063.3侯