功能接地與保護接地
電氣裝置接地涉及兩個主要方面:一方面是電源功能接地,如電源系統(tǒng)接地,多指發(fā)電機組、電力變壓器等中性點的接地,一般稱為系統(tǒng)接地,或稱系統(tǒng)工作接地。另一方面是電氣裝置外露可導電部分接地,起保護作用,故習慣稱為保護接地。
系統(tǒng)接地的主要作用:
?。瓰榇髿饣虿僮鬟^電壓提供對地泄放的回路,避免電氣設(shè)備絕緣被擊穿;
-提供接地故障回路,當發(fā)生接地故障時,產(chǎn)生較大的接地故障電流,迅速切斷故障回路;
?。行渣c不接地系統(tǒng),當發(fā)生接地故障時,雖能保證供電連續(xù)性,但非故障相對地電壓升高1.73倍,系統(tǒng)中的設(shè)備及線路絕緣均較中性點接地系統(tǒng)絕緣水平高,增加投資費用;
?。行渣c不接地系統(tǒng),需大量安裝絕緣監(jiān)察裝置。
保護接地的主要作用:
?。档皖A期接觸電壓;
?。峁┕ゎl或高頻泄漏回路;
?。瓰檫^電壓保護裝置提供安裝回路;
?。入娢宦?lián)結(jié)。
電氣裝置功能接地與保護接地
根據(jù)電氣裝置的要求,接地配置可以兼容或分別地承擔保護和功能兩種目的。對于保護的目的要求,始終應當予以優(yōu)先地考慮。
接地配置的設(shè)施的選擇和安裝應滿足:
?。拥仉娮柚捣想姎庋b置的功能和保護要求,并預計長期有效;
-能承受接地故障電流和對地泄漏電流而無危險,特別是熱的、熱-機械應力、電機械應力引起的危害;
-有足夠的強度或有附加的機械保護,以適應所在場所的外部的影響;
-應采取措施,防止由于電腐蝕作用對接地配置的設(shè)施和其它金屬部分造成危害。
1.2變電所的接地配置
10kV系統(tǒng)中性點接地可分為:
中性點不接地系統(tǒng)(包括經(jīng)消弧線圈接地)
中性點接地系統(tǒng)經(jīng)電阻接地低電阻接地
高電阻接地
1.2.1中性點不接地系統(tǒng)
(1)接地故障特點
配電系統(tǒng)在正常運行時,三相基本平衡電壓作用下,各相對地電容電流ICL1、ICL2、ICL3相等,分別超前相電壓90°,ICL1=ICL2=ICL3=UΦωC,其ICL1+ICL2+ICL3=0,系統(tǒng)中性點與地有相同電位。
如L1相發(fā)生接地故障,忽略接地過渡電阻,視為金屬性接地,10kV系統(tǒng)各支路的電容電流的流向
10kV系統(tǒng)接地故障示意
從10kV系統(tǒng)接地故障示意圖可以得出結(jié)論:
a)全系統(tǒng)所有非故障的各支路,故障相的電容電流均為零,非故障相均有電容電流;
b)在故障支路,故障相流過所有各支路的電容電流的總和;
c)故障支路的電容電流其方向由負載流向電源,非故障各支路的電容電流其方向由電源流向負載;
d)故障支路檢測的零序電流為各非故障支路電容電流總和;
e)接地故障電流大小與接地故障點的位置無關(guān),只與接地故障點的過渡電阻有關(guān)。
10kV系統(tǒng)接地故障
10kV系統(tǒng)接地故障矢量圖
L1相發(fā)生接地故障,相當于在L1相上加上U0=-UL1,L2相L3相也加上U0=-UL1,非故障相對地電壓升高倍,其夾角由120°變成60°,合成的電容電流增大倍,接地故障電流為單相電容電流的3倍,Id=3UΦωC。
(2)優(yōu)缺點
a)接地故障引起系統(tǒng)內(nèi)部過電壓可達3.5~4倍相電壓,易使設(shè)備和線路絕緣被擊穿。
b)油浸紙絕緣電力電纜達20A,聚乙烯絕緣電力電纜達15A,交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜達10A,接地故障電流引燃電弧則不能自熄,引起間歇電弧,產(chǎn)生過電壓易產(chǎn)生相間短路或火災;
c)非故障相對地電壓升高倍。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備或電纜絕緣等級相應提高,例如,10kV電力電纜應選用8.7/10kV而不是6/10kV;無間隙氧化鋅避雷器,提高持續(xù)運行電壓數(shù)值或加串聯(lián)保護間隙等;
d)發(fā)生接地故障時,報警而不切斷故障支路,保證供電的連續(xù)性;
e)接地故障在一段時間內(nèi)存在,接地故障電壓易使人遭受電擊或引起火災