接地改造技术

2024-06-10 版权声明 我要投稿

接地改造技术(精选10篇)

接地改造技术 篇1

变电站一次设备的检修状态都必须有明显的断开点,同时在可能的来电侧也必须有可靠的接地安全措施,而这种可靠接地安全措施的实施载体主要是接地刀闸或接地线。对于正常的刀闸设备检修工作,合上接地刀闸后并不利于刀闸检修后的工作验收,因此接地刀闸必须改为接地线。接地线作用是对高压设备进行停电检修或其他操作时,防止设备突然来电和邻近高压带电设备产生感应电压对人体造成危害,同时能泄放断电设备的剩余电荷。装设接地线是后续工作的基础,在抢修工作中显得尤为重要[1],而接地线的装设主要是通过接地棒和接地线夹来实现。

1变电站接地棒装设接地线的现状分析

变电站安全工器具室存放的接地棒根据电压等级不同,其规格要求不同。适用于110 k V及以上电压等级的绝缘接地棒棒长都≥2.0 m,同时按照《电网安全工作规程》规定,使用的接地线必须是多股软裸铜线,且截面积>25 mm,接地线为分相式。这就决定了变电站110 k V及以上电压等级的接地线存在杆长、笨重的缺点。

变电站110 k V及以上电压等级的电气设备一般都是户外设备,在电气倒闸操作中,装设接地线就必须借助绝缘人字梯实现登高作业[2],如图1所示[1]。

图1展示了变电站户外设备不同引线类型的装设情形,设备引线大致可以分为垂直型、弧度型和水平型三种。由图1可知,θ角越大,操作人员对接地棒的支撑力越大,需要的登高作业绝缘人字梯越高。现代变电站日常使用的绝缘接地棒都是传统的同轴旋动机构,而驱动机构转动的动力来源是电气操作人员的体力,属于粗放型操作工具。当操作人员手持绝缘接地棒(绝缘接地棒同时附带着厚重的粗铜接地线)在高空人字梯上挂接弧度型或水平型设备引线时,使用这种机械式的旋动机构,极大地增加了操作人员发生高空坠落的可能性。

2变电站绝缘接地棒的技术改造———新型电动遥控绝缘接地棒

本文提出了绝缘接地棒的技术改造———新型电动遥控绝缘接地棒,其结构主要包括五部分:线夹、微型伺服电动机、绝缘棒绝缘部分、力矩反馈调节器、无线遥控器。线夹结构分固定端与活动端,固定端的作用是把接地线挂钩在导线上,活动端的作用是把导线固紧在导线上,保证设备有效可靠接地;微型伺服电动机为线夹的活动端能够旋转上升夹紧导线提供动力来源,免去了依靠使用人体大量劳力的情况,提高了装设效率;绝缘棒绝缘部分的作用是保证工作人员在装设、拆除接地线时与导线有效隔离,杜绝人身触电的风险隐患;力矩反馈调节器主要用来监测线夹通过微型伺服电动机是否已夹紧导线,通过检测微型伺服电动机的力矩反馈来调节控制微型伺服电动机的动力输出,当检测反馈的力矩达到设定的阈值时微型伺服电动机自动停止;无线遥控器用来启动或停止微型伺服电动机的工作。

新型电动遥控绝缘接地棒装设接地线的工作过程:首先将线夹固定端挂钩在停电导线上,通过按下无线遥控器开启微型伺服电动机工作,带动线夹活动端向固定端旋转上升活动,直到线夹活动端与固定端夹紧停电导线,微型伺服电动机此时带动活动端上升受阻,反馈作用力距到力矩反馈调节器,力矩反馈调节器将反馈作用力矩与预先设定的力矩阈值进行对比,大于预设定阈值时,自动向微型伺服电动机发出停止信号,停止微型伺服电动机工作;拆除接地线时,利用无线遥控器控制微型伺服电动机反转工作,向下带离线夹活动端即可。

装设接地线高空作业时应用新型电动遥控绝缘接地棒,避免了操作人员高空操作机械式旋动的传统接地棒的环节,可以降低高空作业的安全风险。

3变电站绝缘接地棒技术改造的应用效果

以220 k V户外变电站220 k V设备的倒闸操作为例,按照设备引线的三种类型———水平型、弧度型以及垂直型来做如表1所示的统计。

从表1装设接地线的耗时统计数据来看,使用新型绝缘接地棒来进行电气倒闸操作,其平均耗时要比使用传统绝缘接地棒少,而且对于弧度型、垂直型的设备引线其改善效果更明显。原因在于,根据图1能直观地看到,装设接地线时,垂直型设备引线的装设难度要比弧度型设备引线大,如此类推,水平型设备引线装设接地线的难度最小。装设接地线于垂直型设备引线时,如果把人手持接地棒的部位看作杠杆支点,根据杠杆原理,此时操作人员维持绝缘接地棒挂钩在垂直引线上所需施加的力气最大,与此同时,旋动传统的机械式绝缘接地棒的接地线线夹来夹紧设备引线最困难,所以表1中装设垂直型设备引线耗时最多。

4结语

本文针对现代变电站普遍使用的机械旋动式绝缘接地棒在使用过程中的缺点,提出了一种新型电动遥控绝缘接地棒。通过应用新型电动遥控绝缘接地棒,不仅可以实现接地线装设效率的提高,而且简化了操作人员高空作业时需一边固定绝缘接地棒一边施加力量旋紧绝缘接地棒线夹来夹紧设备引线的操作步骤,降低了高空作业发生人身坠落的风险。经现场证明,新型电动遥控绝缘接地棒具有很好的实用价值和推广意义[2]。

摘要:在现代变电站电气倒闸操作中,接地线的使用十分普遍。对于110 k V及以上电压等级的户外设备来说,装设接地线需要借助绝缘人字梯来进行高空作业。变电站中装设接地线的绝缘接地棒多为传统的机械式旋动的机构,其存在笨重、费劲等不利于高空作业的缺点,因此提出了一种新型电动遥控绝缘接地棒,其具有高效、方便的优点,缩短了装设接地线的耗时,降低了高空作业的风险。

关键词:变电站,绝缘接地棒,电动遥控

参考文献

[1]江伯顺.变电倒闸操作中安装接地线的一种新方法[J].广东电力,2013,26(8):86-88.

建筑塔吊接地技术 篇2

【关键词】建筑塔吊;共用接地;防护措施;优化设计

前言

在建筑工地高耸的建筑塔吊由于自身完全是通过金属部件的方式来构造而成,大量的电磁波在塔吊的闭合回路之中产生了较大的电压和电磁辐射,从而使得塔吊的金属表面产生了电荷,在这一过程中如果说遭遇了雷雨天气,那么在雷击之下,必然会导致财产损失,如果在雷击过程中周边还有施工人员存在,还极有可能存在生命威胁。所以,建筑塔吊在进行接地的过程中,必须要采用科学合理的措施来进行,最大限度的避免其中存在大量的安全隐患。下文主要提出了共用接地混合系统,对其中所涉及到的多方面设计重点是进行了阐述。

1、塔吊接地技术原理

1.1建筑塔吊感应电压特点

当电台的发射功率为P,发射天线到塔吊的距离为r,天线为各向同性天线,自由空间电场强度有效值为:

那么,建筑塔吊因临近通讯发射源受到电磁辐射而感应电压Ui( x) 的分布特点是与地面垂直的电场从地面到塔臂(离地面hp) 的积分:

式中z为与地面垂直的电场方向上的积分变量;hp为塔吊高度。可见,塔吊感应电压是随塔吊高度呈递增变化,且高度增加感应电压逐渐增大。

同时,雷电流是一个非周期性的脉冲波:

式中Im为雷电流的幅值;a,b为由雷电流波形决定的常数;t为作用时间。那么,塔吊上的感应雷过电压为:

式中I为雷电流; V为雷电放电速度; s为塔吊与雷电先导的水平距离; h为塔吊高度。

可见,雷电对塔吊产生的感应电压随塔吊导体两端电阻的增加呈非线性增加趋势。特别是塔臂两端电阻明显不对称,据最大不匹配原理,使吊钩产生的感应过电压极大,给施工带来很大的危险性。

1.2单点并联分离接地和串联公共接地

对于单点并联分离接地系统,如感应电是低频(30~300kHz)的则是较好的连接接地方式。在这种情况下,任何一个接地电位只受其接地电流和阻抗的影响,但弊端也很明显。所以,建筑塔吊临近通讯发射源作业时,一般不适合使用这种单点并联分离接地系统。

2、建筑塔吊的共用接地混合系统的优化设计

任何一个具有良好防护效果的接地系统都应当是能够有效对雷电感应高压电和磁辐射进行防御的,同时还能够在完全避免额外开支的情况之下确保接地系统的安全性。所以说,建筑工程在对塔吊进行接地的过程中,一般都不会主张使用独立接地的方式来为塔吊提供防护,而是直接对防雷接地、供电设备接地、防电磁辐射等多个接地系统进行实混合使用。在目前大量的塔吊接地工程之中,使用共用接地系统的方式是极为普遍的,这一设计方式已经逐渐推广到了建筑塔吊的防电磁辐射以及防雷高压电感应接地系统中进行应用。

在进行塔吊接地实际操作的过程中,其共用接地混合系统的操作模式就是直接把防静电、防电击、防电磁辐射、防雷等多个方面的建筑搭接保护措施直接与电气设备的接地功能和工作接地的线路与共用接地网相连接,也就是直接将接地的母线和接地系统中所涉及到的各个部分都连接到一个接地体之上:在进行连接的过程中,接地线必须要和塔吊顶部的避雷装置进行连接,而其接地线的下部就必须要是和接地网进行相应的连接,其中间部位就必须要和整个塔吊的框架结构进行连接。在对塔吊在地面上的整体处理完毕之后,将塔吊框架之上所存在的接地线与避雷装置上的等电位接地网进行连接。并且以此来使得,整个塔吊网的等电位连接能够转变成为法拉第笼。其中所使用的接地引下线必须要保证是利用厚度达到3mm,宽度为25mm扁紫铜线与塔吊结构之中的钢结构进行板顶,而其中所利用的接地体主要是深基础之中的桩基和自然接地体相连接构成的。在这其中所使用到的电容器,必须要采取不同的容量值,至少要达到2000~3000μF之间,才能够使得耐压值基本符合实际使用要求,并且以此来保证不同频率之下的感应电能够经过传导之后,直接传递到大地之中。此外,接地的引线长度应当要确保不高于1/20波长,在这一长度范围下,引线能够维持在一个较低的阻抗状态之下;接地线并非需要达到等长的状态,不均匀的长度起啊其能够有效的环节1/4 波长所产生谐振以及雷电波等侵入现象。

除此之外,依据塔吊吊钩端所产生的感应过电压较大这一现象,就必须要在塔吊的吊钩附近,安装一个能够进行随意移动,并且频率多样的接地提醒。如此以来,在吊钩落地进行物资吊运的过程中,其附件接地系统便能够直接夹住吊钩上部的钢丝束,再加上塔吊之上所存在的电容器数值不同,那么,吊钩在这一过程中所产生的电荷便能够完全传入到大地之中,从而为塔吊的正常运行提供了切实有效的保障作用。并且这一吊钩附件自身具有着较高的移动性,能够随意的跟随吊钩移动,其施工人员在操作的过程中也较为方便,无需在吊钩之上专门使用相应的绝缘绳,这极大的提升了吊运效率。此外,在塔吊上部的附件也同样能够与共用接地混合系统进行连接,通过这一方式,便达到了双层保护的效果。

3、接地体技术要点

3.1接地体的特点

依据建筑塔吊自身所具有的特性不同,其接地系统就应当充分的利用自然接地体,也就是利用直接将塔吊的地下基础桩体进行埋藏的方式,使其中的主筋桩基能够直接和接地体这两个部分能够良好的结合在是以期,那么在这种接地情况之下,其塔吊自身的接地点就至少有4处,也就是塔吊自身框架的四角主体钢柱。利用这一方式来进行接地,不但能够切实有效的对塔吊间电位和电阻等进行降低,还能够起到塔吊加固的作用。此外,利用保护端子排以及自然接地的方式,能够切实有效的保证塔吊处在一个等电位环境之下,而其中所涉及到的感应电压也在这一过程下降到了一个无害的范围之内。

3.2接地体的安装

在建筑塔吊自身进行深基主筋的桩基安装的过程中,务必要充分的考虑到接地安装的应用,实际好似用的过程中,最好是使用垂直接地体的形式,而塔吊的角钢垂直角度就应当严格按照相关规范来进行,其接地体自身的上端位置与地面距离的具体深度不能够低于0.6m,其接地体在位置设计的过程中,引出导体至少要超出地面距离30cm以上。

3.3接地装置的连接与保护

塔吊的接地装置处于地上的部分,可以利用螺纹的方式来使得两者连接在以期,而螺纹的连接则必须要使用防腐蚀、防锈、放松等几个方面的性能;接地装置的地下部分在进行焊接的过程中,则必须要保证经过焊接处理,焊接位置不能够出现虚焊的现象,如果说在进行焊接的过程中是使用深基础中的主筋桩基钢筋来当做是自然接电线的时候,其接头或者是伸缩缝就应当通过相应的方式来进行跨度连接。并且接地线可以和塔吊自身框架之上的多个接头进行绑定,但是在绑定的过程中,务必要让各个部分都够良好的接触在一起。同时,如果说塔吊自身的接地装置是直接安装在具有一定腐蚀性的软性土壤之中,就必须要针对接地装置采取相应的防腐措施,并且在各个部位的焊接处都应当涂抹上相应的防腐漆,同时,还必须要避免接地装置遭受到机械性的损伤,在工程施工的过程中,还应当对接地装置进行定期的翻看,避免出现安全隐患而无法第一时间发现。除此之外,当塔吊接地工程完工之后,相关责任部门必须要针对这一方面来进行严格的验收。

4、结语

综上所述,由于塔吊自身在建筑工地之中所处的位置较高,而自身的结构组成也完全是由金属框架来构成,这直接促使塔吊自身所具有的接地技术安全性要求极为严格。只有将大量的接地技术进行混合性的运用,才能够使得塔吊的接地技术安全有保障,最大限度的减少塔吊之上所产生的感应电压,以此来从根本上解决塔吊接地的安全问题。但是必须要加以重视的是,目前所应用的各项技术还不完善,还应当针对该行业领域进行全面深入的研究,以此来使得塔吊接地技术的安全性能够持续不断的提升。

参考文献

[1]尹素花,袁影辉.某工程塔吊安装方案[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2011(02)

[2]陈志祥,蒋星钟,郭秋明.高层塔吊安装和拆除应注意的事项[J].经营管理者,2011(07)

[3]钱鑫,刘凤翰.关于塔吊基础设计安全隐患的研究[J].江苏建筑,2011(03)

基金项目

浙江广厦建设职业技术学院2012年度立项课题《基于核心能力培养的建筑工程专项施工方案编制与研究》研究成果

作者简介

接地改造技术 篇3

关键词:输电线路杆塔,接地电阻,电阻值,改造技术

1 前言

接地是输电线路杆塔的安全措施, 也是抵御输电线路杆塔雷击威胁的重要途径, 有了输电线路杆塔系统的良好接地, 雷电击中避雷线或杆塔的过程当中, 雷电流能够经由杆塔、接地网流入大地, 避免电力线路受到雷击作用力的影响, 从而保障整个电力线路运行的安全性与可靠性。从这一角度上来说, 接地网设计质量的水平高低会直接对整个电力线路的防雷效果产生至关重要的影响。

2 输电线路杆塔接地设计和施工存在的问题

2.1 设计存在的问题

杆塔线路接地网设计不合理, 接地系统设计及建设标准偏低, 接地网大多利用扁钢作为接地体材料, 不耐腐蚀, 运行时间长后, 造成接地电阻过大, 引起接地电阻不符合要求。

2.2 施工存在的问题

接地网施工作业属于隐蔽工程, 施工质量极易达不到工程要求, 加上施工人员责任心不强, 监督不到位, 造成接地体埋深不够, 有的甚至部分裸露;回填土未达要求, 使得接地电阻过大, 腐蚀严重, 有的甚至断开, 不能很好起到泄流作用。

2.3 接地网腐蚀的问题

输电线路杆塔接地网是产生锈蚀和电阻过大的重要部位, 最严重的部位是在输电线路杆塔接地引下线、垂直接地体入土处至水平接地体弯曲处, 有的接地引下线竟被锈断。

3 对输电线路杆塔进行接地改造的技术分析

3.1 做好输电线路杆塔下引线的技术控制

接地下引线是连接接地体和输电线路杆塔的主要结构部位和功能设备, 通过接地下引线的连接, 可以使输电线路杆塔雷击的全部电流顺利地传递, 进而避免雷击对输电线路杆塔的威胁和损毁。应该控制输电线路杆塔接地下引线的横截面, 要确保实际面积与用材面积的7:5比例, 以此来预防在特殊情况下下引线的正常工作状态。在山区土壤层贫薄地面或土壤电阻率较高区域更应该做好接地下引线的设计与布置, 必要时可以在输电线路杆塔下方采用两根下引线, 以纵交叉和横交叉的形式来做到接地电阻的控制, 进而确保输电线路杆塔接地电阻的有效降低。

3.2 做好对输电线路杆塔接地体的技术控制

从实际施工和运行的角度上看, 要控制电阻率高、雷击频繁区域接地体的横截面积, 要通过横截面积的提升确保输电线路杆塔雷击电流的充分下泄, 以达到输电线路杆塔安全的保证。可以在设计阶段采用增设垂直结构, 来丰富输电线路杆塔接地体的泄流形式, 提高输电线路杆塔接地体的泄流能力, 进而做到对杆塔和输电线路可靠运行的安全与稳定。

3.3 做好输电线路杆塔施工的技术控制

在输电线路杆塔施工中应该有先期控制意识, 以技术的手段达到杆塔和输电线路防雷能力和整体稳定。应该在输电线路杆塔施工中强调接地网的铺设和埋设, 技术人员要确定输电线路杆塔周围土壤的理化性质, 要根据土壤导电性、腐蚀性以及土壤随季节变化的系数, 使接地体和下引线能够在稳定的地层中发挥出稳定的接地效果。在具体的输电线路杆塔施工中应该将接地体和接地网的布设形式和埋设深度做到控制, 要讲求埋设体处于稳定而连续的地层之中, 并做到横断面和接地形式的扩大与丰富, 对输电线路杆塔工程回填土壤做到夯实处理, 避免因空气中氧和土壤中无机盐在水的溶解作用下出现的腐蚀, 进而在稳定输电线路杆塔接地电阻的阻值。

3.4 做好输电线路杆塔施工的防腐技术应用

输电线路杆塔腐蚀会提高接地的电阻阻值, 为了降低输电线路杆塔接地的电阻水平, 应该重点做好输电线路杆塔的防腐技术运用, 以达到输电线路杆塔线路接地效果的保证。应该区分输电线路杆塔接地的腐蚀程度来采用专门性的防腐处理技术, 对于腐蚀不强烈, 对输电线路杆塔接地电阻影响不大的区域, 应该通过防腐油漆涂刷, 接地网改造等措施来确保输电线路杆塔接地阻值的控制, 进而在提高防腐效果的同时, 确保输电线路杆塔的运行安全。此外, 对于输电线路杆塔杆塔接地系统腐蚀严重的区域应该从重新调整接地体和下引线的方式, 来控制输电线路杆塔接地电阻的阻值, 同时也可以采用防腐剂、膨润土等形式来降低阻值;在输电线路杆塔施工和改造中对于接地体、连接部位、金属暴露位置做到严格的密封和隔离。

4 结语

电力企业的构架体系中输电线路是基础性的核心, 在电力需求地点越来越多, 电力需求层次越来越高的实际发展情况下, 如果输电线路杆塔出现接地的功能障碍, 则很容易影响输电线整体和电力构架体系。要以安全电力和稳定供电的核心, 对输电线路杆塔设计失当、施工失误等部位做到严格控制, 来预防输电线路杆塔建设与运行阶段接地方面各类问题的积累和发生, 在引起工作体系重视, 技术环节强化, 思想认知提升的前提下, 形成对输电线路杆塔技术性能、安全运行的保证。

参考文献

[1]王亚军, 舒乃秋, 李澍森, 等.输电杆塔接地电阻测量新方法及误差分析[J].电力系统自动化.2006, 30 (4) :80-83.

[2]史少彧, 刘佩东, 王惠丽, 等.110k V线路型避雷器对杆塔接地要求和运行效果研究[J].水电能源科学.2011, 29 (5) :159-162, 95.

电气设备的接地技术研究 篇4

关键词电气设备接地概念接地型式

凡是电气设备或设施的任何部位(不论它带电或不带电)人为地或自然地与零电位的“地”相连通,便称为“接地”。

接地是电气设备安全的核心技术。但电气设备的接地并不是孤立的,它和电气设备的网管系统的接地,电气设备的供电系统的接地,电气机房的接地,电气线路的接地等是彼此关联的[1,2]。因此,必须用系统的观念来全面认识电气设备的接地。

1接地的型式[3,4]

1.1通信设备的接地型式

通信设备主要是电子设备,电子设备的接地一般有三种:信号接地、功率接地、保护接地。根据需要,有可能还包括重复接地、屏蔽接地、防静电接地等,这时它们可以和保护接地统称安全接地。电子设备的接地型式一般根据其工作频率和设备到接地母线或总接地端子(板)等上的接地引线长度来决定,主要有以下几种:

(1)当接地引线长度小于波长二十分之一,频率在1MHZ以下时,一般采用辐射式(星形)接地系统。

这种接地系统是将电子设备的信号地、功率地、保护地分开,用绝缘接地引线分别先接到电源室总接地端子(板)上,再引至接地体。

这种接地系统又叫“一点接地系统”或“单点接地系统”。 这种接地型式的特点是不同接地之间的接地引线路由分开,尽可能避免回路间的耦合影响,减少干扰环流。多用于低频电子设备的接地。

(2)当接地引线长度大于波长二十分之一,频率在10MHZ以上时,一般采用环状(网形)接地系统。

这种接地系统是将电子设备的信号地、功率地、保护地都接在一个公用的环状(网形)接地母线上,再引至接地体。

这种接地系统又叫“多点接地系统”。 这种接地型式的特点是不同接地之间的接地引线在较多点互相连接起来,不会产生的电位差,减少了通信回路的干扰。多点接地系统适用于高频电子设备的接地,这是因为高频电路由于频率高,耦合电容增加,即使信号地、功率地、保护地的接地引线分开,高频干扰信号仍能藕合过去,因此几种地较难真正分开。

(3)当接地引线长度等于波长二十分之一,频率在1MHZ到10MHZ之间时,可以采用混合式接地系统。

辐射式(星形)接地系统与环状(网形)接地系统相结合的接地系统称为混合式接地系统。这种接地型式的采用是辐射式接地引线将电子设备的信号地、功率地、保护地分开,在机壳或机架上汇接一点,然后再把若干设备的汇接点接至公用的环状(网形)接地母线上,再引至接地体。多用于电子仪表等的接地。

1.2计算机设备的接地型式

以计算机设备为主的现代通信设备的网管系统自成体系,因此计算机设备的接地与通信设备的接地密切相关。计算机设备一般有三种接地:逻辑地、功率地、保护地。根据需要,有可能还包括重复接地、屏蔽接地、防静电接地等,这时它们可以和保护地统称安全地。计算机设备的接地型式实际上是逻辑地与其它地的关系,一般有四种型式。

(1)悬浮接地系统:

即计算机逻辑地不接大地,与大地严格绝缘。采用直流地悬空的理论依据是:可以避免地磁场及地电位差的影响,不使其形成回路而造成噪声耦合;同时逻辑地与交流功率地分开,可以避免交流电网的干扰以及仪器仪表、检修工具等漏电进入计算机造成的干扰。

悬浮接地又有两种型式:一种是电路设计上“地电位点”,机内各个悬浮电路均分别有各自独立的基准电位,悬浮电路之间保持严格隔离,(依靠电感线圈的磁场耦合来传递信号);整个设备包括机壳都与大地绝缘隔离。另一种是将机柜固定在地板上,由于空气干燥时,积聚在机柜上的静电荷将对某些地电位点放电造成干扰,因此可以将机柜保护地与逻辑地分开而将机柜外壳接地。

(2)交直流接地系统:

这种接地系统是把逻辑地与直流功率地合接在一起,接在单独接地网上(即将计算机的直流地用编织铜线或多股铜线连接成地网,再用接地线引出机房外,焊接到单独的接地体上,有称分支式直流工作地布局);交流功率地和保护地合接在一起,接到单独的接地网及接地体上,或交流功率地通过电容器与逻辑地、直流功率地联接在一起,接在单独的接地网及接地体上。这两种作法都可以避免交流电网的干扰。

(3)一点接地系统:

这种接地系统是将逻辑地、功率地、保护地分开,相互绝缘并分别与(地板下)铜排网或格栅均压网相联,然后通过同一点(如电源室总接地端子板上)再接到接地体上。这种接地系统的优点是通过铜排网或格栅均压网来使逻辑地有一个统一的相对稳定的基准电位(零电位),减少了相互干扰,同时静电荷得到了泄漏。

(4)联合接地系统:

这种接地系统是将逻辑地、功率地、保护地均接到机柜内专用接地端子上,然后通过保护地或交流功率地的接地引线接地。这种接地系统的优点是安装简单,只需将符合要求的接地引线接到接地端子上即可。

1.3配电系统的接地型式

通信设备由低压配电系统直接或间接供电,其接地安全与低压配电系统的接地型式往往密切相关。低压配电系统的接地一般可以区分为工作接地和保护接地,保护接地又可以分为“接地”和“接零”两种(这里“接地”具体指受电设备的外露可导电部分对地直接的电气连接;而“接零”指外露可导电部分通过保护线(PE线)或保护中性线(PEN)与低压配电系统的接地点(即中性点)进行直接的电气连接。)。其接地型式一般有以下三种:

(1)TN系统:电源端有一点直接接地,受电设备的外露可导电部分通过保护线(PE线)或保护中性线(PEN)与电源端的接地点相连接,且必须将能同时触及的所有受电设备的外露可导电部分接至同一接地装置上。

按照中性线(N)与保护线(PE线)的组合情况,又可分为三种型式:TN—S系统,整个系统的中性线与保护线是分开的;TN—C系统,整个系统的中性线与保护线是合一的;TN—C—S系统,系统中前一部分的线路的中性线与保护线是合一的,然后从某点(一般为进户处)分开后不再合并,且中性线与相线绝缘水平相当。

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TN—S系统和TN—C—S系统,中性线N必须与设备机架、机壳、机盘和全部建筑物钢筋等严格绝缘。为防止中性线断线造成的危险,可以做重复接地。

(2)TT系统:电源端有一点直接接地,受电设备的外露可导电部分通过保护线直接接至与电源端接地点直接无关的接地极。

(3)IT系统:电源端的带电部分与大地无直接连接(或有一点经足够大的阻抗接地),而受电设备的外露可导电部分可以通过保护线接至接地极。也称为“不接地系统”。

在IT系统中的任何带电部分(包括中性线)严禁直接接地;系统中的电源系统对地应保持良好的绝缘水平。

1.4通信机房的接地型式

通信机房的接地是为通信设备及其相关设备的接地服务,主要是提供基准电位参考点并确保设备的安全运行。常见的接地型式有以下两种:

(1)一点接地系统:即所有要接地的设备接地线都绝缘地接到一个单独的接地汇集点上,从而为所有设备提供一个公共参考点,不受地电流和电位差的影响;同时将设备的电容、电阻、电感、变压器等元件和机壳之间在机壳上进行一点接地,以便使杂散电容短路,保持元件底板或外壳与机壳的等电位。

这个接地汇集点一般是总接地端子板,它向外用绝缘接地引线与机房外的接地体或闭合环形接地网连接,向内用绝缘接地引线与机房内的接地端子板或接地母线连接,再从接地端子板或接地母线引出绝缘接地线与设备的机壳或机架内的接地螺栓连接。单个机房等情况时往往省去接地端子板或接地母线这个环节;同一楼层有多个机房时,必须在楼层增设楼层接地排这个环节(供同一楼层内的所有设备的绝缘机架及共用的电源设备使用,且交流电缆金属外皮或金属管道也必须通过接地排接地后再进入机房)。

(2)共用接地系统:即将不同设备和不同接地点的接地线,在较多点互相连接起来,形成一个等电位面,不致产生较大电位差,减少通信回路干扰并防止雷电等过电压反击。

现在多层建筑一般利用钢筋作为避雷引下线,若想将建筑物的防雷接地系统与通信设备等的接地系统从电气上真正分开,两接地体必须保持20米以上(在单根接地极时,距接地极20米处才可近似看成零电位)且设备极其有电气连系的各中线缆、金属管道等也必须与钢筋等保持一定距离绝缘,以防雷电反击、闪击、电位差干扰等。这实际上难以做到,经济上也不合算。而采用共用接地系统则可以避免这些情况。即使有外来干涉干扰,其参考电平也会跟着浮动。

共用接地系统一般是建筑物的主钢筋互相焊接成一个法拉第笼,在建筑物顶敷设闭合避雷带(网),在建筑物外敷设闭合环形接地网,在楼层敷设闭合均压网,在机房内敷设环形接地母线,上述带、网、线、主钢筋之间应多点且均匀分布连接。机房内设备的各种接地,电缆金属外皮、金属管道、金属结构等都要与环形接地母线多点且均匀分布连接。

1.5通信线路的接地型式

通信线路(一般分为信息线路和供电线路,供电线路包括低压交流线路和直流线路两种)的接地主要是防雷、防静电、防电磁干扰、防强电误碰等,全长地埋电缆还要防腐蚀,有的线路还要提供零电位。即有防雷接地、防静电接地、屏蔽接地、保护接地,及防腐蚀接地、工作接地等。其接地型式单一,即将电缆金属外皮或屏蔽层两端接地且每隔一定长度接地;架空电缆进入通信站(通信机房等)前还要入地直埋一定长度和深度并两端接地;线路的其它设施(如电杆、钢绞线、分线箱、接头盒等)也要接地等。具体作法详见有关规程。

2接地型式的选择及注意问题

无论采用哪种接地型式,接地引线长度等于四分之一及其奇数倍的情况应避开。电子设备接地电阻值除另有规定外,一般不宜大于4Ω并采用一点接地方式。电子设备接地宜与防雷接地系统共用接地体,但此时接地电阻值不宜大于1Ω;若与防雷接地系统分开,两接地系统的距离不宜小于20m。

为防止干扰,使计算机系统稳定可靠地工作,无论计算机直流地采用何种接地型式,其接地线在机房内不允许于交流工作接地线相短接或混接,也不允许与交流线路紧贴或近距离平行敷设。另外,计算机设备的三种接地的接地电阻一般要求均不大于4Ω;三种接地装置可以分开设置,但此时彼此之间的距离不宜小于20m。通常情况下,计算机设备的接地不宜采用悬浮接地系统,而采用联合接地系统,其接地系统的接地电阻应以诸种接地装置中最小一种接地电阻值为依据。若与防雷接地系统共用,接地电阻值应不大于1Ω。

同一低压配电系统中,不宜同时采用两种接地型式。但当全部采用TN系统确有困难时,也可部分采用TT系统;但采用TT系统供电部分均应装设能自动切除节电故障的装置(包括漏电电流动作保护装置)或经由隔离变压器供电。在选择低压配电系统的接地型式时,应根据其安全保护所具备的条件及所供电的通信设备的实际情况来确定:

(1)IT系统一般用于有特殊安全要求的场合如井下,纺织车间等,通信设备一般不采用IT系统这种接地型式。

(2)TN—C系统因其中性线(N)与保护线(PE线)合为PEN线,具有简单、经济的优点,但PEN线带有电位(运行中的PEN线不仅要通过正常负荷电流,有时尚有三次谐波电流通过),可能产生杂音干扰,通信设备等电子设备不宜采用;另外,当PEN线断线或相线对地短路等事故发生时,故障电压会沿PEN线串击,从而使事故范围扩大。

(3)TN—S系统,PE线不通过正常负荷电流,避免了交流电网的干扰,可以用于通信设备等电子设备;绝缘损坏时短路故障电流大,易使保护装置动作来切除故障。但不能解决对地故障电压蔓延和相线对地短路引起的中性点电位升高或位移等问题。

(4)TN—C—S系统电源结构简单,又保证一定的安全水平(建筑物内的PE线消除了电源线路的PEN线上的电压降),也可以用于通信设备等电子设备。

(5)TT系统内,由于设备的外露可导电部分采用单独的接地体接地,和电源的接地在电气上没有联系,避免了故障电压会沿PEN线串击的危险;也适用于对接地要求较高的通信设备的供电。因为即使采用TN—S系统,也会因装置的正常泄漏电流引起微量电位变化,影响电子电路的正常工作,而TT系统因其和电源的接地在电气上无联系,因而不会发生这类问题。但TT系统绝缘损坏时短路故障电流小,必须用较灵敏的漏电保护装置和较小的接地电阻(不大于1Ω)才能确保设备安全。

nlc202309031439

(6)当专用变压器位于通信设备所在建筑物院内或建筑物内等时,只能采用TN—S系统供电;无论是采用TT系统还是TN—S系统哪种接地型式,通信设备及相关系统都不得采用中性线(N)作为保护线且中性线(N)必须采用绝缘导线。

一点接地要求机房内的所有设备及其接地线都必须与建筑钢筋、电缆管道、其它金属结构或管道等保持绝缘。一点接地还要求直流地及直流功率地的接地装置与交流工作地及防雷地的接地装置分设。但当机房所在建筑物利用钢筋等金属构件作为防雷引下线时,则合设接地装置;或当设备不易作到与站内各种金属构件绝缘时,也应合设接地装置。上述各种地的绝缘接地线可以在总接地端子板处或建筑物外闭合环形接地网处联接在一起。一点接地系统抗交流电网干扰及地电位干扰能力较强,但实施比较困难。现在通信机房一般采用共用接地系统。

3结束语

通过电气设备接地技术的分析,在实际工程中做到正确的选择接地型式,对需要注意的问题要进行合理的分析,在此基础上对接地的具体做法进行科学施工,从而提升设备的电气安全。

参考文献

[1] 傅洪畴,低压电气安全,中国标准出版社,1994

[2] 叶佩生,计算机机房环境技术,人民邮电出版社,1999

[3] GB 50057—94《建筑物防雷设计规范》

[4] JGJ/T 16—92《民用建筑电气设计规范》

Research of Electrical Equipment Grounding Techniques

Liu Junle

(Zhongshan Power Supply Bureau,Zhongshan 528400,China)

AbstractThe grounding concept of electrical equipments are stated first. Then the grounding patterns are analyzed detailedly. Finally the problems in choosing grounding pattern are discussed systematically.

Key wordselectrical equipment ,grounding concept,grounding pattern

(收稿日期:2012年7月21日)

一起直流接地事件的分析及改造 篇5

关键词:直流系统,接地故障,UPS

0 引言

500 k V变电站直流系统的运行状况对于保护及自动装置等二次设备动作行为具有重要影响, 直流系统接地故障导致保护装置动作异常情况时有发生[1,2]。但相比于保护装置而言, 电网运行部门对直流系统的运行维护重视程度还有欠缺[3]。本文结合某500 k V变电站因交、直流系统未能很好隔离, 交流回路发生接地后导致直流系统运行异常的事件, 详述了缺陷排查过程, 分析了事件原因, 并提出了具体的整改措施和建议, 对于直流系统接地事故的查找和维护具有一定的借鉴作用。

1 现象及直流系统二次回路的排查分析

某500 k V变电站一次扩建工程后, 直流监测系统显示对地绝缘下降, 但对地电阻值尚在允许范围内, 保护检修人员对直流系统增加回路检查并未发现异常。

隔一段时间后, 该变电站220 k V母线由双母线结构改造为双母单分段结构, 其中新增220 k V分段开关 (233) 的二次配置为:南瑞继保的RCS-9705C-BS测控装置和CJX-21三相操作箱。本开关没有独立的保护装置, 其跳闸回路分别为:①#1和#2主变A套保护装置, 以及220 k V A套母差保护装置至第一组跳闸线圈;②#1和#2主变B套保护, 以及220 k V B套母差保护至第二组跳闸线圈;③测控装置与操作箱之间的遥控分、合屏内线;④操作箱至开关的合闸、跳闸I、跳闸II、正电源、负电源接线。分段233开关的合闸及第一组跳闸回路示意图如图1所示。

在验收分段开关 (233) 二次设备时, 发现开关在分位时, 合位灯有比较明显的亮度;把开关合上时, 跳位指示灯也会亮, 但亮度比合位灯在开关处于断开状态下要低一些。发现此异常情况后, 保护检修人员对直流系统检测结果为:①直流系统电源正极对地电压为83 V, 负极对地电压为-147 V, 正负对地不平衡;②断开直流电源开关, 测量各回路对地及各回路之间的绝缘均在20 MΩ以上, 二次回路接线未发现异常;③送上直流电源开关, 当开关在分位时, 在操作箱跳闸出口端子4D29上测量有111 V左右的对地直流电压, 而当开关在分位时操作箱跳闸出口至负电源回路为断开状态, 此端子上的直流电压理论上为83 V。端子4D29只与保护装置来的三路跳闸回路有关联, 在保护端子排上拆除#1主变过来的跳闸回路时, 发现合位灯亮度有所变暗, 发现此现象后我们又拆除了#2主变过来的跳闸回路, 合位灯亮度再度变暗, 在拆除三路跳闸回路时, 合位灯熄灭。

如果4D29的对地电压为纯直流分量, 由回路可知, 此时在合位灯上呈现反向的电压降, 合位灯不应该点亮。综合上述排查过程的一系列试验, 检修人员的初步判断是:在直流系统中串入了交流成份, 鉴于三路跳闸回路的电缆较长 (约100多米) , 由对地电容效应导致跳闸出口处电压升高, 引起指示灯异常点亮。带着此疑问, 用万用表的交流电压档测量了直流系统的对地电压, 直流系统正、负极对地都有120 V的电压。采用手持式录波仪器对直流系统正极对地检测, 其波形如图2所示。

由图可以肯定的是交流电源串入了直流系统。而交直流的结合部位只有UPS逆变设备。

2 交直流回路的排查

站内UPS电源回路示意图如图3所示。

由图可知:两套直流系统各输出一路电源给对应的UPS屏;另外, UPS屏同时接入交流电源。UPS的输出回路与直流系统同为不接地系统, 理论上讲不会出现直流系统对地绝缘下降现象, 综合上述现象和初步判断分析, 继电保护检修人员做了如下试验:

1) 分别断开直流系统至UPS屏的电源开关, 直流系统绝缘恢复正常, 测量直流正、负对地交流电压为零, 233开关操作箱的指示灯恢复正常。由此确认问题出在了UPS屏。

2) 在正常运行状态下, 拆除UPS备用屏至主屏间的输出联接电缆 (主屏运行) , 备用屏所对应的#2直流系统绝缘恢复正常, 并无交流电压成份。由此排除屏内故障的可能。

3) 断开UPS屏上至35 k V保护小室的输出开关 (35 k V小室扩建过#2主变) , #1、#2直流系统绝缘恢复正常, 测量直流正、负对地交流电压为零, 233开关操作箱的指示灯恢复正常。确认问题出在UPS电源至35 k V小室的输出回路上。

4) 在35 k V小室UPS分电箱屏上断开电源总开关, 直流系统恢复正常。其分支回路有四路分别至:#2主变电度表屏、#2主变在线油色谱分析屏、#1主变本体端子箱、#1主变电度表屏。火线经开关控制, 零线不经开关控制并接在端子排上。分别断开四支路火线开关, 直流系统未恢复正常, 确认为负载侧接地。

5) 分别拆开四支路零线, 直流系统绝缘有所恢复, 在全部拆除时绝缘恢复正常, 在拆除至#1主变本体端子箱时绝缘恢复最大。

从以上试验可以看出接地的最大可能发生在至#1主变本体端子箱回路, 在#1主变本体端子箱内UPS电源同时供温控器及箱内加热照明等回路使用。经查, 温控器回路没有接地情况, 而在断开B相本体端子箱的加热回路时接地消失, 确认UPS电源在此箱内发生了接地。断开加热电源开关查找接地点:用万用表测加热开关下端火线、零线对地有120 V交流电压, 由于是零线接地, 把接地点定在加热电阻部份。切断投加热电阻切换开关, 火线对地电压为零, 零线对地电压为120 V。在查找接地情况时发现加热电阻的零接线柱与端子箱箱体靠在了一块, 造成接地。把加热电阻接地情况处理完后, 投入所有开关及接线, 直流系统绝缘恢复正常, 测量直流正、负对地交流电压为零, 233开关操作箱的指示灯恢复正常。

3 事件分析及整改措施

由异常排查过程及结果分析, 可知此站直流系统存在如下问题:

1) UPS系统的逆变隔离不合格, 虽然UPS负载为不接地系统, 但即使出现交流接地事件, 鉴于交直流隔离措施, 不应导致交流分量串入直流系统, 影响直流系统运行, 此点是导致直流系统异常的重要因素。

2) UPS电源负载应用不当, 其负载应为不能失电的重要设备, 而加热、照明等辅助回路接入UPS负载, 不但增加UPS电源的负担, 更重要的是增加了发生接地的概率。

综上分析结果, 制定如下整改措施:

1) 取消UPS对加热、照明等辅助回路的供电, 改为交流系统直接供电方式。

2) 改进UPS交直流逆变设备的隔离措施, 不致使交直流两系统互相影响。

4 结语

直流系统的正常运行对于电网二次设备的作用正确发挥至关重要, 文章详述了一起直流运行缺陷的排查过程及事故原因分析, 由此可以看出:直流系统的任何不正常现象的出现, 应引起运行检修人员的足够重视, 彻查其原因并予以消除, 防止出现重大隐患;另外, 一流的仪器和设备对于缺陷的排查非常重要, 可在一定程度上减少对经验的依赖。

参考文献

[1]陈志军.500kV变电站直流系统负荷分配对保护装置的影响[J].继电器, 2006, 34 (7) :74-77.CHEN Zhi-jun.The Influence of Load Distribution in500kV Substation DC System on Protector[J].Relay, 2006, 34 (7) :74-77.

[2]李冬辉, 史临潼.发电厂和变电站直流系统接地故障检测总体方案[J].电网技术, 2005, 29 (1) :56-59.LI Dong-hui, SHI Lin-tong.An Overall Scheme to Detect Grounding Faults in DC System of Power Plants and Substations[J].Power System Technology, 2005, 29 (1) :56-59.

变电站接地网优化与改造 篇6

1 土壤电阻率测量

土壤电阻率是决定接地阻抗的主要因素, 根据土壤类型以及土壤中所含水分的性质和含水量的多少, 土壤电阻率可以在很大范围内变化。传统的接地网分析方法是将实际非均匀的土壤而视为均匀土壤。然而当变电站接地网的占地面积很大时, 由于有很大一部分故障电流会从深层土壤流走, 深层土壤对接地网的接地性能有很大的影响, 是必须考虑的。所以在进行接地网的设计之前, 必须对接地网所在地的土壤结构有个了解。

1.1 测量方法

土壤电阻率的测量有三极法和四极法两种。三极法测量土壤电阻率的最大缺点在于:在所测得的接地电阻R中包括有垂直接地棒和土壤间的接触电阻, 而该接触电阻和接地棒跟土壤接触的紧密程度 (是否晃动) 有很大的关系, 因此用三极法测得的土壤电阻率往往含有很大的误差。为了消除接触电阻的影响可以采用四极法。对于等距四极法, 早在1915年, F.Wenner就提出了土壤电阻率的测量方法 (等距四极法)

在四极法中, 四个电极位于同一水平面上, 对于均匀土壤可运用式1。

在测得I和V23后, 由式2即可求出土壤电阻率ρ为:

1.2 视在电阻率的推导

针对多层水平分层的土壤模型, 一般等距四极法的四个电极都会打在距地表不深的位置, 可以认为是第一层, 其四个电极位于同一水平面。在现场都是用式2求的, 在多层土壤下, 它就是视在电阻率, 视在电阻率的关系式如式3。

1.3 目标函数的建立

测得m个视在电阻率的数值, 应能找到一套土壤结构的参数, 使式4成立。

一般无约束问题算法有两种:第一种是在计算过程中要用到目标函数的导数值, 第二种是仅用到目标函数的函数值而不用计算导数值。求解无约束的最优化问题minf (x) , x∈Rn的最优化方法, 一般有Newton法, 共轭梯度法, 变度量法等。

利用等距四极法方对土壤进行测量, 对不同测量数据用土壤反演程序分层, 得到均匀和非均匀土壤的基本参数。

2 接地网优化设计与改造实例

2.1 实例分析

某供电局一次变电站原地网是164m×184m, 因建设时间较早, 虽然后期不断完善和改造, 但还是不能解决在高土壤电阻率地区, 接地电阻降不下来的实际问题, 原地网有大量的腐蚀现象。由于接地网的缺陷, 曾发生了不少事故, 事故的原因既有接地网接地电阻方面的问题, 又有接地网均压带方面的问题, 随着电网的发展, 特别是变电站内微机保护、综合自动化装置的大量应用, 这些弱电元件对接地网的要求更高, 为了保证变电站内的一次设备、二次设备和微机自控装置的安全运行, 必须重视接地网设计。

2.2 设计与改造方案

综合考虑土壤及原接地网本身大小, 对变电站附近土壤进行全面的测量, 由于受到接地网面积限制, 不能任意扩大, 因而初步设计采用引外接地来降低接地电阻以达到要求。

以下是降低接地电阻的几种基本方法。

2.2.1 扩大变电站接地网的面积。

变电站的接地电阻可用式7来计算。

可以看出, 变电站的接地电阻与接地网面积的平方根成反比, 接地网面积越大, 其接地电阻也就越低。无疑增大变电站接地网的面积是降低其接地电阻的一种行之有效的方法。

2.2.2 引外接地

引外接地是一种将变电站主接地网区域外某一低土壤电阻率区域铺设的辅助接地网相连的方法, 以达到降低整个接地系统接地电阻的目的。

2.2.3 增加接地网的埋设深度

埋设深度指水平接地网埋设到地面的距离。在接地网其它参数不变的情况下增加接地网的埋深会使接地电阻减小, 但其降阻效果不是很明显, 这在高土壤电阻率地区更是如此。

2.2.4 利用自然接地

自然接地包括建筑物的钢筋混凝土的钢骨架, 变电站进水口拦污栅、闸门及引水管等, 对于这些自然接地, 由于它们本身具有较低的接地电阻, 因此在设计变电站接地网时充分考虑利用这些自然接地极与主网相连, 以达到降低接地网接地电阻的目的, 利用自然接地体的降阻效果相当明显, 并且不需要增加投资。

2.2.5 长垂直接地极及接地井

如果接地系统所处土壤存在下层低电阻率层, 则可采用垂直接地极或接地井。接地井是导体尺寸很大的一种垂直接地极。

2.2.6 局部换土

土壤电阻率的高低直接影响接地电阻的大小。对于某些位于高土壤电阻率地区的接地装置, 如果采用其他方法降阻困难, 可以采用局部换土的方法。用土壤电阻率较低的土壤或接地降阻剂来更换接地装置周围的高电阻率土壤, 能获得较低的接地电阻。

2.3 实证操作

在本次变电站接地网的改造中, 应用不等电位模型编写相应的软件, 采用了引外接地技术, 在变电站的两侧向外引三个通道, 利用变电站周围有农田, 同时引外接地网所在的地方土壤电阻率远远低于变电站的土壤电阻率, 这样引外的效果会更好。这主要是考虑变电站地理位置与周边地理环境进行初步设计。

3 结语

随着我国电力事业的迅猛发展, 变电站的容量越来越大, 电压等级越来越高, 接地网面积相应加大, 采用等间距布置的接地网由于散流作用不均匀, 使地表电位梯度增大, 因而研究变电站不等电位模型接地网的优化布置与接地网改造是必要的。采用引外接地网是降低接地阻抗的有效方法之一, 由于变电站面积有限, 在实际工程中, 设计人员一般把辅助接地铺设在土壤电阻率比较低的地区。研究土壤电阻率及引外接地网的参数计算方法, 编写相应的软件, 计算得到一些数据, 与实测数据进行比较, 证明接地网设计的正确性。

摘要:介绍了土壤电阻率测量方法, 利用测量数据进行土壤参数反演。已知变电站接地网原始接地网大小, 利用土壤参数进行接地阻抗计算。以工程实例为例分析降低接地阻抗方法, 并设计改造变电站接地网。

关键词:变电站,接地网,土壤电阻率,优化设计

参考文献

[1]鲁志伟, 等.大型变电站接地网工频参数的数值计算[J].中国电机工程学报, 2003, 23 (12) :89~193.

[2]解广润.电力系统接地技术[M].北京:中国电力出版社, 2006.

某电厂35kV系统接地改造 篇7

1.1 项目技术背景

某电厂35k V系统现有接地网为柜体槽钢支架通过40×4扁钢与主接地网相连接, 厂主接地网为ф50镀锌钢管与40×4扁钢成环网布置在电气主控楼四周, 镀锌钢管与扁钢埋置于地下, 随着时间的推移氧化程度较为严重, 不能保障厂接地网的完好性。因此现将厂接地网进行改造升级, 采用先进的接地材料615880镀铜钢接地棒间隔5米环形布置在电气主控楼及主变四周, 接地网干接线采用30CCS70镀铜钢绞线, 主变区域加装3根E-CRV102Q4UB离子接地棒, 焊接部位采用热熔焊接, 改进后能达到很好的抗氧化、耐腐蚀效果, 很大程度的提高了厂接地网的可靠性。

保护接地尤为重要, 在设备突发事故或是雷击大电流流入时, 能有效降低设备的对地电阻从而降低对地电压, 起到保护设备的作用。而当用电设备发生外壳漏电时, 电流经接地线导入大地, 又能有效的防止人身触电事故。

本次改造是采用目前先进的接地材料, 30CCS70、30CCS95镀铜钢绞线用于接地网接地干线, 615880镀铜钢接地棒共敷根构成厂接地极, 另外在主变区域敷设三根ECRV102Q4UB离子接地棒。本次改造所用焊接点全部用放热焊接模具热熔焊接, 有效的降低了接触电阻及提高了可靠性, 据经验统计本次改造所使用材料使用寿命为50年。

1.2 改造前现状

厂除烟囱避雷针是单独接地外, 其余的避雷接地网、电气接地网全部连在一起, 构成厂的整个接地网络。厂区总接地网接地极沿主控楼和主厂房外延四周设置进行接地, 整个区域内所有接地沿电缆沟预埋角钢接地线进行相互连接, 并与接地极可靠连接构成总接地网。

2 电气主控楼接地情况 (见图1)

主控楼分电气主控室、35k V配电室, 细接地说明如下:

2.1 35k V配电室开关柜与预埋钢架焊接, 然后预埋钢架再和电缆槽里的扁钢焊接, 最后沿主控西北角引至主控电缆层, 通过电缆层的接地网络和厂区接地网实现对接。

2.2 电气主控综自设备均通过综自屏与地板预埋钢架焊接可靠接地;然后预埋钢架通过扁铁和35k V配电室出来的接地扁铁连接, 完成电气主控接地。电气综自屏和预埋钢架焊接实现可靠接地, 屏内所有装置接地全部集中在屏内的接地线母排, 然后接地母排通过2.5mm2软铜丝导线和预埋钢架连接, 完成屏内装置的接地。

3 改造方案 (见图2-6)

3.1 在电气主控楼四周开挖800×500沟渠, 距离5m敷设一个615880镀铜钢接地棒接地极, 共敷设45个, 主变区域间隔5m敷设3个ECRV102Q4UB离子接地棒。

3.2 采用30CCS70镀铜钢绞线将所用接地极进行连接, 焊接采用热熔式。

3.3 新接地网与厂原有接地网间隔15m一处可靠连接。

3.4 主变本体加装接地螺栓, 东西方向各加装1根设备引下线均与接地干线可靠连接, 龙门架从顶部引下设备引下线与设备接地干线可靠连接。

3.5 使用30CCS70镀铜钢绞线由35k V配电室外墙北侧引入, 绕经35k V配电室到达主控室, 后由主控室西侧外墙穿出, 与主接地网可靠焊接。

3.6 35k V配电室及主控室等电位接地网沿墙300mm高度敷设。

3.7 主控室使用原有二次接地网, 使用2根BVR-1KV-1*100铜线与主网一点接地。

3.8 35k V配电室所有开关柜内加装接地铜排, 并且柜内互感器接地端与接地铜排可靠连接, 使用BVR-1KV-1*100铜线将柜内铜排首尾相连, 形成等电位接地网。

3.9 使用BVR-1KV-1*100铜线将35k V配电室与主控室柜内接地铜排可靠连接。

3.1 0 主控室柜体钢结构两点与接地主网连接连接线采用30CCS95镀铜钢绞线。

3.1 1 35k V配电室柜体钢结构两点与接地主网连接连接线采用30CCS95镀铜钢绞线。

4 效果验证

2013年6月底完成35k V接地网改造后, 规范了设备接地, 避免雷击反冲击电气装置, 稳定了电气系统的安全运行。在电气主控形成一个环状、闭合的等电位接地网, 防止接地网产生电位差影响二次装置安全运行。在2013-2014年打雷比较集中, 并且打雷比较严重情况下, 电气主控的装置仍能安全运行, 全年雷雨季节没有出现一次由于雷击造成装置的损坏, 充分证明本次改造比较成功。

集上所述, 改造后的好处主要体现在3个方面:安全效益、经济效益、人才培养。

4.1 安全效益

2014年是厂安全攻关的一年, 面对当前经济形势极度紧张的情况下, 安全就是效益。公司多次会议召开并文件下发, 要求深刻反思, 搞好基础安全工作。但是今年的安全形势日益严峻, 集团公司的安全态势给我公司及我厂带来了前所未有的紧迫感。面对当前的安全形势, 设备安全同样重要, 公司“安全1#文件”中明确提出:“杜绝对外责任停电事故”。我厂去年6月份完成本改造后, 经历住了一年的雷雨考验, 为我厂的对外供电筑起了高堤大坝。在当前我公司跨越发展, 面对转型寻找机遇的时刻, 设备安全稳定运行是基础。

4.2 经济效益

产生安全效益的同时, 必然产生经济效益。假如雷击造成装置损坏, 就必须对装置进行更换, 而南自保护装置的价格大约为平均每台2万元。而且更严重的有可能造成全厂停电事故, 我厂平均日发电量45万k Wh, 每度电的单价为0.5214元, 一天的经济收入为234630元, 假如发生事故这些就是直接的经济损失。

4.3 人才培养

通过本次改造, 电气技术人员不仅增长了知识, 开拓了眼界, 同时也培养了技术人员对新科技产品的掌握和利用, 改变了大家以前陈旧的观念, 通过新科技和新技术解决了现场存在的隐患和不足。

参考文献

[1]王小妮.对35kV系统接地对系统危害的相关研究分析[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2012 (10) .

[2]丁艺峰, 魏晓朋.枢纽变电站内35kV系统接地的处理和思考[A].2011年亚太智能电网与信息工程学术会议论文集[C].2011.

接地改造技术 篇8

1.1 勘察现场实际情况。

二次变电站通信机房, 因为早期建设时, 通信设备少并且为模拟电子设备, 未按照现代数字化设备应用的机房标准和规范建设, 留下很多不安全隐患。经现场勘察存在问题有, 机柜与机柜之间没有做等电位跨接, 机柜没有与接地系统等电位连接, 机房总接地汇接排为支撑设备的槽钢。根据现场勘察所得到的情况, 结合实际以计算机房标准进行改造。

1.2 总接地排具体制作方法。

总接地母线排其最小尺寸为4mm高x400mm宽扁铜, 长度和形状可视机房实际需要来确定。与槽钢连接时, 将总母线做铜刚过度, 方法是选4mm高x400mm宽的扁钢与铜母线搭接焊接。搭接长度与铜母线宽度相等。搭接处采用铜焊焊接。铜焊是一种高强度, 无泄露连接的好方法。这种方法连接强度高, 并可承受最高的温度极限工况。使用氧乙炔铜焊设备可使焊口有最高的强度。氧乙炔是将纯氧渗入乙炔, 这种混合物可以产生很高温度的火焰。操作人员要不断的调节氧气和乙炔的比例, 以保证氧乙炔的正确使用。氧气瓶和乙炔罐上都有压力调节器和仪表, 一个仪表指示罐内压力, 另一个仪表指示焊枪的压力。乙炔是易燃性气体, 当与氧气一起燃烧时更是如此。因此, 在铜焊过程中必须始终戴上安全玻璃面罩。不要把焊枪 (点燃或非点燃) 伸向火焰或产生火花的地方。点燃焊枪要使用火花塞, 不要使用火柴。用乙炔阀调节火焰的长度, 慢慢的调节氧气阀以得到所需要的火焰。“中性火焰”是兰色锥形, 在尖端有一点红紫色, 这种火焰最为有效。若按以下步骤正确操作, 铜焊很容易进行。a.彻底去掉连接处的油脂。b.接点配合恰当, 并且固定各部件。c.按助焊剂生产厂提供的说明添加助焊剂。d.均匀加热推荐温度, 并使焊枪按“8”字形不断移动。e.在被焊部件处加铜焊料。不要用焊枪加热 (熔化) 铜焊料。f.冷却连接点。g.用刷子和温水彻底清洗接点, 除去残留的助焊剂。h.在铜母线上镀锡处理。将制做好的铜刚过度母线, 刚的一端选适当长度与槽钢搭接焊接, 搭接长度为扁钢的宽度, 焊接后焊接处做防腐处理。

1.3 分接地排制作方法。

分接地母线排其最小尺寸为4mm高x200mm宽的电镀锡扁铜, 长度和形状可视机房内通信机柜的小来确定。

1.4 接地的接线方式。

在机柜与机柜之间, 用线经为6平方毫米多股电缆线跨接, 使其成为等电位。所有机柜, 设备外壳, 用线经为6平方毫米多股铜线电缆线引至所在机柜内分接地汇接排。总接地汇接排与分接地汇接排之间用线经为75平方毫米多股铜线电缆连接。如图1。

2 接地电阻的测量方法

2.1 测接地电阻的原因。

因为接地工程, 是隐蔽工程, 当施工完成后, 直观目视不能马上检查到工程质量是否达标, 需要人工做接地电阻测量。

2.2 接地电阻测试要求:

a.交流工作接地, 接地电阻不应大于4Ω;b.安全工作接地, 接地电阻不应大于4Ω;c.直流工作接地, 接地电阻应按计算机系统具体要求确定;d.防雷保护地的接地电阻不应大于10Ω;e.对于屏蔽系统如果采用联合接地时, 接地电阻不应大于1Ω。接地电阻测试仪ZC-8型接地电阻测试仪适用于测量各种电力系统, 电气设备, 避雷针等接地装置的电阻值。亦可测量低电阻导体的电阻值和土壤电阻率。本仪表工作由手摇发电机、电流互感器、滑线电阻及检流计等组成, 全部机构装在塑料壳内, 外有皮壳便于携带。附件有辅助探棒导线等, 装于附件袋内。其工作原理采用基准电压比较式。

2.3 使用前检查测试仪是否完整, 测试仪包括如下器件。

a.ZC-8型接地电阻测试仪一台;b.辅助接地棒二根;c.导线5m、20m、40m各一根。

2.4 使用与操作。

a.测量接地电阻值时接线方式的规定仪表上的E端钮接5m导线, P端钮接20m线, C端钮接40m线, 导线的另一端分别接被测物接地极E′, 电位探棒P′和电流探棒C′, 且E′、P′、C′应保持直线, 其间距为20m。测量大于等于1Ω接地电阻时接线图见图2。将仪表上2个E端钮连结在一起。此主题相关图片如图2。b.测量小于1Ω接地电阻时接线图见图3将仪表上2个E端钮导线分别连接到被测接地体上, 以消除测量时连接导线电阻对测量结果引入的附加误差。此主题相关图片如图3。

2.5 注意事项。

a.禁止在有雷电或被测物带电时进行测量。b.仪表携带、使用时须小心轻放, 避免剧烈震动。

结束语

按照以上的方法, 已对供电区内的二次变电, 通信机房接地进行了一部分改造。接地保护系统得到了进一步提高。站内通信设备的抗雷击, 防过电压, 防本机电磁泄漏, 浪涌保护, 抗外界电磁干扰有了明显提高。只有认真做好基础工作, 严格执行通信基站防雷与接地设计规范, 才能保证通信设备安全稳定不间断运行。

摘要:通信设备的良好接地是设备正常运行的重要保证。对光端机, 综合调度数据接入设备, 计算计等通信网中精密设备更是如此。本文针对老旧二次变电站通信机房, 接地系统存在的问题。根据现场的实际情况, 严格按通信局站机房接地设计施工规范, 加以改造。并且对改造后的接地排的接地电阻进行测量, 来验证施工质量。

关键词:接地改造方法,接地排铜铁过度,接地电阻测量

参考文献

[1]YDJ26-89通信局站接地设计技术规范.

[2]YD5068-98移动通信站防雷与接地设计规范.

[3]ZC-08接地电阻测试使用说明书.

[4]YD5098-2005通信局站防雷接地设计规范.

小电流接地选线技术的发展应用 篇9

【摘 要】小电流接地选线技术是一种新型的采用多CPU分散式采集信号的接地选线技术,本文介绍了小电流接地选线的技术原理及发展情况。

【关键词】小电流接地选线技术;原理;发展

0.引言

由于单片机的出现,在电力系统接地检测设备方面有了质的飞跃。20世纪80年代开始小电流接地系统以中性点不接地方式为主,此阶段有应用微机技术开发的基于零序电流相对值及方向为原理的选线装置,较好地解决了中性点不接地系统的接地选择问题。对于经消弧线圈接地系统,由于消弧线圈的补偿作用,造成此装置在中性点经消弧线圈接地系统中选线准确率不高,还经常出现误判的情况。在原理上提出了以5次谐波作为判线依据的方案。随着供电系统的不断扩大,电缆增多,供电长度延长,系统接地电容电流增大,在供电系统中为了加强供电的安全性,增加了消弧限压补偿装置,这就更加增大了选线准确的难度。一种新型的选线技术应运而生,这种选线保护采用多CPU处理的方案、窄带滤波技术及现场自适应技术,很好地解决了中性点经消弧线圈接地系统的选线问题。

1.系统选线原理

在小电流接地系统中,正常情况下,系统三相电压对称平衡,三相对地电容相等。当发生一相接地时,PT开口三角绕组的电压升高三倍,在系统中用它作为启动信号,接地线路的零序电流最大等于所有非故障零序电流之和,相位滞后零序电压近90°,大小与线路长度有关;而非接地线路零序电流为本身电容电流值,相位超前零序电压近90°。在系统发生单相接地故障时通过对接地电流分析测试发现,接地线路的接地电流与容性电容分量成正比,并且5次谐波与基波特性一致。

在中性点经消弧线圈接地系统中,由于消弧线圈的补偿作用,使得接地线路零序电流与非接地线路零序电流相位相同,其数值大小不定,无法采用以基波幅值的方法判断,所以采用基波幅值理论开发的老式选线装置在有消弧线圈补偿系统中应用,误判率很高,选线不准。

总之,在消弧线圈补偿的系统中,采用PT开口电压作为启动信号,根据各条线路中5次谐波的幅值、相位和谐波含量等多重判据作为接地选线原理。

2.老式选线技术存在问题

在以往的选线装置中大多采用单一CPU处理采样数据的模式,对于中性点经消弧线圈接地系统采用5次谐波作为判据,而5次谐波在电网中含最很低(一般为2%-3%),不经过很好的滤波器及足够的采样点数,采样精度得不到保障,其误判率就会提高。采用单一的CPU,几十条线路由1个CPU经A/D分时处理,势必造成相位延迟,采样本身就不能在同一时刻,存在着固有的测量误差:若为了排除接地过程中不稳定因素的影响,要求在一周波之内将所有线路采样完成,那就会牺牲采样点数,这些因素都会降低采样精度,提高误判率。

3.新发展

基于老式选线系统存在的诸多问题,导致选线准隹确率降低,一种针对消弧线圈接地系统的小电流接地选线新技术应运而生,它采用多CPU并行处理,5次谐波窄带选频,保证了所有线路采样的同时性,大大提高了消弧线圈接地系统选线的准确性。

4.装置构成及技术特点

4.1装置构成

小电流接地选线装置的基本单元CJMK由安装于高压出线柜中的采集单元和一个中央处理单元(ZYDY)构成。基本采集单元除接收开口三角电压外,其余均输入零序电流互感器采集的零序电流信号,还有继电器输出可用于报警和故障线路跳闸信号。

中央单元作为系统的核心,通过接收采集基本单元的数据信息实现接地选线。中央单元可对PT开口三角电压值给予设定,使PT接地值大于设定值。当发生接地时,作为启动信号,中央单元发出采集命令,各回路上的采集单元同日寸采集零序电流,经滤波后,送至中央单元,由其进行分析判断出接地线路。

CJMK的配置图,主要作用是小电流接地系统在发生单相接地故障时,对系统的零序电压和零序电流进行信号采集,再经过整形放大、数模转换,传递给CPU进行分析处理。

4.2技术特点

①多CPU处理。每一个基本单元即为一个CPU处理单元,单独采集零序电流,充分保证了采样的点数,每一周波为80点,对以5次谐波作判据为16点。多CPU处理保证了所有线路采样严格控制在同一时刻,排除了不稳定性对判线的影响。②对5次谐波进行窄带选频,同时提取基波成分,利用其相对关系判断接地线路,可排除零序电流互感器特性不一致造成的错判,大大提高了5次谐波的采样精度,充分保证了测量精度、精确测量幅值及相位。③采用现场自适应技术,现场信号或大或小均采用相应的量程测量,不存在测量死区。谐波含量有高有低,若实际接地为虚接地,则信号会比较小,只有采用现场自适应技术,才会提高判线的准确性。

5.安装使用中的注意事项

七煤集团桃山矿2008年安装使用了这种新型小电流接地选线系统,经过一段时间运行,总结了一些安装使用中存在的问题。

①零序互感器信号采集线,在安装中不要接反,接反导致数据不准确。②穿过零序电流互感器的地线方向要从内至外,切记不可反向,否则将不会有采集数据。⑨调试过程中要把CT变比摘正确,否则也会出现采样不准确的情况。

6.结语

电动接地刀闸控制回路的改造与应用 篇10

电气闭锁是将断路器、隔离开关、接地刀闸等设备的辅助接点接入电气操作控制回路中达到闭锁目的的一种方法。辅助开关应满足响应一次设备状态转换的要求,接入电气回路中的辅助触点应满足可靠通断的要求。电气闭锁普遍应用于电动操作的隔离开关和接地刀闸中,其中电动接地刀闸的操作与隔离开关的状态相关联。本文以双母线接线为例进行说明,如图1所示。接地刀闸01G的分合闸操作受隔离开关1G、2G、3G闭锁,即只有在这3组隔离开关都在分闸位置时才能操作01G;相反地,其中任何一组隔离开关在合闸位置时都不能操作01G。这同样适用于031G接地刀闸。而032G接地刀闸则受隔离开关3G和高压带电显示装置闭锁,即只有3G在分闸位置且高压带电显示装置显示线路确无电压时,才能操作032G;相反地,3G在合闸位置或高压带电显示装置显示线路有电时,均不能操作032G。

2 原接地刀闸控制回路存在的问题

原接地刀闸控制回路有远方遥控和就地两种操作,受电编码锁和机械联锁闭锁,如图2所示。下面以合闸操作为例分析其存在的问题。

(1)远方遥控操作时:经L→QF3(2-1)→BMS→合闸遥控(56-55)→SBT2(7-8)→KM2(A1-A2)→KT2(95-96)→KM1 (61-62)→SP2 (2-5)→SP3 (1-3)→SB3 (1-2)→停止遥控→(T1-T2)→QF3(3-4)→N形成回路,合闸接触器KM2吸合,其3对触点(1-2)、(3-4)、(5-6)闭合,电机M运转,接地刀闸合闸。

(2)就地操作时:经L→QF3(2-1)→SBT2(5-6)→SB2→KM2 (A1-A2)→KT2 (95-96)→KM1 (61-62)→SP2 (2-5)→SP3(1-3)→SB3(1-2)→停止遥控→(T1-T2)→QF3 (3-4)→N形成回路,合闸接触器KM2吸合,其3对触点(1-2)、(3-4)、(5-6)闭合,电机M运转,接地刀闸合闸。

从以上分析可知,在远方遥控操作时,接地刀闸控制回路仅受电编码锁BMS闭锁,而在就地操作时,接地刀闸控制回路不再受电编码锁BMS闭锁。这样,就地操作时只能靠机械联锁来完成闭锁,一旦误操作,电机就会带动接地刀闸动作而损坏闭锁板和设备,甚至造成人身事故,故必须对其进行改造。

3 接地刀闸控制回路的改造

(1)就地操作回路的改造。改造的方法是使得就地操作接地刀闸时,其控制回路也受电编码锁BMS闭锁,即拆除图2中ab短接线,增加图3所示cd短接线。

(2)增加电气联锁。改造的方法是使得就地操作接地刀闸时,其控制回路受外部联锁闭锁,即拆除图2中T1、T2短接线,在图3回路T1、T2间串接隔离开关的辅助接点(电气联锁接点)。

改造后,就地操作时经L→QF3(2-1)→BMS→(d-c)→SBT2(5-6)→SB2-→KM2(A1-A2)→KT2(95-96)→KMl(61-62)→SP2(2-5)-→SP3(1-3)→SB3(1-2)→停止遥控→外部联锁(T1-T2)→QF3(3-4)→N形成回路,合闸接触器KM2吸合,其3对触点(1-2)、(3-4)、(5-6)闭合,电机M运转,接地刀闸合闸。

4 应用实例

某变电站线路侧接地刀闸的有电闭锁取至电压互感器的二次侧电压,经闭锁继电器BSJ启动后输出硬接点J,再把硬接点J(T1-T2)串入接地刀闸电气闭锁回路(图3中T1-T2)完成有电闭锁,如图4(a)所示。但现有运行规程要求,线路由运行转冷备用后,要断开电压互感器二次侧空开,以防电压互感器二次侧电压返送电到一次侧造成事故。为此必须对该有电闭锁回路进行改造。

(1)在线路侧装设感应式高压带电显示装置(如图4(b)所示),拆除原闭锁继电器BSJ,将高压带电显示装置的输出硬接点J(T1-T2)串入接地刀闸电气闭锁回路(图3中T1-T2)完成有电闭锁。即高压带电显示装置感应到线路有电时或其本身失电时,均不能对接地刀闸进行操作。

(2)将线路侧隔离开关(图1中3G)辅助接点串入接地刀闸电气闭锁回路(图3中T1-T2)完成有电闭锁,即把线路侧隔离开关的分合闸状态作为接地刀闸操作的一个条件。

(3)将原接地刀闸控制回路仅在远方遥控操作时受电编码锁BMS闭锁,改为远方遥控操作和就地操作时都受电编码锁BMS闭锁。

改造后的控制回路相当于在图3的T1-T2中再串入图1的T1-T2接点。

5 结束语

对接地刀闸进行操作时都应闭锁,且不能只靠机械闭锁来实现,宜采用“微机防误(BMS)+电气闭锁”的方式。此外,建议在出线侧装设高压带电显示装置,出线有电时该装置应有相应的接点动作闭锁接地刀闸操作。

摘要:分析双母线接线方式下接地刀闸的电气闭锁条件,针对原接地刀闸控制回路中存在的问题提出改造方法,并结合实例进行阐述。改造时建议在出线侧装设高压带电显示装置,出线有电时该装置应有相应的接点动作闭锁接地刀闸操作。

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