10/0.4kV變電所的接地需更新觀念-建筑電氣2009.11

10／0．4 kV 變 電所 的接 地 需 更 新 觀 念
王厚余 (中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院，北京市 100011)
The Concept to 10／0．4 kV Substation Grounding to be Renewed
Wang Houyu (China Aeronautical Project and Design Institute，Beijing 10001 1，China)
Abstract Some unsuitable practices are still 探討。
available now in 1 0／0．4 kV substation for building
1 變電所的共用接地和分開接地
electricity，such as neutral point local grounding of
transfol"lTler LV side，setting of PEN & PE conductor， 變電所既是 10kV高壓系統(tǒng)的負荷端．需將所 內(nèi)
resistance of grounding device and necessity of taking
電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分作保護接地 ．以策人身安
manual grounding pole．The author considers that the
全：同時它也是 220／380V低壓系統(tǒng)的電源端。需將
substation shall be grounded as per IEC standards，giving
根帶電導(dǎo)體 (一般是中性線)作系統(tǒng)接地 (前蘇聯(lián)
up the out-of-time practices，renewing the concept and 一
meeting the new requirements for technology of power 規(guī)范稱工作接地 )．以取得大地參考電位 。保證低壓
consumption，SO that grounding of substation can ensure 系統(tǒng)的正常運行和電氣安全。所以變電所內(nèi)有兩個不
the safety and function of electrical equipments，as well 同用途的接地。過去我國 10kV電網(wǎng)的系統(tǒng)接地廣泛
as avoid such waste in manpower and material resources．
采用不接地方式．其接地故障電流和它引起的故障電
Key words Grounding of substation Manual
壓小 在變電所內(nèi)高壓系統(tǒng)保護接地與低壓系統(tǒng)的系
grounding Natural grounding Equipotential bonding
統(tǒng)接地通常合并為一個接地 ．以簡化接地裝置的設(shè)
PEN c0nduct0r PE c0nductor
置。改革開放后我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，用電量劇增。一
摘 要 現(xiàn)時我國建筑電氣 10／0．4kV變電所接 些大城市將 10kV電網(wǎng)改為經(jīng)小電阻接地方式．故障
地的一些做法恐存在不少問題 例如在變壓器低壓側(cè) 電流和故障電壓大增．這種情況下．高壓系統(tǒng)保護接
中性點的就地接地、PEN線和 PE線的設(shè)置、接地裝 地與低壓系統(tǒng)的系統(tǒng)接地最好分開設(shè)置．如仍共用一
置的接地電阻值、打人工接地極的必要性等都存在一 個接地 ．需采取適當(dāng)措施防止變電所 10kV側(cè)的接地
些問題 變電所的接地應(yīng)按 IEC標準．摒棄一些過時 故障導(dǎo)致低壓系統(tǒng)內(nèi)的電氣危險 詳見參考文獻…第
的做法，更新觀念，滿足用電技術(shù)的新要求．使變電 12章，不贅述。本文所陳僅限于共用接地。
所的接地既能保證電氣裝置的安全性和功能性．又可
2 系統(tǒng)接地應(yīng)在低壓配電盤內(nèi)一點接地
避免不應(yīng)有的人力物力浪費
關(guān)鍵詞 變電所接地 人_z-4~地 自然接地 等 當(dāng)變電所以TN系統(tǒng)或 rIT系統(tǒng)供電并采用共用接
電位聯(lián)結(jié) PEN線 PE線 地時，變壓器中性線套管出線應(yīng)在何處接地 ．我 國過
去無明確規(guī)定。 《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》
10／0．4kV配電變電所 (以下簡稱變電所)的接 (GB 50303—2002)規(guī)定在變壓器處直接接地。但國
地．我國多年來沿襲前蘇聯(lián) 50年代時的做法．習(xí)以 際電工標準 《低壓電氣裝置 第 1部分：基本原則、
為常。20世紀 80年代筆者在國外發(fā)現(xiàn)西方一些做法 一 般特性評估、定義》 (IEC 60364—1：2005)和《低
與其不同，當(dāng)時不明就里。近年筆者接觸IEC／TC64 壓電氣裝置 第 4部分：安全防護 第44章：電壓
《建筑物電氣裝置》IEC60364系列新版標準中有關(guān)變 擾動和電磁干擾的防護》 (IEC 60364—4—44：2007)
電所接地的一些規(guī)定 ．多少有些領(lǐng)悟。對比之下，現(xiàn) 不允許這樣做。它規(guī)定不允許在變壓器處直接接地，
時國內(nèi)一些做法相當(dāng)混亂，莫衷一是。愿借 《建筑電 只允許在變電所低壓配電盤內(nèi)進行一點接地 ．如圖 1
氣》一角，提出自己的一些膚淺理解，供同行批評和 所示。稍加分析便知IEC標準的規(guī)定是正確的。
3
10／0．4kV變電所的接地需更新觀念 (王耳1爭建 筑電乞。
_———I_—__—_—■ BUtLDING
2口口9年第1 1期I ELECTRIClTY
導(dǎo)致的 電磁
變壓器
干擾更易引
PE
r-
PEN線應(yīng)絕緣
所內(nèi) 堡 墼皇壟 ／1并不允許在變 起重要信息
電氣設(shè)備 I
I壓器處就地直
此電流互感器可作 RCM l接接地 系統(tǒng) 的嚴重
后果 ．應(yīng)該
三極開關(guān) ＼ 三極開關(guān) 注 意 防 止
＼三極開關(guān)
L1 對這個問題．
L2 變電所 我們 的認識
PEN 是 不 夠 的
PE
為避免 出現(xiàn)
雜 散 電 流 ．
PE
L1 L2 L3 N PE L1 L2 L3 PEN L1 L2 L3 N L1 L2 L3 PEN IEC規(guī) 定 各
PE TN—S TN—C TT TN—C—S
宜供本建筑物用電 有條件處可采用 宜供戶外電氣裝置用電 宜供其他建筑物用電 臺變壓器引
出的 PEN線
韙備 PEN線在柜內(nèi)一點接地
PE、
電
只能集 中在
總接地母排 圖 l所示 的
建筑物
吉 建筑物基礎(chǔ)接地極 配 電盤上方
的 PEN母排
圖 1 在變電所低壓配電盤內(nèi)一點作系統(tǒng)接地 和下方 的接
Fig．1 One point system grounding in low—voltage distribution panel for substation
大 地 的 PE
需要說明．變壓器中性線套管的出線在建筑物電 母排作跨接而實現(xiàn)一點接地．不允許在變壓器處就地
氣裝置中并非中性線而是 PEN線 因為整個低壓配 接地。只有這樣設(shè)置才可避免雜散電流，而且系統(tǒng)內(nèi)
電系統(tǒng)內(nèi)的正常對地泄漏電流和發(fā)生接地故障時的對 接地故障電流返回各變壓器的通路是最短捷的。安裝
地故障電流都需通過它返 回變壓器繞組 。它必然是兼 和維護管理也是最方便的
有中性線和 PE線作用的PEN線 ．因此在此線段上不 因 TN—S和 TT系統(tǒng)的接地電流都需通過配電盤
得裝用四極開關(guān)．因為 PEN線不允許被開關(guān)斷開的。 內(nèi)這唯一的接地跨接線返回電源 ，國外常在此接地跨
還需說明．與整個低壓系統(tǒng)相比．從變壓器到配 接線上裝設(shè)一電流互感器來檢測變電所供電范圍內(nèi)所
電盤這段 PEN線極短 ．其阻抗可忽略不計而可忽視 有 TN—S和 TT系統(tǒng)的接地故障進行報警。它被稱作
其存在 這樣就可將變電所看成為一個電源點．這樣 RCM (剩余電流監(jiān)測，residual current monitor)，它對
各類接地系統(tǒng)的區(qū)分不是從變壓器內(nèi)繞組端點開始 ， 全面防接地故障火災(zāi)十分簡便有效。如果不按照IEC
而是從低壓配電盤出線開始。如此處理后，從變電所 規(guī)定作變電所 PEN線一點接地．這一 RCM報警也是
就可引出除中性點不接地的IT系統(tǒng)外的TT系統(tǒng)和各 無法實現(xiàn)的
類 TN系統(tǒng) ．而不局限于某一接地系統(tǒng)。從而適應(yīng)各 我國規(guī)范和一些安裝圖冊規(guī)定在變電所變壓器處
種不同現(xiàn)場的需要．如圖 1所示。 就地直接接地的規(guī)定．迄今未見其依據(jù)和理由，令人

在2009年11月的《建筑電氣》期刊中，有一篇文章強調(diào)了10/0.4kV變電所在接地系統(tǒng)方面需要進行觀念更新。隨著電力技術(shù)的發(fā)展和建筑物安全要求的提高，傳統(tǒng)的變電所接地方式可能已不能滿足現(xiàn)代建筑電氣工程對電磁兼容性、電氣安全防護及防雷擊等方面的需求。文章很可能討論了當(dāng)時背景下，如何從以下幾個方面進行革新： 1. 重視變電所接地系統(tǒng)的整體設(shè)計：考慮到電力設(shè)備、通信線路以及建筑物本體之間的相互影響，重新審視變電所接地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)布局與布線原則，確保其具有良好的電氣連續(xù)性和足夠的沖擊電流容量。 2. 強調(diào)功能性與安全性結(jié)合：除了基本的防護接地（如PE或 PEN 系統(tǒng)）外，還需要關(guān)注工作接地、保護接地以及過電壓保護接地等多方面的綜合考慮，以提升整個系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。 3. 推廣新型接地材料與技術(shù)：介紹并倡導(dǎo)使用高性能的接地材料，如銅覆鋼、石墨烯復(fù)合材料等，以及先進的接地技術(shù)，如模塊化接地系統(tǒng)、分散式接地網(wǎng)絡(luò)等，以增強接地效果和降低接地電阻。 4. 提高對新技術(shù)的認識與應(yīng)用：闡述智能電網(wǎng)時代下，變電所接地系統(tǒng)需適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等信息技術(shù)的要求，實現(xiàn)接地狀態(tài)實時監(jiān)測與故障預(yù)警功能。 總之，《建筑電氣》2009年11月刊的這篇文章提醒業(yè)界關(guān)注10/0.4kV變電所接地系統(tǒng)的革新與發(fā)展，推動其向著更加科學(xué)、高效和安全的方向邁進。