1、第37卷第l4期 2009年7月16日 电力系统保护与控制 Power System Protection and Control V_0l_37 NO14 July 16，2009 二次系统等电位接地网的敷设 唐宝锋，范辉，贺春光，王晓蔚 (河北省电力研究院，河北石家庄050021) 摘要：电力系统发生故障将导致接地点与远端零电位处电压的不平衡。二次系统等电位接地网能有效阻止主接地网的不平衡 电压引入到二次系统当中，避免二次设备损坏及误动情况的发生。针对目前各厂、站二次系统等电位接地网敷设较混乱情况， 根据国网公司颁布的十八项反措相关要求，详述了等电位接地网敷设应遵循的原则以及户外端子箱、室
2、内保护屏柜、二次电 缆屏蔽层接线等方面应注意的问题，提出了切实可行的实施方法，使继电保护二次系统接地达到合理、美观、统一的要求。 关键词：等电位接地网；二次设备；主接地网；放热焊接；接地铜排 Laying of equipotential ground screen in power system TANG Baofeng，FAN Hui，HE Chunguang，WANG Xiaowei (Hebei Electric Power Research Institute，Shijiazhuang 050021，China) Abstract： If some fault happened in
3、 electric power systemthe voltage between fault grounding point and far away distance is not equa1It iS a good method to lay equipotentia1 ground screen which can block the unbalanced voltage tO transfer intO secondary system and avoid secondary equipment broken or operating errorAgainst the confusi
4、on about laying of equipotential ground screen in some power plants and electric substationsreasonable principles and noticeable problems are put forward in the paperSome methods are also introduced aiming tO the target of the reasonablebeautiful and uniform ground connection of secondary system Key
5、 words：equipotential ground screen；secondary device；main ground screen；heatreleased jointing；ground copper bar 中图分类号：TM645 文献标识码：B 文章编号： 16743415(2009)14011204 0引言 在220 kV及以上变压器中性点直接接地的大型 电厂或变电站中，当系统发生单相接地短路时，由 于站内的接地电阻不可能为零，流过接地点的短路 电流会在这个电阻上产生一个电压，而远离接地点 的电压可以认为是零电位，这样从接地点至零电位 处接地网上就会产生自高至低的不均匀的电位
6、。 随着电力系统的迅速发展，系统的短路容量也 越来越大，短路时的入地电流最大可达到几千安， 即使接地电阻达到了GB501502006电气装置安装 工程电气设备交接试验标准的相关要求，即控制 在05 Q以下，在短路点仍然会产生上百伏的电压。 如果二次系统直接接入一次系统接地网，不仅对二 次设备会产生较大危害，而且对双端接地的控制电 缆屏蔽层来说，在屏蔽层两端的电压差会产生不平 衡电流，该电流所产生的交变磁场将会在电缆芯线 上产生一个交变的电压，严重时将会影响二次设备 的正常运行。由此可见，敷设与一次系统紧密联系 的二次系统等电位接地网是十分必要的。继电保护专业 重点实施要求对继电保护二次系统等电
7、位接地网 的敷设原则进行了相关说明，但是一些细节问题还 需做进一步的规定。各厂、站对等电位网的敷设按 照自己的理解执行，随意性较大，导致各厂、站之 间千差万别。本文详细阐述了等电位接地网敷设应 遵循的原则及应注意的问题，使得二次系统等电位 网达到合理、美观、统一的要求。 1 二次系统等电位接地网的敷设 在主控室、保护室和配电室等安装保护装置的 场所，以及开关场端子箱、LCP柜、配电柜、保护 用结合滤波器和电缆沟道等敷设二次电缆的地点， 应使用截面不小于100 mm 的铜排敷设二次系统等 电位接地网。分散布置的就地保护小室、通信室与 集控室之间，使用截面不小于100 IBm 的、紧密与 主接地网
8、相连接的铜排可靠连接。 对于室内的等电位网，应在控制室、保护室及 配电室屏柜下层的电缆室、电缆沟内，按屏柜布置 的方向敷设100 mm 的专用铜排，并且将该专用铜 唐宝锋，等 二 次系统等电位接地网的敷设 一113一 排首尾两端用放热焊接法连接好，形成“目”字型 闭环回路，构成控制室、保护室内的等电位接地网， 如图1所示。 放热焊接无需外部电源或热源，是利用热熔焊 接的化学反应产生高温铜溶液，并释放出高热量的 一种焊接方法。它具有操作简单，焊接点牢固，外 观统一的优点 J。现在通常采用的电焊焊接或螺栓 压接的方法在铜排连接处容易留下空隙，不能反复 承受大电流的冲击，特别是焊接时需要雇用具有专
9、业资格的焊接人员操作，费时费力。而放热焊接操 作无需特定人员，任何人只要遵守流程并选择合适 的模具，都可以操作，因此建议使用。 图1室内等电位接地网敷设图 Fig1 Laying of indoor equipotential ground screen 室内的等电位接地网必须用至少4根以上、截 面不小于50 into 的铜排或铜缆与主接地网在电缆竖 井处(或电缆沟道入口处)一点连接，连接方式可 采用 10 mm螺栓压接。这四根铜排或铜缆应取自 目字形结构等电位接地网与主接地网靠近的位置。 室内等电位接地网敷设的关键在于与主接地 网的一点连接。因此对于所有与外界联系的电缆沟 道内的等电位接地铜
10、排都应通过等电位铜排或铜缆 汇集到目字形等电位网与主接地网的接地点处一点 接地。这样就可以有效避免主接地网中的电位差引 入到二次设备中。 对于室外的等电位接地网，需沿二次电缆沟道 敷设接地铜排。接地铜排应相隔一定距离(1520 m)及接地铜排的远端与主接地网相接一 次，连接方 式采用放热焊接。连接点应尽可能远离高压设备的 接地点，如高压避雷器、变压器中性点等，并且距 离不宜小于15 m。室外接地铜排的敷设可以有效降 低二次电缆屏蔽层两端电压，避免二次设备的误动 或拒动。 无论室内还是室外等电网接地网，接地铜排都 应使用小绝缘子架起后固定在电缆支架上。部分厂、 站将接地铜排随意布置在电缆沟道或者
11、电缆支架 上，不采用任何固定措施，这是不符合反措要求的。 2户外端子箱的接地连接 开关场的广 端子箱和设备的本体端子箱内 应设置截面不小f 100 inm 的接地铜排，并使用截 面不小于100 I11m2的铜缆与电缆沟道内的等电位接 地网连接，如图2所示。100 mm 铜缆与端子箱内接 地铜排采用 12 mill螺栓压接，与室外等电位网采 用放热焊接方式连接。 一 U 一、 I 。( )j ， ， J；地刑 ， 、 ，二二二二二二二 二 ： l 揽沟内等电似接地H 图2户外端子箱接地连接图 Fig2 Ground connection of outdoor terminal box 端子箱的接
12、地铜排应使用小绝缘子固定在箱 体的下部或侧部，小绝缘子与铜排的连接应使用 8ram螺栓可靠连接。并且铜排上应均匀排列若干 个接线柱，方便电缆屏蔽线、电流或电压互感器二 次回路接地线以及端子箱内其他接地线等与之相 连。接线柱由规格不同的螺栓、螺帽及垫片构成， 以便于不同的连接线与之固定。具体型号要求如图 所示。 厂家供货时，通常将箱门、箱体通过专用连接 线相连后，再与箱内的接地铜排连接。由于箱体下 面的槽钢支架部是与主接地网相连的，因此，将箱 体与接地铜排相连将造成端子箱内 ： 次系统的再次 接地。应该取消箱体与接地铜排的连接。 114一 电力系统保护与控制 3室内保护屏柜的接地连接 室内保护屏
13、柜及安全自动装置的屏柜下部应装 设截面积不小于i00 lllm 的接地铜排，并使用小绝 缘子架起。使用截面不小于SO mm 的铜缆与室内目 字形等电位接地网连接，如图3所示。SO mm2铜缆 在屏柜内采用 i0 mm螺栓压接，与目字形等电位 网可采用螺栓压接或铜焊连接的方式。 丁 图3室内保护屏柜接地连接图 Fig3 Ground connection of indoor protection cabinet 屏柜上的保护设备及其它装置的接地端子应 通过专用接地线与接地铜排相连，其它接线方式与 户外端子箱相同。 对于室内配电装置，也应按照上述原则配置相 应的接地铜排。但由于发电厂内系统复杂，配
14、电设 备较多，如果全部配置必将造成成本的过度增长。 因此在实施过程中，可以将发电厂内与发变组保护 有关的高压启备变、高压厂用变、公用变的低压侧 配电装置装设100 rain 接地铜排，其他配电装置参 照执行。变电站的室内配电装置应全部装设100 mm 接地铜排。 4二次电缆及相关设备接地 在开关场的变压器、断路器、隔离刀闸和电流、 电压互感器等设备的二次电缆应经金属管从一次设 备的接线盒引至就地端子箱，金属管分段连接处应 使用镀锌扁钢可靠焊接，并将金属管的上端与上述 设备的底座和金属外壳良好焊接，下端就近与主接 地网良好焊接。金属管末端使用蛇皮管的部分，须 将金属管末端与接地镀锌扁钢可靠焊接，
15、蛇皮管与 金属管的连接部分用火泥封好。 在就地端子箱处将这些二次电缆的屏蔽层使 用截面不小于4 mm 的接地线可靠单端连接至100 mm 接地铜排上。 其它所有控制电缆屏蔽层应双端接地，接地点 应在就地端子箱、室内配电装置及保护控制柜的 i00 mm 接地铜排处，并使用 6 mm螺栓压接，如 图2、图3所示。对于部分未经就地端子箱转接而 直接从设备本体引至保护装置的二次电缆，如变压 器瓦斯继电器跳闸回路，电缆屏蔽层可以采用焊接 10 mm 接地线的方法，就近引至就地端子箱内与100 fIlIIl 接地铜排压接。 对于高频设备，结合滤波器的一、二次线圈间 接地连线应断开，且结合滤波器二次线圈在结
16、合滤 波器安装处不接地，使一、二次接地系统分开并远 离。 在开关场一侧，100 mm 的裸铜排应依照出线 间隔数量连接多根截面不小于50 mm 的铜缆，分别 延伸至各条线路保护用结合滤波器的高频电缆引出 端口，距耦合电容器接地点约35 m处与主接地网 连通。 将结合滤波器的外壳与耦合电容器的底座可 靠连接，高频同轴电缆外罩金属管上端应与耦合电 容器的底座焊接在一起，下端就近与主接地网良好 焊接。 在结合滤波器二次端子上，将高频同轴电缆屏 蔽层用10 mm 的铜导线连通引下，焊接在上述50 mm 的铜缆末端上。对没有专用二次接地端子的结合 立 州 一 唐宝锋，等 二次系统等电位接地网的敷设 一1
17、15一 滤波器，可以在固定结合滤波器的支架上适当位置 装设绝缘子，用于把高频同轴电缆屏蔽层的引出线 及与铜缆相连的10 ltlm 铜导线固定连接在一起。 在保护室内，高频同轴电缆屏蔽层焊接4 mm 的接地线后，直接接于保护屏内100 mm 接地铜排， 不得经收发信机的装置接地端子转接。 二次电缆及相关设备的接地示意图如图4所 示。 图4室外二次电缆及相关设备接地 Fig4 Ground connection of secondary electric cable and coherent device 5交流二次回路接地 将电流、电压互感器二次回路接地是出于人身 及设备安全考虑，为防止这些回路
18、的测量出现误差， 对这些回路都要求一点接地。除相互之间有电气联 系的电流、电压回路应在控制室内接地外，其它独 立的回路一般都要求在现场一点接地。 电流、电压互感器二次回路接地线均应采用4 mm 专用接地线，并使用 6mm螺栓压接在100 mm 接地铜排上。 6结论 二次系统等电位接地网可以有效降低主接地 网内的不平衡电压引入至二次系统内。本文详述了 继电保护二次系统等电位网敷设过程中应注意的问 题以及应遵循的原则，其中有些是反措中的条款， 为了文章的连贯性，在文中并未一一说明。 在现场实施过程中，不仅要保证等电位接地网 敷设的正确性，而且要尽可能保证外观的统一、整 齐。比如电缆屏蔽线及电流、电
19、压互感器二次回路 接地线应使用截面积为4 mm 的黄绿相间专用接地 线，而在各厂、站的走访调查中经常发现将任意颜 色、粗细的线芯充当接地线使用的情况，此种情况 应加以避免。 放热焊接法是一种简单易行的连接方法，并且 有很多优点，建议以后在各厂、站的等电位连接中 优先使用。 参考文献 1国家电网公司十八项电网重大反事故措施继电保护 专业重点实施要求z北京：国家电力调度通信中心， 2006 Eighen Important Counter-accident Measures of State GridSignificant Request Major in Relay ProtectionZ Be
20、ring：Electric Power Control and Communication Center of State Grid，2006 2 李宾皑电力系统二次设备的接地和接地铜排的敷设 J华东电力，2005，33(9)：6063 LI BinaiGround of Power System Secondary Equipment and Laying of Ground Copper BarsJEast China Electric Power,2005，33(9)：6063 3 侯昌明放热焊接法在变电站接地网中的应用J电 工材料，2006，(3)：2628 HOU ChangmingThe Application of Heatreleased Jointing in Electric Substation Ground ScreenJElectrician Material，2006，(3)：2628 收稿日期：200809-01； 修回日期：2009102O 作者简介： 唐宝锋(1980-)，男，_T-程师，硕士研究生，从事电力 系统继电保护相关研究工作；Email：tangbao12sinacom 范辉(1 969一)，男，高级工程师，硕士研究生，长期 从事电力系统自动化研究及管理工作。
