电力系统中性点接地方式之浅探

周琴

【摘 要】针对电力系统电网中性点接地方式的多种问题，以及由此而产生的利弊关系，决定了我们在急需选择电网中性点接地方式的同时，更合理地改造电网中性点接地方式，已是关系到电网运行可靠性关键的技术问题，文中针对电网的中性点接地方式进行一些分析和探讨。

【关键词】电力系统中性点接地方式;电网内过电压;电网内防雷保护;绝缘水平;供电可靠性

关于电力系统中性点的接地方式问题，出现了一些不同的观点，并持续地进行着讨论和验证。目前，可分为两种方式：有效接地系统，非有效接地系统，每种方式都有其特点及适用场所。本文主要从中性点接地方式与电网内部过电压，电网内防雷保护，绝缘水平及供电可靠性几个方面进行讨论，以使我国的电网更可靠、安全、经济的运行。

一、中性点接地方式与电网内过电压

电网的内部过电压，主要为电弧接地过电压和谐振过电压，其幅值与中性点接地方式关系密切。但是，只有在中性点不接地的中压电网中，过电压的幅值才会相对较高，当中性点经低电阻或消弧线圈接地时，内部过电压均会受到明显的抑制。因此，在讨论有关内部过电压的问题时，不能把谐振接地和不接地方式混为一谈。

（一）电弧接地过电压

在中性不接地系统总的电力系统故障中，电网运行中的单相接地故障主要有以下几种：瞬时性故障;金属性接地;弧光接地。接地点不稳定接地，强大的电容性电流将在线路与地之间产生间歇性电弧，危及整个电网安全。其中弧光接地是最为严重的一种。当弧光接地发生时，将在故障相和正常相产生过电压，这不仅影响电网的正常供电，还将使单相接地在短时间内进一步扩大为相间短路等严重电力系统事故。

弧光接地对于中性点不接地系统的危害有：

（1）导致故障的扩大 由于弧光接地时产生的电弧可能导致单相故障的扩大，特别是对电缆线路而言，故障产生的弧光可能会使健全相电缆的外护套及主绝缘的损伤，从而导致相间故障乃至三相故障的发生。

（2）产生的高频电流影响消弧线圈的调谐作用

在电网电容电流分量达到最大值时，消弧线圈的电感电流还未起来;待电网电容电流衰减到稳态后，消弧线圈产生很大的饱和高频电流。

（3）可能发生过电压对电气设备的绝缘造成损坏

过电压对正常绝缘是无危险的，但对绝缘薄弱处是有威胁的。多年的现场事故经验表明，绝缘弱点的存在是发生扩大事故的更直接的原因。

目前采用的消除弧光过电压的措施主要有：中性点经消弧线圈接地和中性点经小电阻接地。

（1）中性点经消弧线圈接地消弧线圈的作用原理是当电网发生单相接地故障后，提供一个电感电流，补偿接地电容电流，使接地电流减小，也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速度降低，达到熄灭电弧的目的。

（2）中性点经小电阻接地采用中性点经小电阻接地，是从限制弧光接地过电压考虑，在电弧点燃到熄灭过程中，系统所积累的多余电荷在熄灭后半个工频周波内能够通过中性点电阻泄漏掉，过电压幅值就可明顯下降。

此外，当判断电弧接地过电压的危害性时，除了考虑其倍数或幅值外，还必须同时考虑其出现的概率和持续作用的时间。这些问题在此就不详细讨论了。

（二）谐振过电压

中压电网中谐振过电压的突出特点是中性点出现位移。显然，这与中性点的接地方式密切有关。当讨论谐振过电压问题时，依然不能把谐振接地混同于不接地方式，两者之间是有明显区别的。

电压互感器铁心饱和、配电变压器高压绕组接地和利用电压互感器定相等引起的谐振过电压，同样多发生在中性点不接地的电网。当中性点经消弧线圈接地后，则可根除前一种谐振过电压，而对后两种谐振过电压，也可得到有力的限制。关于断线谐振过电压问题，只要消弧线圈过补偿运行，即可将其限制到对绝缘无害的程度。

此外，除上面谈到几种谐振过电压外，其他谐振过电压很少发生，这里就不再讨论了

二、中性点接地方式与电网内防雷保护

对配电网来说由于网状的电网结构、遭雷概率大，再加上配电网的绝缘水平低，存在有大量的绝缘弱点，不但直接雷能造成危害、感应雷也能造成危害，而配电网的防雷，基本上没有直击雷保护措施，主要靠安装在电网上的避雷器保护，且在避雷器的使用、维护和接地上也存在一些问题，所以配电网的雷害事故较高，尤其是雷击跳闸率居高不下。经对大量的配电网运行状况进行调查和研究分析证明，配电网中性点接地方式对配电网雷击跳闸率有较大的影响，主要反映在雷击时绝缘子的故障建弧率上。

配电网中性点经小电阻接地一般配零序保护，由于中性点经小电阻接地时，接地故障点电流大（可达600～1000A），在雷击绝缘子闪络时一般都会使线路跳闸，使配电网雷击跳闸率升高。

配电网中性点经消弧线圈接地分为两种型式。即①经固定消弧线圈接地;②经自动消弧线圈接地。固定消弧线圈由于调谐上的困难现在已逐渐淘汰，取而代之的是自动消弧线圈。

三、电网内绝缘保护与供电可靠性

过电压、雷击问题解决了，绝缘水平问题自然也就清楚了。至于有的城市怀疑具有正常绝缘水平的电缆，耐受不了高倍数的电弧接地过电压。实际上，这一顾虑是完全多余的。

运行经验表明，电力系统中的事故以中压电网的绝缘事故为最多。为了推广低电阻接地方式而降低绝缘水平，显然是不明智的。而现在运行中的小电流系统的电力设备，绝缘水平是有适当提高，其主要目的是为了防止污闪事故，减少运行维护的工作量。

电力系统的运行经验表明，单相接地故障中绝大多数是瞬间性的，特别是架空线路电网，只要是小电流接地系统，便无需继电保护。虽然电缆网络与架空线路电网有所不同，但仍然不会改变这一结论，而且从长远观点和整体利益出发，采用谐振接地方式肯定是有益的。

四、结论

虽然电力系统的中性点接地方式在国内尚有不同的观点，且已成为电网改造中的一个热点问题，根据我国多年的运行经验及科学技术的进步，解决了电网中性点经消弧线圈接地系统长期难以解决的技术难题，但关于这方面更完善的措施，还有待进一步提高。

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（作者单位：合肥市工程技术学校计算机科学与技术系）