城市配电网过电压与接地保护方式探讨

摘要：配网系统是支持配电功能的主要系统，在城市供电服务中发挥着关键而重要的作用，然而，配网系统工作中，难免受到外界因素的不良影响，从而引发配网过电压现象，导致电气设备运转失灵、线路损坏等问题，需要采取接地保护措施，维护配网的安全运行。

关键词：城市配网;过电压;接地保护：方法

1过电压分类介绍

1.1大气过电压

大气过电压主要因为城市配电网络系统受到雷击以及雷电感应而形成，被称作直击雷过电压以及感应雷过电压，此种过电压能量主要来自城市配电网络系统的外部。而大气过电压幅值是由雷电参数以及防雷措施决定的，和额定电压之间没有关系，具备脉冲特性其持续时间通常大约是十几微秒。雷击中心的1.5～2km范围之内都很可能有危险的过电压出现，进而对线路以及电气装置造成破坏。

1.2内部过电压

内部过电压主要因为供电系统的内部故障造成。内部过电压主要分成工频过电压以及操作过电压。而工频电压提升是因为电力供电系统中出现一相对地短路的时候，非接地相电压提升与空载长线路电容效应使得线路末端电压提升导致。操作过电压主要是城市配电网络系统操作开关装置以及出现跳闸故障时，在线路过渡过程之中产生的振荡过电压。

过电压保护工作主要分成过电压器保护以及接地保护这两种。采取过电压器保护能够避免元器件坏损，主要就是在计算机系统电源回路以及信号接口中装设过电压保护器。利用限制器使得出现的过电压控制到低于限制值，确保系统装置与元器件不会出现异常动作以及坏损问题，过电压保护器设置以及选择需要依照保护系统实际等级以及系统回路接口进行系统全方位思考。

2城市配网系统接地保护方式

2.1金属外壳接地保护

金属外壳接地保护是一种常见的接地保护方式。适合于系统内部的一切电气设备，要想打造出安全用电环境，维护人体安全，就要实施设备金属外壳接地处理，从而维持金属外壳长时间处于低电状态。即使电气设备的外部绝缘层出现风化破损现象，由于实施了金属外壳接地处理，即便出现故障，对应的短路电流也将接地，在这种情况下，接地点的电位会对应上升，可能引发触电风险，因为接触电压或者跨步电压一旦超出人体所能承受的安全数值，则很容易酿成危险。对此，应该控制接地电阻大小，科学调整接地设备的形状、构造等，从而来控制接触电压在250V以下。

2.2工作接地保护

所谓的工作接地保护，应该有所参照地运用，应该参照配网系统运转的实际需要来有针对性地进行工作接地保护最为常见的接地保护为：系统中性点接地保护。当工频对地短路的状态下，对接地网短路电流I的大小有着特殊要求，需要其于接地网中的电压IR控制在一定范围内，其中IR应该小于2000V，I则要大于4000A，如果发现接地区域的土壤电阻率超出一定的范围，则应适度地提高R的数值，从而达到配网安全运行的目的。

2.3防雷接地保护

雷击是配网系统面临的又一大危机，所以，必须做好防雷接地保护工作，通过防雷来控制雷电流的威胁，保护接地设备的安全。不同于普通的接地保护，防雷接地保护有着自身的特点，体现在：当线路电力幅值上升，雷电流等值频率与幅值也会对应上升，从而提高了地中电流密度，从而接地设备附近的土体内部可能出现放电现象，提高了土体导电性。

3控制接地电阻的科学对策

3.1采用外引接地模式

所谓的“外引接地”简单说就是配电系统主接地网外引接地的方法，将其同外部地低电阻区域的接地设备连接在一起，从而有效控制接地系统的整体电阻值。外引接地模式目前已经得到了电力行业的认可，国家电力相关法规已经规定，如果变电系统2km范围内发现低电阻土体，变电站可以采用外引接地模式，达到安全接地保护的目标。然而，实际的外引接地模式会受到限制，因为低电阻土壤寻找相对困难。

3.2接地面积的拓展

当土壤的电阻率不变时，接地系统的电阻同接地网的敷设范围的平方根呈负相关关系，也就是说：接地电阻要随着接地网的敷设范围的扩大而减小。因此，最佳的接地电阻控制策略就是拓展接地网的敷设范围，然而，此方法的使用也并非具有整体适应性，要依情况而定，要本着“因地制宜、因时制宜”的原则，当遇到地貌特征复杂、地形崎岖的山地时，接地网的敷设本身就十分困难，此时如果拓展其敷设面积不仅将增加成本，也会带来更多的困难。

3.3降阻剂的使用

降阻剂技术也是降低电阻的一种科学技术，将其应用于接地系统，能够发挥有效的降阻功能。降阻剂类型主要为：化学型与物理型，前者的导电主体主要为电解质。发挥着同土体相同的导电功能，电解质导电功能的发挥需要有水体的参与，电解质浓度越高。其导电性能越强，达到有效的降阻作用。但是，此类降阻剂实际使用中也有一定的负面作用，会对金属电极带来腐蚀作用。物理降阻剂则以物理性降阻性能为主，采用非电解质的固体粉末，发挥降阻导电的功能，而且其降阻功能较为稳定，不易受到外界因素的影响。例如：气候条件、温度、干湿度、酸碱度。导电粉末会发挥较为稳定的降阻功能降阻剂作为一种降阻技术，事实证明在配网系统运行初始阶段能够发挥有效作用，然而，随着降阻剂在土壤中运行时间的延长，无法发挥充分的降阻功效。

3.4深井接地技术

深井接地技术作为一种有效的接地技术.已经得到了电力行业的支持和认可，特别是地层深层处土体电阻率下降时，则可以通过挖掘深井来接地。从而控制接地电阻。经过科学的实验调查研究表明：地下土层的电阻率不具有规律性，各个深度的土体有着不同的电阻率，而且会因为季节、气候等的不同，电阻率发生变化。通常情况下，电阻率的稳定性会随着土体的深入而上升，选择深井接地技术，将其同变电站主接地系统链接起来，能够达到预期的降阻功效，对于地下水体含量较为丰富的地域.会达到更好的降阻成效。

4结束语

城市配电网络的过电压接地保护是城市配网自动化以及智能电网发展的保障，必须对城市配电网络系统的过电压分类、接地保护措施与接地保护的降阻手段进行深入分析，加强过电压的预防与保护工作，防止对线路与电气装置产生破坏。

参考文献：

[1]戴丽媛.城市配电网过电压与接地保护方式探讨[J].中国战略新兴产业（理论版），2019（13）：0199-0199.

[2]王磊磊，郭阳，李媛.城市配电网过电压与接地保护方式探讨[J].通讯世界，2019（4）：209-210.

（作者单位：国网长海县供电公司）

作者簡介：边策（1994.04.04），性别：女;籍贯：河北省石家庄市;民族：汉族;学历：大学本科;职称：助理工程师;研究方向：配电运维。