电力系统接地技术现状及展望

电力系统接地技术现状及展望

陈涛

国家能源集团神东煤炭集团供电中心 陕西榆林719315 摘要：电力行业的发展关系到我国其它行业的发展速度。接地是确保电力系统可靠运行和人身安全的基础。接地技术的研究涉及到地质、土壤、化学、材料、电气等多个学科及其交叉，相关研究工作点多面广，不仅具有很强的工程应用价值，同时也具有十分重要的理论意义。

关键词：电力系统；接地技术；现状及展望

一、电力相关系统技术现状

在电力相关系统的设计、安装、运行、维护阶段不能没有接地设备，所以在整个电力相关系统的所有阶段的地面操作的研讨，包括仿真分析，接地工频接地设备的安全指标，测试与评估，减少接地电阻的措施4个方面，专家与接地电力行业技术人员的综合研讨，并取得了一定的成果，一些概念与技术已成功地使用于实际问题，下面介绍了电力相关系统接地技术的向前发展现状。

1.1接地仿真分析方法

设计内容应以并网相关系统的设计为基础：最严重的接触电位差、跨步电位与地网最大电位。事实上，仔细合理地设计接地相关系统，可以大大降低电力相关系统的风险。近年来，伴随电力相关系统技术的使用，主要是在对国内外接地相关系统的研讨设计的基础是安装所在地地质结构，基于多层土壤结构模型的接地电阻与接地电位升高的分析计算，接地电位差与接触电势差与电位差，确保接地相关系统的建设的安全指标。此外，该相关系统可以根据地质构造的实际情况设计，尽可能地降低接地电阻、电位差，使得相关系统能更安全有效地工作，并能达到较好的节能效果。上世纪九十年代开始，通过大量的研讨工作，为接地相关系统提供完整、土-结构体系的计算方法。利用这种方法，国内外对接地相关系统的优化设计施行了大量的研讨，提出了均匀土不均匀性与季节性因素对相关系统优化设计的影响。在当前，中国也取得了一些成就，如基于电路模型的短路电流分流系数的理论与应用，并理论施行了验证。

1.2接地工频的安全指标

虽然接地电位的电位差上升到满足要求，但如果没有合理的接地设备设计，接地设备故障，则可能对维修人员的人身安全造成威胁。因此，变电站接地参数的设计与变电站安全稳定接地设备的极限值是设计与改造的关键。研讨人员通过分析研讨了大量的理论，并施行了模拟实验与实际使用。国家标准GB50065为安全指标，提出了相应的标准，合理的施行接地设备设计与安装指导，为设备与人员提供安全保障。目前，人身安全装备的防护指标主要包括阻力指数（接地电位上升）、转移电位差、跨步电位差、转移电位差、相应电位差等等。

1.3接地设备的测试评估

接地设备最重要的作用是对雷电电流施行引导加以消除，为电力相关系统与人体提供安全保障。近年来，雷击引起的事故增多，雷电已成为威胁电力相关系统安全运行的首要因素。通过分析国内外运行经验与理论，有效地改善接地方式，提高防雷效果。国内专家学者对这一问题施行了深入的研讨，从土壤与接地设备的放电特性以及接地设备的测量影响等方面施行了深入的研讨。近年来，国内外文献对雷电冲击接地相关系统暂态性能施行了大量的文献分析。伴随傅里叶变换技术与矩量法的结合，接地导体的任何瞬态响应频率分析。接地相关系统又大又复杂，需要大量的规划时间。对雷电接地时域数值计算方法施行了研讨，并对接地设备的接地电流瞬态响应施行了计算。在仿真计算的基础上，定义了工频接地电阻与冲击接地电阻的差分，更准确地估计了接地体在冲击作用下的有效长度。

1.4运行维护

运行维护应用到电气设备接地技术内，起到合理的控制作用。电气设备运用了接地技术，就要配置恰当的运维方法，提升接地技术的效率。依照电气设备的规范，落实运维的方法，具体如：（1）接地技术的维护，要求此项技术能够在电气设备中，发挥预期的安全维护作用，监督接地技术的运行状态，规避技术中潜在的风险，优化电气设备的运行环境；（2）定期实行运行维护，找出电气设备接地中存在的技术问题，高效处理好技术问题，充分发挥运行维护的作用；（3）电气设备检修维护时，也要对接地技术实行检修维护，加强接地技术的控制力度，营造高效的安全维护环境。

二、接地技术概述

接地从字面上理解就是与大地进行连接，从专业领域的角度上讲，接地是为电流返回其源所提供的一条阻抗值相对较低的通道，具体而言，就是在线路或电气设备出现接地故障时，为故障电流流回电源提供一条低阻抗的路径。接地的主要目的是对电流进行传导，使其能够往返于大地或等效金属导体之间，其归属于导电连接的范畴，具体可分为永久性接地和临时接地两种，由此可以使电路或设备成转变为接地。电力系统中的接地具体是指将各类电气设备的金属部分经由接地线与接地电极进行可靠连接，在多数情况下指的是中性点与大地相连接。通过接地除了可以有效防止人体触电之外，还能确保电力系统的安全运行，给线路及电气设备的绝缘提供了有效保护。由此可见，在电力系统中运用合理可行的接地技术显得尤为重要。

三、电力相关系统接地技术的向前发展

伴随电力工业的向前发展，电力相关系统向高电压、接地设备要求高智能化、高可靠性方向逐渐提高，所以接地技术的向前发展带来了机遇与挑战。接地技术涵盖的范围很广，涉及到许多领域，所以以下可以重点关注。

2.1接地设备的冲击特性

目前，工频接地性能有一个较为全面的研讨。如果进一步提高接地电位升高频率，大大降低接地电阻，电网电压可以在很大程度上优化。然而，由于不断变化的影响，并连接到相关系统中的过程与其他设备之间的交互存在困难。伴随电力相关系统的向前发展科学技术广泛使用于智能设备与新的紧凑型变电站。由此产生的电力设备的电磁干扰的敏感度增加，越来越多的设备之间相互产生干扰。因此，需要进一步研讨这方面的问题。例如，接地设备与其他设备之间的相互干扰，以及两种相关系统接地与保护措施施行进一步讨论，并提出了接地设备临界性能指标。

2.2接地相关系统综合评价

接地设备具有许多特点，如DC、频率的影响，频率高的特点，所以通过对接地设备的腐蚀与环境的综合研讨，从而建立一个接地相关系统综合评价方法体系，评价与现场使用开发便携式仪器才能实现对接设备的多功能测试，可以快速评估接地设备。

2.3复杂地质接地仿真分析技术

伴随电力相关系统的基础设施建设越来越向偏远地区向前发展，安装面积与电力相关系统具有复杂与恶劣的地质条件，这样为接地设备的模拟带来了前所未有的挑战。对变电站等水电站那样电流量大的发电站，或专用的接地相关系统的接地如直流接地等，我们需要施行相关的研讨。

2.4接地材料及其防腐技术 近年来，伴随建设电力相关系统越来越在偏远地区，施工面临极其复杂的地质条件，接地体的腐蚀问题成为电力相关系统中不可忽视的。因此，电力相关系统的接地设备是最重要的一个研讨就是腐蚀的接地材料与新型材料。接地网的质量有了许多新的材料与良好的稳定性与可靠性，在不久的将来电力相关系统接地网接地采用新材料成为可能。

结语：

接地技术对于电力系统的安全运作来说至关重要，该技术已经被广泛地应用于发、变电站电力系统当中，对于提高电力系统安全系数、稳定电网电流电压方面有着极其重要的作用。

参考文献：

[1]廖无限，周翔，文定都等.接地技术在电力电子技术实践应用中的探讨[J].湖南工业大学学报，2017（01）：43-45.

[2]周健.浅谈电力系统几种接地技术的特点与重要作用[J].企业技术开发，2016（03）：65-66.

[3]王军昌.电气设备接地在电力系统中的应用探讨[J].电子制作，2017（03）：54-55.

[4]刘文传.电力系统及设备的防雷与接地技术分析[J].黑龙江科技信息，2016（12）：98-99.