摘要：變電站的低壓系統(tǒng)中包含了較多數(shù)量的弱電設(shè)備，因為耐壓水平不高，在受到雷擊時更容易發(fā)生擊穿現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致變電站運行故障。弱電系統(tǒng)的等電位接地，旨在將分散配置的多個導(dǎo)電物體，用等電位連接導(dǎo)體或電涌保護(hù)器連接形成接地網(wǎng)，從而在受到雷擊之后，能夠快速平衡不同電氣設(shè)備之間的電位差，達(dá)到消除電磁干擾和避免瞬時大電流破壞的作用。本文首先概述了等電位接地網(wǎng)的設(shè)計要求和二次回路的接地方式，隨后分別進(jìn)行了干擾仿真實驗和電纜干擾實驗，根據(jù)實驗結(jié)果提出了優(yōu)化屏蔽電纜的接地方式、科學(xué)選擇屏蔽電纜的接地位置的干擾防護(hù)措施，有效保障了電網(wǎng)弱電系統(tǒng)的運行安全。

　　關(guān)鍵詞：弱電系統(tǒng);等電位接地;干擾防護(hù);屏蔽電纜

　　現(xiàn)階段電網(wǎng)高壓系統(tǒng)的防雷保護(hù)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，例如110kV線路常用架空地線保護(hù);35kV線路則使用避雷器保護(hù)，但是低壓系統(tǒng)的防雷保護(hù)措施較少，這導(dǎo)致變電站在遭受雷擊后，經(jīng)常出現(xiàn)高壓部分完好無損、低壓部分被嚴(yán)重?fù)舸┑默F(xiàn)象。在智能電網(wǎng)建設(shè)下，弱電系統(tǒng)大量使用微機控制和保護(hù)，這也成為雷擊之后最容易出現(xiàn)絕緣擊穿的部位。等電位連接是提高防雷保護(hù)能力的一種有效策略，探究等電位連接方式，以及地電位干擾防護(hù)措施成為現(xiàn)階段保障電網(wǎng)運行安全的重要任務(wù)。

　　1弱電系統(tǒng)等電位接地方式

　　1.1等電位接地網(wǎng)的設(shè)計要求

　　等電位接地網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)遵循以下規(guī)定：(1)在主控室、保護(hù)室，以及就地端子箱等處，使用截面≥100mm2的裸銅排，連接主接地網(wǎng);(2)在電纜室，首先選擇截面≥100mm2的專用銅排，以首尾相接的方式，布置成室內(nèi)等電位接地網(wǎng)。然后再選擇截面≥60mm2的銅排，一端連接室內(nèi)等電位接地網(wǎng)，另一端則連接變電站的主接地網(wǎng)，將保護(hù)室的內(nèi)、外接地網(wǎng)連成整體，消除電位差;(3)其他分散布置在通信室、集控室等站點之間的接地線，也要使用截面≥50mm2的銅排，分別將各個站點連接起來;(4)對于斷路器、濾波器、互感器等設(shè)備，可使用截面≥5mm2的多股銅質(zhì)軟導(dǎo)線進(jìn)行可靠連接;(5)在干擾較強的地方，安裝金屬電纜托盤，同時從托盤上引出一根電纜連接等電位接地網(wǎng)，進(jìn)一步提高抗干擾能力。

　　1.2二次回路的接地方式

　　二次回路中所用電纜，必須選擇屏蔽電纜。同時在敷設(shè)時還要滿足以下條件：

　　(1)科學(xué)布局線路走向，原則上盡量避開高壓母線、避雷設(shè)備以及電容器、互感器等設(shè)備。在此基礎(chǔ)上，控制線纜長度;(2)有微機控制的保護(hù)裝置，必須使用獨立電纜，提高跳閘保護(hù)的靈敏性;(3)二次回路接地時，要求電壓互感器的中性線不能直接連接熔斷器，防止多點接地導(dǎo)致的誤動現(xiàn)象。電流互感器的二次繞組回路，必須在就近的保護(hù)柜上選擇一點接地。其他的設(shè)備(如調(diào)制解調(diào)器、照明電源等)不得接入等電位接地網(wǎng)。

　　2弱電系統(tǒng)地電位干擾分析

　　在接地網(wǎng)中，影響接地體參數(shù)的因素有電阻R0、電感L0、電導(dǎo)G0和電容C0。基于上述4項參數(shù)構(gòu)建π型等效電路。當(dāng)出現(xiàn)雷擊后，接地網(wǎng)中出現(xiàn)雷電流。由于雷電流具有高頻特點，接地體電阻R0遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于ωL0。假設(shè)，雷電流的波頭時間(t)為2.5μs，則等值角頻率ω=π/2.5×106s-1。接地體材料通常選擇扁鋼，等效半徑r取值10mm。帶入式(3)后易得L0=1.8μH/m。其中，R0已知為1.0×10-6Ω/m，故ωL0=π/2.5×106×1.8×10-6=2.26Ω/m。在等電位接地網(wǎng)中，不同接地體之間也會產(chǎn)生互感作用。根據(jù)接地體的連接方式不同，若相互垂直且交叉，互感較小可不予考慮;若相互平行，互感較大。

　　3弱電系統(tǒng)地電位干擾防護(hù)措施

　　3.1優(yōu)化屏蔽電纜的接地方式目前常用的屏蔽電纜接地方式有兩種，即一點接地、兩點接地。前者的優(yōu)勢在于顯著降低干擾電壓，達(dá)到對磁場干擾的屏蔽效果。但是存在一定的缺陷，例如因為感應(yīng)耦合生成的電磁干擾，一點接地的方式不能做到有效屏蔽。對于此類情況，就需要使用兩點接地。其原理是在受到外部磁場干擾后，在兩點之間的屏蔽層中，形成一個與外部干擾電流方向相反的抵消電流，從而消除電位差，達(dá)到屏蔽目的。因此，在條件允許的情況下，屏蔽電纜的接地方式要優(yōu)先考慮兩點接地。

　　3.2科學(xué)選擇屏蔽電纜的接地位置一點接地形式下，屏蔽電纜接地位置比較固定，絕大多數(shù)是接在一次設(shè)備上。而兩點接地時可選擇的接地位置較多，不同接地位置對干擾防護(hù)效果也有明顯區(qū)別。本文選擇兩種比較常用的接地位置，分別展開分析，并判斷哪一位置對干擾防護(hù)效果更為離線。

　　3.2.1一次被控設(shè)備處接地，計算機控制處懸空此種接地方法是在屏蔽電纜靠近一次被控設(shè)備的區(qū)域，選擇合適位置引出接地線，實現(xiàn)接地;而在屏蔽電纜的另一端，連接微機控制器處做懸空處理。

　　3.2.2一次被設(shè)備處懸空，計算機控制器接地根據(jù)以往經(jīng)驗，使屏蔽電纜在一次設(shè)備處懸空，經(jīng)由計算機控制器接地，是比較理想的接地位置接地網(wǎng)受到雷擊后，電路中出現(xiàn)瞬時大電流I0，該電流在經(jīng)過接地電阻時，由于此時的屏蔽電纜是懸空的，只要屏蔽層的絕緣良好，就可以保證接地電阻R0上產(chǎn)生的電壓，不足以發(fā)生絕緣擊穿進(jìn)而對另一端的微機控制器造成破壞影響，從而起到了明顯的設(shè)備保護(hù)和干擾防護(hù)效果。

　　此外，接地電阻本身也有壓降的作用，使電流降低到不會對微機控制器正常運行造成干擾的正常范圍。需要注意的是，選擇在計算機控制器處一點接地的方式，對于微機控制器的供電電源，也要采取抗干擾措施，例如安裝隔離變壓器來抵御諧波干擾、雷電干擾，從而讓弱電 設(shè)備穩(wěn)定運行。

　　結(jié)束語

　　現(xiàn)階段電力行業(yè)內(nèi)對于高壓系統(tǒng)的防雷保護(hù)研究較多、技術(shù)成熟，但是弱電系統(tǒng)的干擾防護(hù)技術(shù)較少，這使得弱電設(shè)備經(jīng)常會因為雷擊出現(xiàn)燒毀故障。經(jīng)過仿真分析和實驗研究，提出了屏蔽電纜采用兩點接地，適當(dāng)減小接地網(wǎng)格尺寸，以及科學(xué)選擇屏蔽電纜接地位置的建議，對提高弱電系統(tǒng)干擾防護(hù)效果有積極幫助。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]李博,王帥.110kV變電站弱電系統(tǒng)抗干擾研究設(shè)計要點淺析[J].陜西水利,2020(01):138-139.

　　[2]王麗明,李健.淺談防雷接地系統(tǒng)在校園弱電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].建筑與預(yù)算,2016(02):102-103.

　　[3]王曉軍,楊艷頻.高校園區(qū)建筑群弱電系統(tǒng)的雷電危害及防護(hù)[J].浙江水利水電�？茖W(xué)校學(xué)報,2021(04):113-115.

　　[4]原冬梅.室外照明接地系統(tǒng)和接地電阻及其安全措施探討[J].建材與裝飾,2020(11).

　　[5]郭宜果,魏鑫,王慧軒.變電站二次等電位接地網(wǎng)設(shè)置方法[J].山東電力技術(shù),2020,v.47;No.267(02):50-54.

　　作者：張麗