系統(tǒng)電阻高壓配電系統(tǒng)電阻接地方式的優(yōu)越性

系統(tǒng)電阻研究背景

供電系統(tǒng)的變壓器中性點(diǎn)要選合適的接地方式和結(jié)線形式，與其相應(yīng)的繼電保護(hù)方式。20世紀(jì)80年代錫鋼引進(jìn)國(guó)外成套二手設(shè)備中，在3～110 kV高壓供配電系統(tǒng)中變壓器中性點(diǎn)采用電阻接地方式，其接地電流控制在100～300 A左右，稱之為“中電流電阻接地方式”，在實(shí)際運(yùn)行中收到了良好的效果，深受用戶歡迎。

“中電流電阻接地系統(tǒng)”以前在國(guó)內(nèi)沒(méi)有被采用過(guò)，但在日本、美國(guó)等國(guó)得到了廣泛采用。該接地方式經(jīng)實(shí)踐證明具有非常顯著的優(yōu)越性，而且實(shí)施也比較簡(jiǎn)單，特別對(duì)采用以電纜為主的配電系統(tǒng)更為優(yōu)越。

系統(tǒng)電阻系統(tǒng)電阻接地方式的優(yōu)越性

高壓供配電系統(tǒng)如何選擇最適宜的中性點(diǎn)接地方式，應(yīng)從下述幾個(gè)方面的問(wèn)題進(jìn)行綜合分析論證，最后選擇最佳的接地方式：

(1)電力變壓器的絕緣等級(jí)和中性點(diǎn)有關(guān)設(shè)備制造問(wèn)題。

(2)能最有效的抑止單相接地故障時(shí)產(chǎn)生的異常過(guò)電壓。

(3)最簡(jiǎn)單可靠的單相接地繼電保護(hù)方式。

(4)單相接地電流對(duì)電氣設(shè)備的損害。

(5)電纜線路的絕緣等級(jí)的配合。

(6)單相接地電流對(duì)通訊線路的干擾等。

國(guó)內(nèi)對(duì)工業(yè)企業(yè)及民用高壓配電系統(tǒng)長(zhǎng)期使用中性點(diǎn)非接地的或經(jīng)消弧線圈接地的小電流接地系統(tǒng)，其缺點(diǎn)是：

(1)變壓器要求全絕緣的，絕緣等級(jí)高，相應(yīng)造價(jià)較高(配電的電纜絕緣等級(jí)較高)。

(2)當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，產(chǎn)生的異常過(guò)電壓倍數(shù)較高(間歇性電弧接地過(guò)電壓一般不超過(guò)3倍，個(gè)別為3.5倍，如一旦發(fā)生單相接地電壓諧振過(guò)電壓，則過(guò)電壓可達(dá)6～7倍)。

(3)繼電保護(hù)方式由于單相接地時(shí)，接地電流小(5～10 A)，和間歇式接地故障接地電流不穩(wěn)定，檢測(cè)不靈敏，不能及時(shí)發(fā)出故障信號(hào)或跳開故障線路，從而引發(fā)多相短路或造成電纜著火(根據(jù)經(jīng)驗(yàn)大于0.8 A接地電流，就可能引發(fā)電纜火災(zāi)的危險(xiǎn))因此造成不但設(shè)備的電纜造價(jià)高，而且可靠性差，單相接地故障不能較快的排除，往往造成損壞電氣設(shè)備，特別是采用以電纜線路為主的工業(yè)企業(yè)，對(duì)防止電纜火災(zāi)事故是非常不利的因素。

因此，舊式高壓配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)不接地的小電流接地系統(tǒng)急待更新?lián)Q代，采用經(jīng)電阻接地的所謂“中電流接地系統(tǒng)”。

系統(tǒng)電阻研究結(jié)論

配電線路電纜的絕緣等級(jí)可相應(yīng)降低，如10 kV，非接地小電流接地系統(tǒng)要使用10/10，10/8.7 kV 等級(jí)，而用電阻接地系統(tǒng)可使用10/6 kV等級(jí)的電纜，使電纜投資減少。由于繼電保護(hù)可及時(shí)切斷單相接地故障線，對(duì)電纜故障的火災(zāi)危險(xiǎn)就大為降低。這對(duì)大規(guī)模采用電纜的現(xiàn)代化系統(tǒng)是一個(gè)非常有利的保護(hù)措施。中性點(diǎn)不接地的小電流接地系統(tǒng)比中性點(diǎn)直接的接地系統(tǒng)對(duì)通訊設(shè)施、電子計(jì)算機(jī)等弱電設(shè)備的感應(yīng)危害較小，而電阻接地的中電流接地系統(tǒng)處于中間，但由于繼電保護(hù)能及時(shí)可靠的切斷故障線路，一般都在15 s之內(nèi)。實(shí)際運(yùn)行證明，對(duì)通訊設(shè)備的感應(yīng)危害是不成問(wèn)題的。

綜上所述，采用電阻接地的中電流接地電纜經(jīng)濟(jì)上可以降低投資，而技術(shù)上安全可靠并由大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可以證實(shí)的，是一種值得大力推廣應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)，這對(duì)國(guó)內(nèi)3～110 kV系統(tǒng)非接地的小電流系統(tǒng)的更新?lián)Q代進(jìn)行改進(jìn)具有十分重要的普遍的現(xiàn)實(shí)意義。

防靜電桌椅是防靜電電子工程實(shí)驗(yàn)室的重要輔助裝置，防靜電桌能為電子桌面聯(lián)試提供一個(gè)安全的操作環(huán)境，性能良好的防靜電椅能有效泄放人體累積的靜電電荷。因此，在防靜電電子工程實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)中必須考察防靜電桌椅的防靜電性能。

系統(tǒng)電阻防靜電桌椅系統(tǒng)電阻的測(cè)量方法

采用ZC-90D高絕緣電阻測(cè)量?jī)x測(cè)量防靜電桌椅的系統(tǒng)電阻。儀表的量程為0.01MΩ～10GΩ，精度為0～10⁹Ω范圍下，±（1%顯示值 2字），10⁹～10¹⁰Ω范圍下，±（2%顯示值 2字）。

測(cè)量防靜電桌系統(tǒng)電阻的測(cè)量布置如圖1所示，將儀表的高壓輸出端與防靜電工程電阻測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電極相連接，另一測(cè)量輸入端連接大地，屏蔽端空置不用。按圖1進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)連接，在桌面選取三個(gè)不同點(diǎn)，測(cè)量電極的一端

放置于桌面，另一端連接防靜電桌的接地點(diǎn)。被測(cè)對(duì)象的系統(tǒng)電阻=儀器的顯示值×倍率，以不同點(diǎn)測(cè)量結(jié)果的平均值為最終測(cè)量結(jié)果。

測(cè)量防靜電工作椅的系統(tǒng)電阻的測(cè)量布置如圖2所示，將儀表的高壓輸出端與防靜電工程電阻測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電極相連接，測(cè)量輸入端接地，按圖2進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)連接。測(cè)量時(shí)，在腳輪下放置一塊200mm×200mm的板狀電極并良好接觸，板狀電極放置于防靜電工作區(qū)地面上，在椅面隨機(jī)選擇三個(gè)點(diǎn)，高絕緣電阻測(cè)量?jī)x的一個(gè)電極放置在椅面上，另一個(gè)電極放置于板狀電極上。觀察儀器的顯示值，記錄測(cè)量值，被測(cè)對(duì)象的絕緣電阻 = 儀器的顯示值 倍率。以不同點(diǎn)測(cè)量結(jié)果的平均值為最終測(cè)量結(jié)果。

系統(tǒng)電阻測(cè)量模型的建立

防靜電桌椅系統(tǒng)電阻的測(cè)量值R_i由高絕緣電阻測(cè)量?jī)x的顯示值直接讀取，測(cè)量中需要選擇三個(gè)不同點(diǎn)，并取平均值，故測(cè)量模型為

系統(tǒng)電阻測(cè)量不確定度評(píng)定方法

測(cè)量過(guò)程中，由于同一點(diǎn)測(cè)量?jī)H為一次，故A類測(cè)量不確定度評(píng)定不需考慮，僅需考慮B類測(cè)量不確定度評(píng)定。B類測(cè)量不確定度評(píng)定主要是由高系統(tǒng)電阻測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量時(shí)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(R)。

由儀器的使用說(shuō)明書能夠獲得高絕緣電阻測(cè)量?jī)x的示值誤差a為：0～10⁹Ω范圍下，±（1%顯示值 2字）；10⁹～10¹⁰Ω范圍下，±（2%顯示值 2字）。分析測(cè)量過(guò)程，可知測(cè)量估計(jì)值R分布于區(qū)間（R-a，R a）內(nèi)的概率為1，且在區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)均等，可以判定R服從均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

防靜電桌椅泄放靜電能力的好壞與其系統(tǒng)電阻有關(guān)，指標(biāo)的檢測(cè)主要依據(jù)《SJ/T 10694-2006 電子產(chǎn)品制造與應(yīng)用系統(tǒng)防靜電檢測(cè)通用規(guī)范》進(jìn)行，在 SJ/T 10694-2006 標(biāo)準(zhǔn)中，防靜電桌系統(tǒng)電阻的技術(shù)指標(biāo)為1×10⁵-1×10⁹，防靜電椅系統(tǒng)電阻的技術(shù)指標(biāo)為 ，若檢測(cè)結(jié)果不符合指標(biāo)要求，則將該產(chǎn)品認(rèn)定為不合格品，放棄使用。研究防靜電桌椅系統(tǒng)電阻的測(cè)量不確定度評(píng)定方法，對(duì)提高防靜電桌椅系統(tǒng)電阻測(cè)量的準(zhǔn)確性與一致性具有重要意義。

《石油化工電氣系統(tǒng)電阻接地設(shè)計(jì)規(guī)范》，是工業(yè)和信息化部批準(zhǔn)2020年8月批準(zhǔn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

主要內(nèi)容

本規(guī)范規(guī)定了6kV～35kV電壓等級(jí)的中壓配電系統(tǒng)中性點(diǎn)電阻接地方式的選用技術(shù)原則，并給出電阻裝置及其配套接地變壓器、電流互感器等設(shè)備的配置原則。

本規(guī)范適用于石油煉制、石油化工及以煤為原料制取燃料和化工產(chǎn)品的企業(yè)新建、擴(kuò)建或改建工程的配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地電阻的設(shè)計(jì)。 2100433B

1 高電阻接地的系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合`R_0`≤`X_(C0)`的準(zhǔn)則，以限制由于電弧接地故障產(chǎn)生的瞬態(tài)過(guò)電壓。一般采用接地故障電流小于10A。`R_0`是系統(tǒng)等值零序電阻，`X_(C0)`是系統(tǒng)每相的對(duì)地分布容抗。

2 低電阻接地的系統(tǒng)為獲得快速選擇性繼電保護(hù)所需的足夠電流，一般采用接地故障電流為100A～1000A。對(duì)于一般系統(tǒng)，限制瞬態(tài)過(guò)電壓的準(zhǔn)則是(`R_0`/`X_0`)≥2。其中`X_0`是系統(tǒng)等值零序感抗 。

發(fā)生接地故障時(shí)，在消弧線圈上短時(shí)并上一個(gè)有效電阻，使接地點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)有功分量電流，再利用此有功分量電流作為選線依據(jù)，經(jīng)一定延時(shí)后，再把電阻切除。只要電阻選擇合適，就能使接地點(diǎn)的有功分量電流足夠大，從而達(dá)到選線的目的。