电气装置接地保护论文

【摘要】电厂内部分低压电动机运行功率较大，多次出现因启动瞬间产生大电流对接地保护电流互感器采样回路造成干扰，增大测量误差，导致接地保护继电器误动作事件。通过对电磁干扰和抗干扰措施的分析，提出提高电流互感器测量精度的改进方案，避免低压电动机启动引起接地保护误动。经过数据测量和现场验证，改进方案可在电厂应用和推广。下面是小编为大家整理的《电气装置接地保护论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

电气装置接地保护论文 篇1：

电气接地保护安全技术下的安全管理问题探讨

摘要：近些年来，随着我国电力系统的不断发展，尽管电气接地保护安全技术取得了快速发展，已趋于完善。但是就目前的情况来看，在电气接地保护安全技术实际运用过程中，仍然存在一些问题，留下安全隐患，因此有必要加强电气接地保护安全管理。本文将专门针对电气接地保护安全技术进行深入探讨，指出其安全管理所存在的主要问题，并就这些问题的解决提出相应的对策与建议。

关键词：电气接地保护；安全技术；安全管理

一、电气接地保护安全技术下的安全管理存在的主要问题

（一）重复接地和保护接零中存在的问题

重复接地指的是根据国家技术标准，防止零线断线对人身安全失去保护作用，而采取多点接地的方式对电气设备进行接地处理。目前，我国电气设备主要有两种接地保护方式，即保护接地和保护接零方式。但是，对于供电系统来说，同样也存在两种方式，一种是中性点不接地系统；另一种则是中性接地系统。因此所采取的接地保护方式往往会因供电系统的不同而有所差异，在技术规范和保护原理上也不尽相同。就中性点不接地供电系统而言，一旦电气设备出现单相漏电现象，往往容易导致安全事故的发生，人如果不幸与之接触，其危害可想而知。对于此，相关部门应当尽力避免，并对电气设备中的电流采取分流处理。中性点接地系统则与之有所不同，它在运行过程中会出现各种线路故障，以回路短路问题居多，这种情况一旦出现就会使保护装置失灵，进而引起单相漏电。在线路运行过程中，因为元件的金属导体的电阻值比较小，所以往往会导致保护装置反应迟缓，这时如果再被人触碰，立马就会产生回路电流，致使人触电。

（二）对用电设备进行串联接地时的问题

通过串联的方式进行接地处理，不仅能保证接地保护的有效性，还能时金属材料消耗明显降低。从表面上看这种接地方式可行，但是在实际应用过程中却存在严重的危害，因为电气设备接地保护要求中明确规定禁止采用串联接地方式，必须确保每个电气设备单独地与接地端相连，绝对不容许把几个电气设备进行串联再与接地端进行连接。因此，为了保证每个电气设备运行的安全稳定性，在设置电气设备线路时，要尽量简化，避免线路步骤过于复杂化，还要将电气设备直接与接地装置进行连接，充分发挥接地装置的功能和作用，这样才能确保电气设备的安全保护更加准确可靠。所以，要保证电气设备使用时更加安全可靠，这样才能从根本上降低触电事故发生率。实际上，通过直接将电气设备和接地保护装置进行连接，既能有效防止各种安全事故的发生，更重要的是，能够及时将各种故障予以排除，如果出于节省材料消耗和成本开支的考虑，而简化接地装置结构，改用串联接地的方式，这样一旦串联中的电气设备出现故障，就會出现判别难的问题，同时也会导致正常运行的电气设备带电，危及人的生命安全。

不仅如此，电气设备在使用过程中，出现漏电故障的几率往往会因电气设备的不同而不同，通过采取简单的接地保护方式，一旦电气设备出现故障，能够及时找到故障所在处，并及时采取有效措施加以处理。如果接地保护装置关系过于复杂，会给故障排查增加困难，加上各种因素的干扰，会严重耽误发现并解决问题的时间。这就要求能够对电气设备保护接线和工作接线进行准确区分，这样即便是出现故障问题，也能及时加以解决。

（三）与大地连接存在的问题

很多人都错误的认为只要将电气设备直接与大地相连接，就能发挥接地保护的作用，其实不然。要想让电气设备具备接地保护功能，必须借助于接地保护装置方能实现。具体来说，接地保护功能是取决于接地装置的技术条件的，而接地装置技术条件又是由接地装置结构的质量、土壤电阻率大小、接地体配置等共同决定的。若土壤的电阻率很小，往往会产生很强的散流效应起到降低电位差的作用，反之则与之相反。因此，为了更好地发挥接地保护作用，应当尽可能地降低土壤的电阻值，否则非但起不到安全保护作用，还会带来危害。一般地，接地体配置主要存在两种，一种是人工接地体，一种是自然接地体。对于人工接地体来说，在实际应用时，为了防止各接地体磁场的相互干扰，要注意相邻接地体之间保持适当距离。在应用自然接地体时，要注意保持流畅，尤其是不能导致隔离中断。另外，接地保护装置能否起到接地保护作用还取决于电气设备的接地电阻值能否达到电气接地安全保护技术要求。所以，电气设备接地保护安全技术的条件往往是十分严格的，如果盲目地与大地直接进行连接，很可能会适得其反，不仅不会发挥接地保护的作用，反倒会导致安全隐患。

二、解决电气接地保护安全管理问题的对策

电气接地保护安全技术能否得到正确应用往往能够直接关系到电气接地保护作用的发挥。因此要想从根本上降低安全事故发生率，需要相关人员做好以下几项几点：

一是要采用合理的电气接地保护系统。对于TN-C-S 系统而言，该电气装置所暴露在外的导电部分相对于大地的电压要比TN-C 系统小得多，安全系数非常高，一般对地电压值为零。由此可见，TN-C-S 系统是一种理想的接地保护系统。

二是要强化临时用电组织验收管理。在实际施工中，如果没有严格控制临时用电工程的质量，没有把好临时用电组织验收工作关，一旦投入使用，出现安全故障率的可能性是非常大的。因此有必要努力做好临时用电组织验收管理，特别是技术管理，只有这样方能保证用电安全。

三是要充分发挥电气人员的监督作用。当相关人员进行现场施工安装时，作为专业电气人员，应当予以配合，发挥好职能监督作用。

四是要深刻认识到漏电保护器的不足或缺陷，并了解PE 线的传导故障电压，从而不断强化用电管理，保证回路漏电保护器稳定可靠。

三、结语

综上所述，在设置接地装置时，通过合理运用电气接地保护安全技术能够使接地装置具备安全保护功能。但是目前电气接地保护安全技术在的安全管理还存在一些问题，比如说在重复接地和保护接零、串联接地保护以及与大地直接连接等问题，因此，相关部门应当采取有效措施加以解决，使电气接地保护装置作用得以充分发挥。

参考文献：

[1]张宏磊，严强.电气接地保护安全技术下的安全问题[J].城市建设理论研究：电子版，2014（16）.

[2]张一雷.解析电气接地保护安全技术下的安全问题[J].商品与质量·建筑与发展，2013（12）：349-349.

[3]王丹.关于电气接地和电气安全问题的探讨[J].中国科技投资，2014（A15）：54-54.

作者：关雪

电气装置接地保护论文 篇2：

低压电动机启动引起接地保护误动的分析及改进

【摘  要】电厂内部分低压电动机运行功率较大，多次出现因启动瞬间产生大电流对接地保护电流互感器采样回路造成干扰，增大测量误差，导致接地保护继电器误动作事件。通过对电磁干扰和抗干扰措施的分析，提出提高电流互感器测量精度的改进方案，避免低压电动机启动引起接地保护误动。经过数据测量和现场验证，改进方案可在电厂应用和推广。

【关键词】低压电动机;干扰;接地保护;误动

Key words：low-voltage motor  interference  grounding protection  misoperation

低压电动机作为转动部件，在电厂广泛应用，可连接风扇、泵体等设备。低压大容量电动机在单相绕组发生短路接地故障时，其上游熔断器熔断时间过长，不利于安全运行，因此需增设后备接地保护，在故障发生时，迅速动作切断电路。

电厂大容量低压电动机启动瞬间产生的启动电流可达电动机额定运行电流的数十倍。对于启动电流对接地保护电流互感器采样回路形成干扰，增大测量误差，导致接地保护误动作问题，需对干扰的形成进行深入分析，制定切实有效的抗干扰改进措施。

一、问题与现状

1.1典型事件

2018年5月，国内某电站在进行电动机（运行功率185kW）试转向时，点动试验过程中，上游开关接地保护动作跳闸。检查开关接线无松动过热现象，各元器件状态良好;测量电机三相绕组直阻平衡，三相对地及相间绝缘均大于160M?（要求大于10M?），电缆相间及对地绝缘大于60M?。2018年6月，再次对电动机进行点动试验，电机启动瞬间上游开关接地保护再次动作跳闸。

1.2保护配置

电厂低压电动机采用“断路器—接触器—热偶继电器—接地保护继电器”回路配置。

断路器用于下游负荷过流保护，在下游负荷发生短路故障时动作。断路器跳闸切断负荷，同时辅助接点动作，切断主回路接触器工作电源。

热偶继电器用于下游负荷过载保护。当下游负荷发生过载故障时，过载保护动作，切断主回路接触器工作电源，接触器断开。

接地保护继电器用于下游负荷接地保护。当下游负荷发生接地故障时，经过一定延时，接地保护继电器保护动作，切断主回路接触器工作电源，接触器断开。电动机回路额定功率大于等于55kW时要求配置接地故障保护。

二、接地保护设计

2.1接地保护功能

接地保护继电器通过穿入主回路的电流互感器进行采样，检测主回路中是否存在接地电流;当主回路绝缘下降或接地时，电流互感器會感应到一个不平衡电流矢量和信号，即ia+ib+ic≠0，该信号送入继电器进行放大后，监测接地电流是否超过设定值。当检测电流超过设定值，接地保护继电器保护动作，控制节点状态改变。

2.2保护整定原则

低压厂用变压器普遍采用中性点零序保护设计，变压器零序保护整定原则需满足作为用电负荷的后备保护和上下级差配合要求，以800kVA低压厂用变压器零序保护与185kW电动机回路保护配合为例，接线原理图及保护配置情况如下：

三、误动分析及改进

3.1误动分析

收集185kW电动机试转向时，点动跳闸录波波形，波形包含接地电流有效值、电流互感器二次采样电压有效值、三相电压有效值、三相电流有效值。

分析波形数据，确认电机三相启动电流平衡，三相电压稳定，但一次回路仍存在约50A的接地电流，且电流互感器二次侧感应出3.4V交流电压。

将开关及同型号备件电机运送至检修间，模拟现场工况，进行电机离线启动试验。电机启动运行无异常，然而开关接地保护仍然动作。对比离线试验录波波形与现场电机跳闸时录波波形相似。

将开关与同型号备件开关进行对比，发现部分元器件安装位置不同，开关热偶继电器及中间继电器在同一侧，穿过电流互感器一次侧三相电缆空间更为狭小。备件开关三相电缆穿过电流互感器的布置基本一致，而开关A相电缆斜向上方穿过电流互感器，对比图片如图4：

分析认为，当流过A相电缆的电流大小发生变化时，在其周围就会产生出变化的磁场。接地保护继电器检测回路处于该交变的磁场中，在回路中将感应出电动势和感应电流，这两部分通过磁力线形成相互干扰。

3.2改进依据

所有电气和电子设备工作都会有间歇或连续性电压电流变化，有时变化速率还相当快，这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量，而相应的电路则会将这个能量发射到周围的环境中，从而对周围的设施产生电磁干扰。

电磁干扰进入设备可分为二大类、即传导和辐射。

（1）辐射干扰：干扰信号是通过电磁波辐射传播的。

（2）传导干扰：干扰信号是通过干扰源和被干扰设备之间的公共阻抗进行传播的。

以上二种干扰传播方式可能互相转换，辐射干扰可以通过导线转换成为传导干扰，而传导干扰又可通过导线形成辐射干扰。

干扰的传播途经有五种：导线直接传导耦合、经公共阻抗的耦合、电容性（电场）耦合、电感性（磁场）耦合、辐射（电磁场）耦合。前四种传播途径并称为传导性耦合。

通常对于有用信号以外的所有电子信号总称为噪声，按噪声的来源可以将噪声源分成三大类：

1）本征噪声源，其来源于物理系统内部的随机波动，例如热噪声、交流声、高频电路等;

2）人为噪声源，例如电机、开关、数字电子设备、无线电发射装置等在运行过程中所带来的噪声;

3）自然界干扰引起的噪声，例如雷击和太阳的黑子活动等。

A相电缆电流变化时产生的磁场可称作电流互感器的噪声源，感应出的电动势电压为Ui，Ui在电流互感器二次回路上产生的感应电流为I，噪声大小正比于噪声源回路的电流I变化率di/dt及互感M。一般而言，噪声源回路的电流I变化率是不可控的，有效的方法是如何减小互感。

3.3改进方案

以下两种情况可能导致耦合程度加深：回路之间的耦合距离，包括回路之间的相对位置较近;噪声回路和感应回路的环路面积较大。为避免耦合（干扰）程度加深，需设法减小互感。

3.1.1 拉开回路之间的耦合距离;

可以通过调整A相电缆与电流互感器之间的相对位置，加大与噪声导体之间的距离。

3.1.2减小噪声回路和感应回路的环路面积;

可以通过缩短电流互感器二次回路采样线长度，减小回路间环路交替面积。

3.1.3增加电磁屏蔽。

可以通过将电流互感器二次线更换为双绞电缆或屏蔽电缆，增加回路的电磁屏蔽能力。

3.4现场验证

将一次开关侧动力电缆准确穿过电流互感器中心，在电流互感器内壁增加屏蔽铁皮并均匀包裹，更换电流互感器二次屏蔽线。在相同的试验条件下，再次进行启动试验，接地保护未动作。

分析波形数据，确认电机三相启动电流平衡，三相电压稳定，接地电流有效值降低为2.1A，电流互感器二次电压有效值约1.6V。

改进后验证低压电动机启动正常，说明相应改进措施有效解决了一次启动电流对电流互感器的干扰问题。

四、结论

电厂内大容量电动机启动瞬间产生大电流，在电缆附近会形成变化的磁场。电动机后备接地保护往往未考虑电磁兼容措施，电流互感器在变化的磁场中受到干扰，导致测量误差增大，接地保护误动。

改进后的电动机接地保护回路采用拉开回路之间的耦合距离、减小噪声回路和感应回路的环路面积、增加电磁屏蔽等措施，有效减小了电动机一次启动电流对接地保护电流互感器的干扰，从根本上解决了低压电动机启动引起接地保护误动的问题。

参考文献：

[1]GB50054-2011低压配电设计规范

[2]GB/T16895.10-2010低压电气装置

[3]GB/T17626 电磁兼容试验和测量技术

[4]《电磁兼容原理与设计技术》 作者：杨克俊 出版社：人民邮电出版社 出版日期：2004

[5]《电磁干扰排查及故障解决的电磁兼容技术》 作者：（法）米切尔 麦迪圭安（Michel Mardiguian）著 刘萍等译 出版社：機械工业出版社 出版日期：2002

作者简介：

张琨（1986-），男，籍贯：四川乐山，民族：汉，职称：工程师，学历：本科，研究方向：低压交流电气设备电磁干扰，单位：大亚湾核电运营管理有限责任公司，单位省市：广东省深圳市，单位邮编：518124，

（作者单位：大亚湾核电运营管理有限责任公司）

作者：张琨 周浩

电气装置接地保护论文 篇3：

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。

作者：边策