摘要：變電站的低壓系統中包含了較多數量的弱電設備，因為耐壓水平不高，在受到雷擊時更容易發生擊穿現象，進而導致變電站運行故障。弱電系統的等電位接地，旨在將分散配置的多個導電物體，用等電位連接導體或電涌保護器連接形成接地網，從而在受到雷擊之后，能夠快速平衡不同電氣設備之間的電位差，達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的設計要求和二次回路的接地方式，隨后分別進行了干擾仿真實驗和電纜干擾實驗，根據實驗結果提出了優化屏蔽電纜的接地方式、科學選擇屏蔽電纜的接地位置的干擾防護措施，有效保障了電網弱電系統的運行安全。

　　關鍵詞：弱電系統;等電位接地;干擾防護;屏蔽電纜

　　現階段電網高壓系統的防雷保護技術已經較為成熟，例如110kV線路常用架空地線保護;35kV線路則使用避雷器保護，但是低壓系統的防雷保護措施較少，這導致變電站在遭受雷擊后，經常出現高壓部分完好無損、低壓部分被嚴重擊穿的現象。在智能電網建設下，弱電系統大量使用微機控制和保護，這也成為雷擊之后最容易出現絕緣擊穿的部位。等電位連接是提高防雷保護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措施成為現階段保障電網運行安全的重要任務。

　　1弱電系統等電位接地方式

　　1.1等電位接地網的設計要求

　　等電位接地網的布設應遵循以下規定：(1)在主控室、保護室，以及就地端子箱等處，使用截面≥100mm2的裸銅排，連接主接地網;(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，布置成室內等電位接地網。然后再選擇截面≥60mm2的銅排，一端連接室內等電位接地網，另一端則連接變電站的主接地網，將保護室的內、外接地網連成整體，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、互感器等設備，可使用截面≥5mm2的多股銅質軟導線進行可靠連接;(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，進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。同時在敷設時還要滿足以下條件：

　　(1)科學布局線路走向，原則上盡量避開高壓母線、避雷設備以及電容器、互感器等設備。在此基礎上，控制線纜長度;(2)有微機控制的保護裝置，必須使用獨立電纜，提高跳閘保護的靈敏性;(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，防止多點接地導致的誤動現象。電流互感器的二次繞組回路，必須在就近的保護柜上選擇一點接地。其他的設備(如調制解調器、照明電源等)不得接入等電位接地網。

　　2弱電系統地電位干擾分析

　　在接地網中，影響接地體參數的因素有電阻R0、電感L0、電導G0和電容C0。基于上述4項參數構建π型等效電路。當出現雷擊后，接地網中出現雷電流。由于雷電流具有高頻特點，接地體電阻R0遠遠小于ωL0。假設，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。在等電位接地網中，不同接地體之間也會產生互感作用。根據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弱電系統地電位干擾防護措施

　　3.1優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。前者的優勢在于顯著降低干擾電壓，達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先考慮兩點接地。

　　3.2科學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，絕大多數是接在一次設備上。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效果也有明顯區別。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效果更為離線。

　　3.2.1一次被控設備處接地，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備的區域，選擇合適位置引出接地線，實現接地;而在屏蔽電纜的另一端，連接微機控制器處做懸空處理。

　　3.2.2一次被設備處懸空，計算機控制器接地根據以往經驗，使屏蔽電纜在一次設備處懸空，經由計算機控制器接地，是比較理想的接地位置接地網受到雷擊后，電路中出現瞬時大電流I0，該電流在經過接地電阻時，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上產生的電壓，不足以發生絕緣擊穿進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備保護和干擾防護效果。

　　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 設備穩定運行。

　　結束語

　　現階段電力行業內對于高壓系統的防雷保護研究較多、技術成熟，但是弱電系統的干擾防護技術較少，這使得弱電設備經常會因為雷擊出現燒毀故障。經過仿真分析和實驗研究，提出了屏蔽電纜采用兩點接地，適當減小接地網格尺寸，以及科學選擇屏蔽電纜接地位置的建議，對提高弱電系統干擾防護效果有積極幫助。

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　　作者：張麗