中性点不接地系统弧光接地故障的防范措施
摘要:文章通过对中性点不接地系统的特点分析,探讨电容电流对系统的危害,提出解决弧光接地过电压的措施。
1 前言
在我国城网、农网及工矿企业的电网中,35kV及10kV的电压等级占有较大的比例,此电压等级属于中性点不接地系统。对于中性点不接地系统在发生单相接地故障时,故障相对地电压降低,非故障相对地电压升高,但三相线电压未变化,可维持系统运行一段时间,从而提高系统供电的持续。
单相接地故障主要有以下几种:①雷击导致的避雷器动作或瓷瓶闪络等瞬时性故障,其故障瞬间可消失;②有些系统本身或经过补偿后电容电流较小,电弧可自行熄灭;③永久性接地故障,即金属性接地,未接地相对地电压升高,在电气绝缘可承受的前提下系统电容电流小于10A,则系统还能带故障运行1~2h时间。随着电力电缆在10~35kV配电系统中的大量使用,系统电容电流越来越大,在发生单相接地时,电弧难以熄灭,发生弧光接地的几率大为增加,并且与架空线不同,电缆发生单相接地故障的类型多为永久性故障。若电缆发生弧光接地故障未及时采取措施,电弧易导致相间短路,引发故障的扩大。
2 电力系统的对地电容电流的危害
中性点不接地系统虽然提高了供电可靠性,但由于电容电流的存在给系统运行带来许多问题,电容电流过大或过小均给系统带来危害。
(1)随着电缆出线增多,配电网络中单相接地电容电流将急剧增加,当系统电容电流大于10A后,将带来一系列危害:
1)当发生间歇弧光接地时,可能引起高达3.5倍相电压的弧光过电压,引起电气设备多处绝缘薄弱的地方放电击穿和设备瞬间损坏,使系统供电的可靠性这一优点大受影响。另外,对较大电容电流产生的电弧可能引发火灾。
2)当有人触接地部位时,产生跨步电压,加重了对触电人员的伤害,甚至伤亡。
3)当配电网发生单相接地时,电弧不能自灭,很可能破坏周围的绝缘,发展成相间短路,造成停电或损坏设备的事故。
4)配电网对地电容电流增大后,对架空线路来说,树线矛盾比较突出,尤其是雷雨季节,因单相接地引起的短路跳闸事故占很大比例。
(2)系统的对地电容电流过大带来的危害大家都比较了解,但我们在实际设计中往往忽略了一个问题,就是系统电容电流过小对系统带来的危害,这种危害主要就是电压互感器的铁磁谐振。小电容电流系统铁磁谐振过电压现象比较普遍,时常发生电压互感器烧毁事故和熔断器的频繁熔断,严重威胁配电网的安全可靠性。
3 消除弧光接地的措施,设计时注意事项
解决电容电流导致的弧光接地问题。由于系统发生间歇性电弧接地时产生较大的高频电流,解决此问题可采用TXK-P消弧及过电压保护装置将弧光接地转化为稳定的金属性接地,从而消除间歇性弧光接地造成的过电压危害。在设计时的注意事项大概分为以下几点。
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