10/0.4kV变电所的接地需更新观念-建筑电气2009.11

10／0．4 kV 变 电所 的接 地 需 更 新 观 念
王厚余 (中国航空工业规划设计研究院，北京市 100011)
The Concept to 10／0．4 kV Substation Grounding to be Renewed
Wang Houyu (China Aeronautical Project and Design Institute，Beijing 10001 1，China)
Abstract Some unsuitable practices are still 探讨。
available now in 1 0／0．4 kV substation for building
1 变电所的共用接地和分开接地
electricity，such as neutral point local grounding of
transfol"lTler LV side，setting of PEN & PE conductor， 变电所既是 10kV高压系统的负荷端．需将所 内
resistance of grounding device and necessity of taking
电气设备的外露导电部分作保护接地 ．以策人身安
manual grounding pole．The author considers that the
全：同时它也是 220／380V低压系统的电源端。需将
substation shall be grounded as per IEC standards，giving
根带电导体 (一般是中性线)作系统接地 (前苏联
up the out-of-time practices，renewing the concept and 一
meeting the new requirements for technology of power 规范称工作接地 )．以取得大地参考电位 。保证低压
consumption，SO that grounding of substation can ensure 系统的正常运行和电气安全。所以变电所内有两个不
the safety and function of electrical equipments，as well 同用途的接地。过去我国 10kV电网的系统接地广泛
as avoid such waste in manpower and material resources．
采用不接地方式．其接地故障电流和它引起的故障电
Key words Grounding of substation Manual
压小 在变电所内高压系统保护接地与低压系统的系
grounding Natural grounding Equipotential bonding
统接地通常合并为一个接地 ．以简化接地装置的设
PEN c0nduct0r PE c0nductor
置。改革开放后我国经济飞速发展，用电量剧增。一
摘 要 现时我国建筑电气 10／0．4kV变电所接 些大城市将 10kV电网改为经小电阻接地方式．故障
地的一些做法恐存在不少问题 例如在变压器低压侧 电流和故障电压大增．这种情况下．高压系统保护接
中性点的就地接地、PEN线和 PE线的设置、接地装 地与低压系统的系统接地最好分开设置．如仍共用一
置的接地电阻值、打人工接地极的必要性等都存在一 个接地 ．需采取适当措施防止变电所 10kV侧的接地
些问题 变电所的接地应按 IEC标准．摒弃一些过时 故障导致低压系统内的电气危险 详见参考文献…第
的做法，更新观念，满足用电技术的新要求．使变电 12章，不赘述。本文所陈仅限于共用接地。
所的接地既能保证电气装置的安全性和功能性．又可
2 系统接地应在低压配电盘内一点接地
避免不应有的人力物力浪费
关键词 变电所接地 人_z-4~地 自然接地 等 当变电所以TN系统或 rIT系统供电并采用共用接
电位联结 PEN线 PE线 地时，变压器中性线套管出线应在何处接地 ．我 国过
去无明确规定。 《建筑电气工程施工质量验收规范》
10／0．4kV配电变电所 (以下简称变电所)的接 (GB 50303—2002)规定在变压器处直接接地。但国
地．我国多年来沿袭前苏联 50年代时的做法．习以 际电工标准 《低压电气装置 第 1部分：基本原则、
为常。20世纪 80年代笔者在国外发现西方一些做法 一 般特性评估、定义》 (IEC 60364—1：2005)和《低
与其不同，当时不明就里。近年笔者接触IEC／TC64 压电气装置 第 4部分：安全防护 第44章：电压
《建筑物电气装置》IEC60364系列新版标准中有关变 扰动和电磁干扰的防护》 (IEC 60364—4—44：2007)
电所接地的一些规定 ．多少有些领悟。对比之下，现 不允许这样做。它规定不允许在变压器处直接接地，
时国内一些做法相当混乱，莫衷一是。愿借 《建筑电 只允许在变电所低压配电盘内进行一点接地 ．如图 1
气》一角，提出自己的一些肤浅理解，供同行批评和 所示。稍加分析便知IEC标准的规定是正确的。
3
10／0．4kV变电所的接地需更新观念 (王耳1争建 筑电乞。
_———I_—__—_—■ BUtLDING
2口口9年第1 1期I ELECTRIClTY
导致的 电磁
变压器
干扰更易引
PE
r-
PEN线应绝缘
所内 堡 墼皇垄 ／1并不允许在变 起重要信息
电气设备 I
I压器处就地直
此电流互感器可作 RCM l接接地 系统 的严重
后果 ．应该
三极开关 ＼ 三极开关 注 意 防 止
＼三极开关
L1 对这个问题．
L2 变电所 我们 的认识
PEN 是 不 够 的
PE
为避免 出现
杂 散 电 流 ．
PE
L1 L2 L3 N PE L1 L2 L3 PEN L1 L2 L3 N L1 L2 L3 PEN IEC规 定 各
PE TN—S TN—C TT TN—C—S
宜供本建筑物用电 有条件处可采用 宜供户外电气装置用电 宜供其他建筑物用电 台变压器引
出的 PEN线
韪备 PEN线在柜内一点接地
PE、
电
只能集 中在
总接地母排 图 l所示 的
建筑物
吉 建筑物基础接地极 配 电盘上方
的 PEN母排
图 1 在变电所低压配电盘内一点作系统接地 和下方 的接
Fig．1 One point system grounding in low—voltage distribution panel for substation
大 地 的 PE
需要说明．变压器中性线套管的出线在建筑物电 母排作跨接而实现一点接地．不允许在变压器处就地
气装置中并非中性线而是 PEN线 因为整个低压配 接地。只有这样设置才可避免杂散电流，而且系统内
电系统内的正常对地泄漏电流和发生接地故障时的对 接地故障电流返回各变压器的通路是最短捷的。安装
地故障电流都需通过它返 回变压器绕组 。它必然是兼 和维护管理也是最方便的
有中性线和 PE线作用的PEN线 ．因此在此线段上不 因 TN—S和 TT系统的接地电流都需通过配电盘
得装用四极开关．因为 PEN线不允许被开关断开的。 内这唯一的接地跨接线返回电源 ，国外常在此接地跨
还需说明．与整个低压系统相比．从变压器到配 接线上装设一电流互感器来检测变电所供电范围内所
电盘这段 PEN线极短 ．其阻抗可忽略不计而可忽视 有 TN—S和 TT系统的接地故障进行报警。它被称作
其存在 这样就可将变电所看成为一个电源点．这样 RCM (剩余电流监测，residual current monitor)，它对
各类接地系统的区分不是从变压器内绕组端点开始 ， 全面防接地故障火灾十分简便有效。如果不按照IEC
而是从低压配电盘出线开始。如此处理后，从变电所 规定作变电所 PEN线一点接地．这一 RCM报警也是
就可引出除中性点不接地的IT系统外的TT系统和各 无法实现的
类 TN系统 ．而不局限于某一接地系统。从而适应各 我国规范和一些安装图册规定在变电所变压器处
种不同现场的需要．如图 1所示。 就地直接接地的规定．迄今未见其依据和理由，令人

在2009年11月的《建筑电气》期刊中，有一篇文章强调了10/0.4kV变电所在接地系统方面需要进行观念更新。随着电力技术的发展和建筑物安全要求的提高，传统的变电所接地方式可能已不能满足现代建筑电气工程对电磁兼容性、电气安全防护及防雷击等方面的需求。文章很可能讨论了当时背景下，如何从以下几个方面进行革新： 1. 重视变电所接地系统的整体设计：考虑到电力设备、通信线路以及建筑物本体之间的相互影响，重新审视变电所接地网的结构布局与布线原则，确保其具有良好的电气连续性和足够的冲击电流容量。 2. 强调功能性与安全性结合：除了基本的防护接地（如PE或 PEN 系统）外，还需要关注工作接地、保护接地以及过电压保护接地等多方面的综合考虑，以提升整个系统的可靠性与稳定性。 3. 推广新型接地材料与技术：介绍并倡导使用高性能的接地材料，如铜覆钢、石墨烯复合材料等，以及先进的接地技术，如模块化接地系统、分散式接地网络等，以增强接地效果和降低接地电阻。 4. 提高对新技术的认识与应用：阐述智能电网时代下，变电所接地系统需适应物联网、大数据分析等信息技术的要求，实现接地状态实时监测与故障预警功能。 总之，《建筑电气》2009年11月刊的这篇文章提醒业界关注10/0.4kV变电所接地系统的革新与发展，推动其向着更加科学、高效和安全的方向迈进。