如何選擇合適的接地方式？10kV側不接地、小電阻及消弧線圈詳解

在10KV供電系統中，接地系統的主要作用是將電氣設備的非帶電金屬部分與大地形成良好的電氣連接，以確保在設備發生故障或遭受雷擊時，能夠迅速將故障電流或雷電流導入大地，從而避免設備損壞和人身傷害。

從技術原理上講，10KV供電系統接地主要分為工作接地和保護接地兩種。工作接地是為了保證電力系統在正常運行或發生故障時，能夠維持電壓的穩定和設備的正常工作而設置的接地。保護接地則是為了防止電氣設備絕緣損壞時，外殼帶電而危及人身安全而設置的接地。那么在電氣設計中，我們如何選擇合適的接地方式呢？下面本文給大家講一講10kV側不接地、小電阻及消弧線圈的相關知識。

10kV側采用不接地方式：

圖一中，10kV側變壓器繞組采用三角形接線方式，并未接地，當變壓器的L3相出現圖中的接地故障后，故障電流Id由于沒有返回電源的通路，只能通過圖一中所示的L1相和L2相的對地電容返回電源，故障電流Id=Ic1+Ic2。因為線路對地電容，尤其是架空線的對地電容很小，容抗很大，因此Id一般都很小。

DL 5449-2012 《20kV配電設計技術規定》第3.5.2條規定，當單相接地故障電容電流小于10A時，可采用不接地方式。依據GBT 50065-2011 《交流電氣裝置的接地設計規范》第6.1.1條，高壓配電電氣裝置的保護接地電阻Rb≤4Ω，那么出現圖一的接地故障時，變壓器外殼及PE線上對地電位升高為Uf，Uf=Id *Rb ≤ 10x4 = 40V，小于安全電壓50V，不會導致低壓側出現安全觸電事故；

這就使得10kV不接地系統內發生圖一的接地故障時，10kV故障回路電源側的斷路器不必切斷電源，只需發出故障信號，使維護人員能在規定時間內排除故障，避免出現上級斷路器跳閘而造成大面積停電事故。

發生圖一故障時，10kV側不接地系統雖然能保證不中斷供電，但是非故障相L1相和L2相對地絕緣將承受√3倍相電壓，因此需提高10kV系統供電元件的對地絕緣水平，導致增加供電網絡的建設投資。

10kV側采用小電阻接地方式：

隨著城市用電負荷的增長，現今采用大量的埋地電纜供電，由于埋地電纜對地電容電流的增大，10kV電網的接地故障電容電流基本都超過了10A而達到數百安培。單相接地故障電弧能量的增大使單相接地故障可轉化為相間短路，那么不接地系統的保障供電不中斷的優點就不存在了。

因此現今城市10kV供配電系統大多采用經小電阻接地系統，在發生接地故障時由上級斷路器跳閘以切斷電源。如圖二所示，10kV側電源端變壓器采用接地變壓器經過小電阻接地。

在發生圖二所示的接地故障時，故障電流經由Rb、Rb’ 和R(小電阻）返回電源，這時的故障電流就比較大，足夠使上級斷路器及時脫扣切斷電源；因為故障及時被切除，所以變壓器外殼及PE線上也不存在對地電位升高的問題。

這種接地方式能快速地切除單相接地故障，提高系統安全水平、降低人身傷亡事故。另外由于10kV電源側采用接地變壓器接地，非故障相L1相和L2相對地電壓會有所升高但不會升高到相電壓的√3倍，因此對10kV系統供電元件的絕緣水平等要求就大大降低了，可以減少10kV供配電系統的建設投資。

10kV側采用消弧線圈接地方式：

DL 5449-2012 《20kV配電設計技術規定》第3.5.2條規定，當單相接地故障電容電流大于10A時、小于150A時，可采用消弧線圈接地方式，如圖三所示。

當出現圖三所示的L3相接地故障時，故障電流Id=Ic1 +Ic2 -Ia，因電感電流Ia與電容電流Ic方向相反，所以電感電流Ia可以抵消故障電容電流Ic，一般采用過補償，使得Id<10A，這樣故障點電弧瞬間自熄，從而防止事故擴大。變壓器外殼及PE線上對地電位升高Uf與10kV側不接地方式（圖一）一致。

采用消弧線圈接地方式，利用消弧線圈的感性電流對電網的對地電容電流進行補償，使單相接地故障電流小于10A，從而使故障點電弧可以自行熄滅，減少變壓器外殼及PE線上對地電位的升高；

對瞬間單相接地故障能自動消除，提高電網的運行可靠性；在單相接地時不破壞系統對稱性，系統可帶故障運行一段時間，提高供電的可靠性。

來源：網絡

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