智能变电站与常规变电站的接地铜排敷设分析

摘要：智能变电站中凡是敷设有屏蔽电缆的电缆通道中仍然需要敷设100mm2专用接地铜排。在开关场配电装置，一次设备本体与汇控柜/端子箱内的智能终端/合并单元之间仍存在屏蔽控制电缆，因此在配电装置处需要敷设接地铜排；在保护室内部，仍然存在少量屏蔽控制电缆和屏蔽双绞线，因此在保护室内部需要敷设接地铜排。开关场配电装置与保护室之间的电缆通道中，经过优化后不存在屏蔽电缆，仅有光缆和电力电缆，无敷设接地铜排的要求。

关键词：接地，屏蔽层，模拟量回路，外壳，光缆

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中，要求装设静态型、微机型继电保护装置和收发信机的厂、站接地电阻应按规定（GB/T 2887-1989和GB 9361-1988）不大于0.5欧姆。对于大型大接地电流的接地网，要求除了需尽量减小接地电阻外，更要注重采取必要的均压措施使整个保护范围内的电位分布平衡。

1.电缆屏蔽层接地分析

变电站的主要干扰源有磁场干扰、电场耦合、电磁辐射。

磁场干扰：一次设备中流过的交变的电流产生了交变磁场在其附近的二次电缆上会产生交变的感应电压。干扰电压的大小决定于一次设备与二次电缆的空间位置。二次电缆的屏蔽层是1个导体，它与二次电缆的芯线一样会产生1个交变的感应电压，当屏蔽层两端接地时就会在屏蔽层上流过感应电流，同时会在电缆芯线产生1个交变的感应电压，这个电压会与一次设备在电缆芯线上产生的感应电压起到抵消的作用，而屏蔽层不接地或一点接地都不会产生电流，无法起到抵消的作用，所以防范磁场干扰的办法是将电缆屏蔽层的两端接地。

电场耦合：一次高压设备对二次电缆间有各种电容元件。一次高压设备通过电容对二次电缆产生电容干扰，也称为传导型干扰。电缆芯线上的电容耦合电压取决于一次设备与二次电缆间的互电容以及二次电缆对地电容，与两者之和成反比。当电缆屏蔽层接地时电缆芯线的对地电容变成了电缆芯线对屏蔽层的电容，这个电容值比对地电容值大很多，这样电缆芯线上的电容耦合干扰电压会降低很多，所以防范电场耦合干扰的办法是将电缆屏蔽层接地。

电磁辐射：高频干扰信号通过空间辐射方式向电缆传送的干扰信号，可采用编织材料组成的屏蔽层来反射和吸收辐射干扰信号，与是否接地无关。

从主要干扰源的防范措施可以看到，为防止电磁场的耦合干扰问题，将电缆的屏蔽层两端接地是较好的解决办法。屏蔽层两端接地的方式，相当于并联在地电网上，地电网中的电流会有部分从屏蔽层流过产生噪声电流，这个电流在正常运行时会在电缆芯线上产生一个干扰电压。若是传送比较高的电压或电流的电缆，干扰信号的比例相当小，完全可在二次设备的接收端消除；若是传送弱电信号的电缆（如通信电缆） ，信号很可能会是一个较大的干扰，所以对于传送弱电信号的电缆还是采用1点接地方式比较合适。对十分重要的信号也可以采用双屏蔽层的电缆传送，内层1点接地，外层2点接地。

以变电站为例，在进行系统单相短路接地试验时进行地网电位差的测量，测量结果表明：当2300A短路电流由地网中心入地时，地网中心对2 km外的零位点的电位升高是245 V，从变电站中地电网的电位差可以知道，在站内单相短路接地时，由于电压差的存在，电缆的屏蔽层中很可能会流过一个比较大的电流，导致电缆或端子箱有被烧毁的危险。为防止这种情况的发生，除了尽量降低接地网电阻外，还必须采用适当的降低电压差分布的方法，沿电缆沟敷设接地铜排可以有效地平衡地电位、分流屏蔽层电流、减少过电压，是最为有效的办法。

综合以上分析结果，智能变电站中凡是敷设有屏蔽电缆的电缆通道中仍然需要敷设100mm2专用接地铜排。在开关场配电装置，一次设备本体与汇控柜/端子箱内的智能终端/合并单元之间仍存在屏蔽控制电缆，因此在配电装置处需要敷设接地铜排；在保护室内部，仍然存在少量屏蔽控制电缆和屏蔽双绞线，因此在保护室内部需要敷设接地铜排。开关场配电装置与保护室之间的电缆通道中，经过优化后不存在屏蔽电缆，仅有光缆和电力电缆，无敷设接地铜排的要求。

2.模拟量回路接地分析

智能变电站在现场汇控柜/端子箱设置合并单元，因此智能变电站的模拟量回路仅限于开关场配电装置处，均为在配电装置现场一点接地，保护室内无模拟量回路。

尽管配电装置现场模拟量回路电缆很短，但站内单相短路接地时地电网电位升高，在短路电流很大的极端情况下，接地电阻仍可能无法把电压升高控制在耐压水平以内，导致对合并单元输入回路绝缘造成危害。因此，为保守起见，在配电装置处模拟量回路电缆通道上需要敷设接地铜排；保护室内无此要求。

3.装置外壳接地分析

目前智能变电站中的电子设备均为微机类产品，不再有集成电路原理的二次设备所需要的逻辑接地。

装置外壳接地除解决电子设备本身的静电干扰外，还可以有效解决电缆连接带来的磁场干扰、电场耦合问题。

智能变电站开关场的汇控柜/端子箱内，以及保护室屏柜内均装设有电子设备，因此配电装置处的汇控柜/端子箱和保护室内二次屏柜均需要设置接地铜排。

由于智能变电站开关场配电装置与保护室之间的电缆通道中，经过优化后不存在屏蔽电缆，仅有光缆和电力电缆，无敷设接地铜排的要求。

4.结论

智能变电站的保护室内二次接地铜排敷设要求同常规变电站。

智能变电站的开关场配电装置处二次接地铜排敷设要求同常规变电站。

智能变电站开关场配电装置与保护室之间的电缆通道中，经过优化后不存在屏蔽电缆，仅有光缆和电力电缆，无敷设接地铜排的要求，可以取消常规变电站中设置的100mm2专用接地铜排。

作者简介：

雷忠伦（1974--），男 ，四川内江人，大学，电力系统及其自动化专业，研究方向：输变电工程及技术经济