摘要：文章对经小电阻接地对低压配电房接地方式的影响进行简要分析，在配电房内引起的人身电击和设备绝缘击穿危险及其防范措施。
关键词： 小电阻接地； 电气安全； 接地方式
近年10kV网络中电缆线路增多，对地电容电流增大，不少城市已开始在新建的10 kV 网络中改用经小电阻接地系统，改变了电网中多年来10 kV 配电网络采用不接地系统的局面。但这种系统的接地短路电流极高，对低压配电房导致种种电气危险。特针对小电阻接地系统对低压配电房电气危险进行简要分析，并介绍相应的防范措施。
1、电源中性点工作接地和安全接地分别接地系统对设备击穿危害
电源中性点的工作接地和配电房电气设备外壳的安全接地都分别直接接大地，两个接地互不关连的接地系统。由于两个接地互不关连，虽不存在上述工作接地直接接地发生接地短路时对人身的电击风险，但却存在配电房电气设备的绝缘因工频过电压而被击穿的危险，当变电所发生10 kV 侧接地短路时，设备绝缘将承受超过额定低压220V的工频过电压。而按IEC 标准规定一般低压电气设备允许承受的过电压快速切电源时间应小于5S，否则会造成设备击穿危害。需注意的是近些年出现的另一种绝缘击穿危险。由于对过电压敏感的电子计算机之类的信息设备的大量应用，一些低压配电设备在电源线路上装设压敏电阻之类的电涌防护器以防瞬态雷电过电压危害电子信息设备。为避免产生杂散电流，除电源中性点外在此接地系统中性线是不允许接地的，因此配电设备电源线路中性线上也需装设压敏电阻。为降低雷电残压，压敏电阻宜直接装在总配电箱母排间。10 kV 接地系统发生接地短路时超过额定低压220V的工频过电压就能使压敏电阻导通放电，其放电时间不是雷电瞬态过电压的几十微秒而是几百毫秒，将因放电能量过大而导致压敏电阻击坏事故，目前一些配电房内装的压敏电阻在无雷时也被烧坏，可能正是这个原因。
2、防范电源中性点工作接地和安全接地分别接地系统配电房设备绝缘击穿事故的安全措施
（1）在变电站内采取措施，将其保护接地和工作接地分开设置，则变电所供电范围内的电源中性点工作接地和安全接地分别接地系统配电设备将不受变电所10 kV 侧接地短路产生的过电压对设备绝缘的危害。
（2）如果变电站内不采取措施，可在配电房内处采取局部措施来防范。为防止某些配电房内的压敏电阻被击穿，可将系统配电房内压敏电阻的装用方式改为在三个相线和中性线间各安装一个压敏电阻，在中性线和PE线间则安装一个滑动火花间隙。滑动火花间隙的动作电压较高，为3 kV 至3.5 kV。这样变电站内10 kV 侧接地短路引起工频过电压幅度不足以使滑动火花间隙动作放电，从而保护了压敏电阻，而对雷电过电压的防护却不受影响。
3、电源中性点的工作接地直接接地系统对人身电击危害
低压配电房电气电气设备外壳的安全接地则通过与中性线连接而接地的接地系统（用户的重复接地只是电源工作接地的辅助性重复）其电源至配电房的PEN 线（过去称为零线）既作为中性线（N线）传导负荷电流，也作为PE 线（保护地线）起安全接地作用。进入配电房后PEN 线分为PE 线和N 线，各起各的作用，就本文讨论的内容而言，三种工作接地直接接地系统的情况是相同的。10kV /0.4kV低压变电所既是10 kV配电系统的负荷侧，也是220V、380V 配电系统的电源侧，因此它需作10 kV 侧的设备外壳的安全接地，也需作220V、380V 侧的工作接地。在不接地的10 kV接地短路电流小，这两个接地通常合用一个接地极。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在经小电阻接地的系统内（以下简称接地系统），如果变电所10 kV 侧发生发生接地短路，短路电流经过小电阻发生电压降，低压侧中性点对地故障电压将沿PEN 线和PE 线传导至配电房内电气设备外壳。人体接触此外壳是否会因发生心室纤颤致死则视接触带电外壳时间长短而定。发生10 kV 接地故障时，切断电源时间为继电器反应时间和断路器动作时间之和，如果其值大于600ms，这时允许的接触电压大于150V，即使考虑接触电压的衰减，也难以满足人身安全要求。因此10 kV 接地系统对直接接地系统的电气危险是可能造成人身电击事故。
4、防范中性点的工作接地直接接地系统人身电击事故的安全措施
为防范上述电击事故可采用以下防范措施。
（1）在建筑物总配电箱近旁设置一铜质的接地母排，母排上有若干接线端子，分别用等电位联结线接至总配电箱PE 母排、各类金属管道、建筑金属结构等金属导电部分上。如果设置了人工接地极，也需先接至此母排再经配电箱PE 母排接至各电气设备外壳上。此接地母排即建筑物的参考电位点。这样做后，当电气设备外壳或其他金属导电部分出现异常电位时，因这些部分的电位接近或相等，人体同时触及不同导电部分时的电击危险即可消除或减轻。
（2）分开设置10 kV 侧的安全接地和低压侧的工作接地上述电气危险是因变电所内10 kV 侧的安全接地和低压侧的工作接地合用一个接地极而引起的。如果将这两个接地分开设置，则10 kV 侧的危险电位不可能传导至低压侧，人身电气事故自然无从发生。
（3）电气设备如果绝缘损坏发生接地短路时，短路电流以大地为通路，幅值很小，使配电房低压断路器或熔断器难以迅速切断电源。为此必须在户外部分线路上装用动作电流不大于30 mA 的漏电保护器，以确保人身安全。
5、结论
10 kV 配电网络采用接地系统后变电站内如发生接地短路，对工作接地直接接地系统将引起人身电击危险，对电源中性点工作接地和安全接地分别接地系统配电房将引起设备绝缘击穿危险。配电房低压侧发生事故后，事故原因往往很难查明。低压配电线路接大地短路，配电房内设备碰外壳短路也可在网络内引起故障电压，但变电所10 kV 侧接地短路故障电压的幅值最高，危害也最大。
其实在变电所做两个接地并不困难。具体做法是将配电房内变压器引出的低压中性线与地和设备外壳绝缘，将配电柜内中性线引出单芯绝缘电缆接至户外低压工作接地专用的接地盘上，但两个接地极间距不少于 10m，以降低在这段线上的雷电残压。但在配电房内并非所有都需要设置两个接地板，尽管一些电网发展成熟的城市低压公用网络采用电源中性点工作接地和安全接地分别接地系统，但建筑物内配电房则采用一个接地，并在设备内采用工作接地直接接地系统。这是由于处于同一个建筑物内的配电房两个接地和配电房内设备的安全接地无法分开，而采取了让建筑物内配电房处于同一电位，10kV接地故障电压则不足以为害的原故。因此采取此种方式也是正确的。
我国供电部门除节约用电、计划用电外也十分重视安全用电，为降低因变电站内接地方式的变化而造成低压配电房因短路故障而造成人身和设备危害发生，应多借鉴电网发展成熟的城市低压公用网络接地网管理和技术措施，使我国用电安全工作跨上一个新台阶。
参考文献：
《10kV小电阻接地系统特殊问题的研究》袁勇 2003.7.13
《中性点经小电阻接地方式的研究与应用》高立平 2011.06.11
《小电阻接地系统给继电保护带来的新问题》张春何 2008.12.11
《小电阻接地系统单相接地分析》高小萌2011.3.07
论文作者:刘国强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/27
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