接地匯流排總結(jié)

研究證明在采用合適的接地方式、低電阻的地網(wǎng)以及恰當?shù)木鶋捍胧┖?，可以有效地提高二次設(shè)備的抗干擾能力，減少二次設(shè)備異常動作的發(fā)生，保證站內(nèi)單相短路接地時的動作可靠性 。2100433B

接地銅排并不是僅僅出于高頻保護的反措要求，而是出于均衡地網(wǎng)電位、保證接地點數(shù)量的目的、降低地網(wǎng)回路電阻的目的。

1.一次開關(guān)場的敷設(shè)要求

在電纜溝內(nèi)電纜支架上用小絕緣子架起100mm²銅排，首尾相連，布成可以覆蓋所有二次端子箱的銅排環(huán)網(wǎng)?，F(xiàn)場端子箱內(nèi)的小接地排用不小于30 mm²的絕緣導線與銅排連接，為安全可靠起見，柜內(nèi)小接地排也應同時與主地網(wǎng)相連。銅排應用不小于150mm²的絕緣導線在遠離易發(fā)生單相接地短路電流入地點明顯接地點處與主地網(wǎng)點連接，并定期檢測該接地點的接地電阻。為降低接觸電阻，應采用壓接方式連接各連接點，連接點鍍錫處理。

2.保護室的敷設(shè)要求

在保護小室電纜層電纜支架上用小絕緣子架起100mm²銅排，首尾相連，布成可以覆蓋所有與一次設(shè)備有電氣聯(lián)系的控制保護柜的銅排環(huán)網(wǎng)。保護屏內(nèi)的小接地排用不小于30mm²的絕緣導線與銅排連接，為安全可靠起見，柜內(nèi)小接地排也應同時與主地網(wǎng)相連。銅排應用不小于150mm²的絕緣導線，在電纜豎井中明顯接地點處與主地網(wǎng)一點連接，并定期檢測該接地點的接地電阻。為降低接觸電阻，應采用壓接方式連接各連接點，連接點鍍錫處理。

3.開關(guān)場銅排環(huán)網(wǎng)與保護小室銅排環(huán)網(wǎng)的連接

用不小于100mm²的銅纜把開關(guān)場銅排環(huán)網(wǎng)和保護小室銅排環(huán)網(wǎng)連接起來，構(gòu)成1個大的只有2個接地點(1個在開關(guān)場、1個在保護小室下)的接地網(wǎng)。

4.其它要求

對于采用高頻保護的線路，應嚴格執(zhí)行相關(guān)反措的要求。

1.電廠、變電站的主要干擾源和防范措施

(1) 磁場干擾

一次設(shè)備中流過的交變的電流產(chǎn)生了交變磁場在其附近的二次電纜上會產(chǎn)生交變的感應電壓。干擾電壓的大小決定于一次設(shè)備與二次電纜的空間位置。

二次電纜的屏蔽層是1個導體，它與二次電纜的心線一樣會產(chǎn)生1個交變的感應電壓，當屏蔽層兩端接地時就會在屏蔽層上流過感應電流，同時會在電纜心線產(chǎn)生1個交變的感應電壓，這個電壓會與一次設(shè)備在電纜心線上產(chǎn)生的感應電壓起到抵消的作用，而屏蔽層不接地或一點接地都不會產(chǎn)生電流，無法起到抵消的作用，所以防范磁場干擾的辦法是將電纜屏蔽層的兩端接地。

(2) 電場耦合(電容耦合干擾)

一次高壓設(shè)備對二次電纜間有各種電容元件。一次高壓設(shè)備通過電容對二次電纜產(chǎn)生電容干擾，也稱為傳導型干擾。電纜心線上的電容耦合電壓取決于一次設(shè)備與二次電纜間的互電容以及二次電纜對地電容，與兩者之和成反比。

當電纜屏蔽層接地時電纜心線的對地電容變成了電纜心線對屏蔽層的電容，這個電容值比對地電容值大很多，這樣電纜心線上的電容耦合干擾電壓會降低很多，所以防范電場耦合干擾的辦法是將電纜屏蔽層接地。

(3) 電磁輻射

高頻干擾信號通過空間輻射方式向電纜傳送的干擾信號，可采用編織材料組成的屏蔽層來反射和吸收輻射干擾信號，與是否接地無關(guān)。

2.屏蔽電纜接地方式的總結(jié)

從主要干擾源的防范措施可以看到，為防止電磁場的耦合干擾問題，將電纜的屏蔽層兩端接地是較好的解決辦法。

屏蔽層兩端接地的方式，相當于并聯(lián)在地電網(wǎng)上，地電網(wǎng)中的電流會有部分從屏蔽層流過產(chǎn)生噪聲電流，這個電流在正常運行時會在電纜心線上產(chǎn)生一個干擾電壓。若是傳送比較高的電壓或電流的電纜，干擾信號的比例相當小，完全可在二次設(shè)備的接收端消除；若是傳送弱電信號的電纜(如通信電纜) ，信號很可能會是一個較大的干擾，所以對于傳送弱電信號的電纜還是采用1點接地方式比較合適。對十分重要的信號也可以采用雙屏蔽層的電纜傳送，內(nèi)層1點接地，外層2點接地。

從上述地電網(wǎng)的電位差中可以知道，在站內(nèi)單相短路接地時，由于電壓差的存在，電纜的屏蔽層中很可能會流過一個比較大的電流，導致電纜或端子箱有被燒毀的危險。為防止這種情況的發(fā)生，除了盡量降低接地網(wǎng)電阻外，采用適當?shù)慕档碗妷翰罘植嫉姆椒ㄒ彩强扇〉?。如沿電纜溝敷設(shè)接地銅排的方式，可以有效地平衡地電位、分流屏蔽層的電流、減少過電壓。

二次設(shè)備已經(jīng)普遍實現(xiàn)了微機化，一方面電子元器件要求有比較好的運行環(huán)境，另一方面電廠或變電站內(nèi)的二次設(shè)備需要承受電磁干擾、過電壓沖擊、地電網(wǎng)電壓升高等惡劣環(huán)境的影響，所以其接地問題顯得尤為重要。

1.安全接地

安全接地是指出于人身安全考慮，要求將二次設(shè)備機柜和柜內(nèi)設(shè)備的外殼接地，要求用專用接地線接于屏內(nèi)的接地排上。由于屏柜安裝的槽鋼支架與地網(wǎng)都是通過扁鋼連接，這樣所有設(shè)備都接在了地網(wǎng)上。

2.邏輯接地

電子設(shè)備內(nèi)部都有地電位存在，部分設(shè)備的地電位實際是虛空的，與外部沒有任何電氣的聯(lián)系;但大部分尤其是國外的二次設(shè)備地電位有一個專門的接地連接位置，此時必須將這個接地連接位置與屏內(nèi)接地排相連，這個地電位很多是和設(shè)備的外殼相連的，所以，必須把設(shè)備的外殼與屏內(nèi)接地排連接。

3.模擬量回路接地

模擬量回路接地是出于人身和設(shè)備安全的考慮，將設(shè)備TA、TV回路進行的接地。為防止這些回路的測量出現(xiàn)誤差，對這些回路都要求一點接地。除相互之間有電氣連接的TV或TA要求在控制室內(nèi)一點接地外，其它獨立的回路一般都要求在現(xiàn)場一點接地。

要求在現(xiàn)場一點接地，更多考慮了二次設(shè)備試驗時，萬一斷開柜內(nèi)的接地點可能造成二次回路失去接地點保護的因素，對防范站內(nèi)單相短路接地時地電網(wǎng)的電位升高是不利的。因為一旦由于短路電流很大，接地電阻無法把電壓升高控制在2000V內(nèi)的話，可能會對二次設(shè)備輸入回路的絕緣造成危害。一般二次設(shè)備的模擬量回路絕緣要求是2500V的耐壓水平。

4.交流電源接地

交流電源接地是指使用交流工作電源的二次設(shè)備的電源接地。對交流電源的控制保護設(shè)備應避免單相交流電源受雷擊或操作過電壓的影響而導致設(shè)備異常，應采用隔離變壓器的方式供電。

使用交流電源的設(shè)備基本集中于自動化和通信設(shè)備上。這部分設(shè)備由于一直采用普通民用的設(shè)備標準，沒有考慮電廠或變電站比較強的電源干擾問題及直流供電方式，所以造成需要配置UPS電源(電源的蓄電池實際仍使用站內(nèi)直流蓄電池)以及由此帶來的一系列維護的問題。而這些設(shè)備內(nèi)部都是直流工作電源，在訂貨時明確電源要求，完全可以采用直流供電的方式工作。

此外，部分保護和故障錄波器在屏內(nèi)安裝了打印機。由于打印機啟動時會在接地線上產(chǎn)生一個比較大的干擾信號，所以應注意其電源的接地線不能接在屏內(nèi)的接地排上。

5.電纜屏蔽層接地

作為連接強電磁場環(huán)境(超高壓交流開關(guān)場)的一次設(shè)備和高電磁防護要求的二次設(shè)備，電纜的屏蔽層接地問題一直受到比較多的關(guān)注。國內(nèi)外對于屏蔽層應1點接地還是2點接地的還有爭議。

從執(zhí)行的標準看，對于連接一次設(shè)備和二次設(shè)備的電纜，要求屏蔽層2點接地;對于傳送弱電模擬信號的電纜如監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備間的信號或通信電纜要求采用屏蔽層1點接地的方式 。

1.網(wǎng)內(nèi)電壓差

在220 kV及以上變壓器中性點直接接地的大型電廠或變電站發(fā)生站內(nèi)單相短路接地時，由于站內(nèi)接地電阻不可能為零，流過接地點的短路電流會在這個電阻上產(chǎn)生一個電壓，而遠離接地點的電壓可以認為是零電位，這樣從接地點至零電位處接地網(wǎng)上就自高向低存在著不均勻的電位。

上世紀80年代初，湖北500 kV雙河變電站在進行系統(tǒng)單相短路接地試驗時曾進行過地網(wǎng)電位差的測量。測量結(jié)果表明：當2400 A短路電流由地網(wǎng)中心入地時，地網(wǎng)中心對2 km外的零位點的電位升高是254 V，對地網(wǎng)邊緣的電位升高是117 V;當2 866. 7 A的短路電流同一地點入地時，電壓分別升高為307 V和140 V。從這個試驗可以知道當時的地網(wǎng)電阻約為0. 1Ω ，若以2004年華東電網(wǎng)500 kV廠站最大站內(nèi)單相短路電流57 kA 注入上述試驗的接地點，那么，地網(wǎng)中心和地網(wǎng)邊緣的電壓分別會在5. 7kV和2. 6 kV。

可見站內(nèi)單相短路接地時，地網(wǎng)上的電壓差是必然存在的，且距離短路接地點越遠電壓差就越大。這樣，站內(nèi)接在地網(wǎng)上的二次設(shè)備尤其是兩端屏蔽層接地的電纜，在接地端間會形成電壓差，嚴重時會由于壓差過大損壞絕緣和形成較大電流，產(chǎn)生干擾，甚至會燒毀電纜或端子箱。

2.技術(shù)指標要求

原《電力設(shè)備接地設(shè)計技術(shù)規(guī)程》(SDJ8 -79)對中性點直接接地系統(tǒng)的接地電阻的要求。同時規(guī)程也提到了在高土壤電阻率地區(qū)接地電阻可以放寬到5Ω，但同時需要驗算接觸電勢和跨步電勢，施工后應進行測量，并繪制電位分布曲線等措施。

電網(wǎng)容量大大增強，在短路電流早已遠遠超過4000 A水平的情況下，R≤2000 / I是無法很簡單地做到的，這樣，工程十分注意把接地電阻值控制在0. 5Ω以下，而沒有對大短路電流入地時的電位分布特別關(guān)注。

當接地裝置的接地電阻不符合上述要求時，可通過技術(shù)經(jīng)濟的統(tǒng)計比較而增大接地電阻，但不得大于5Ω，且應符合以下要求：采取防止轉(zhuǎn)移電位引起的措施，如采取隔離等措施。

對于大型的大接地電流的接地網(wǎng)的要求，除了需盡量減小接地電阻外，更要注重采取必要的均壓措施使整個保護范圍內(nèi)的電位分布平衡。

接地銅排是提供接地導體與連接系統(tǒng)中的各個金屬部件建立一個等電系統(tǒng)，這個等電位系統(tǒng)的電壓幾乎為零，它可在發(fā)生過電流或故障時保護人員和設(shè)備的安全，接地銅排是當今最為流向的連接產(chǎn)品，電信專用20空匯流排規(guī)格：400*120*6mm。

在發(fā)電廠和變電站中出于安全的考慮，都會布置一個范圍覆蓋全廠或全站的接地網(wǎng)，所有的一次、二次設(shè)備都被要求與這個地網(wǎng)相連。在電力系統(tǒng)中發(fā)生的很多重大事故往往都和接地網(wǎng)的性能指標以及一、二次設(shè)備與地網(wǎng)的連接問題上有關(guān)。

《電力系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置反事故措施要點》中對于靜態(tài)保護明確提出了保護室內(nèi)敷設(shè)專用接地銅排環(huán)網(wǎng)的要求。此外，在總結(jié)了上海等省市電力公司對于高頻保護誤動原因的分析和反措的基礎(chǔ)上， 國調(diào)中心也于1998年7月頒布了“繼電保護高頻通道工作改進措施”明確提出了在開關(guān)場敷設(shè)專用接地銅排的要求。

但各省市電廠、變電站在敷設(shè)接地銅排的實際做法上有明顯的差異。有的把原各保護屏內(nèi)的接地排用電纜連接了起來；有的把銅排直接擱在電纜支架上或用鉚釘與支架鉚死;有的把銅排的兩端分別與主地網(wǎng)連接;有的現(xiàn)場端子箱內(nèi)的接地排未與電纜溝內(nèi)的銅排直接相連，而是通過箱體與接地網(wǎng)相連;有的不清楚是否需要把開關(guān)場和控制保護室的銅排相連;還有的認為敷設(shè)銅排只是出于高頻保護反措的要求，沒有高頻保護就不需要執(zhí)行這個反措 。

其中驕人的成果有：發(fā)明anionmula和Anion 3 負離子防雷技術(shù)，全國唯一推出負離子接地棒、負離子避雷針。行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，首創(chuàng)速效接地模塊、免火槍熱熔焊接、防靜電接地匯流排。

VSSIO是全國唯一的負離子接地棒、負離子避雷針、免火槍熱熔焊接生產(chǎn)企業(yè)，也是最大的接地匯流排、接地銅排生產(chǎn)企業(yè)，同時為最大的避雷針、銅包鋼接地材料、接地模塊、防雷器生產(chǎn)企業(yè)之一，銷售與代工網(wǎng)絡(luò)遍布全國38個省和直轄市，以及東南亞、非洲、西歐、北歐近二十多個城市。公司營運范圍包含防雷接地材料、避雷針、防雷輔材、接地匯流產(chǎn)品、防雷器五大業(yè)務，主要從事VSSIO品牌負離子接地棒、接地模塊、電鑄銅包鋼接地棒、降阻劑、負離子避雷針、避雷針、接地銅排、接地匯流排、熱熔焊劑、熱熔模具、避雷子、防雷器等產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，其中部分產(chǎn)品提供OEM、ODM代工服務。

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1、電磁干擾對變頻器的影響

在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中，多采用微機或者PLC 控制技術(shù)，在系統(tǒng)設(shè)計或者改造過程中，一定要注意變頻器對微機控制板的干擾問題。變頻器受外界干擾來源，由于用戶自己設(shè)計的微機控制板一般工藝水平差，不符合EMC國際標準，在采用變頻器后，產(chǎn)生的傳導和輻射干擾，往往導致控制系統(tǒng)工作異常，因此需要采取下述必要措施。

1）良好的接地。電機等強電控制系統(tǒng)的接地線必須通過接地匯流排可靠接地，微機控制板的屏蔽地，應單獨接地。對于某些干擾嚴重的場合，建議將傳感器、I/0接口屏蔽層與控制板的控制地相連。

2）給微機控制板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環(huán)等，可以有效抑制傳導干擾。另外，在輻射干擾嚴重的場合，如周圍存在GSM、或者小靈通基站時，可以對微機控制板添加金屬網(wǎng)狀屏蔽罩進行屏蔽處理。

3）給變頻器輸入端加裝EMI 濾波器，可以有效抑制變頻器對電網(wǎng)的傳導干擾，加裝輸入交流和直流電抗器，可以提高功率因數(shù)，減小諧波污染，綜合效果好。在某些電機與變頻器之間距離超過100 m 的場合，需要在變頻器側(cè)添加交流輸出電抗器，解決因為輸出導線對地分布參數(shù)造成的漏電流保護和減少對外部的輻射干擾。一個行之有效的方法就是采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法，并將鋼管外殼或者電纜屏蔽層與大地可靠連接。值得注意的是在不添加交流輸出電抗器時，如果采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的方法，增大了輸出對地的分布電容，容易出現(xiàn)過流。當然在實際應用中一般采取其中的一種或者幾種方法。

4）對模擬傳感器檢測輸入和模擬控制信號進行電氣屏蔽和隔離。在變頻器組成的控制系統(tǒng)設(shè)計過程中，建議盡量不要采用模擬控制，特別是控制距離大于1m，跨控制柜安裝的情況下。因為變頻器一般都有多段速設(shè)定、開關(guān)頻率量輸入輸出，可以滿足要求。如果非要用模擬量控制時，建議一定采用屏蔽電纜，并在傳感器側(cè)或者變頻器側(cè)實現(xiàn)遠端一點接地。如果干擾仍舊嚴重，需要實現(xiàn)DC/DC隔離措施?？梢圆捎脴藴实腄C/DC模塊，或者采用對v/f轉(zhuǎn)換光隔離，再采用頻率設(shè)定輸入的方法。

2、工作環(huán)境的影響

在變頻器實際應用中，由于國內(nèi)客戶除少數(shù)有專用機房外，大多為了降低成本，將變頻器直接安裝于工業(yè)現(xiàn)場。工作現(xiàn)場一般有灰塵大、溫度高、濕度大的問題，還有如鋁行業(yè)中有金屬粉塵、腐蝕性氣體等等。因此必須根據(jù)現(xiàn)場情況做出相應的對策。

1）變頻器應該安裝在控制柜內(nèi)部。

2）變頻器最好安裝在控制柜內(nèi)的中部；變頻器要垂直安裝，正上方和正下方要避免安裝可能阻擋排風、進風的大元件。

3）變頻器上、下部邊緣距離控制柜頂部、底部、或者隔板、或者必須安裝的大元件等的最小間距，應該大于300 mm。

4）如果特殊用戶在使用中需要取掉鍵盤，則變頻器面板的鍵盤孔，一定要用膠帶嚴格密封或者采用假面板替換，防止粉塵大量進入變頻器內(nèi)部。

5）在多粉塵場所，特別是多金屬粉塵、絮狀物的場所使用變頻器時，總體要求控制柜整體密封，專門設(shè)計進風口、出風口進行通風；控制柜頂部應該有防護網(wǎng)和防護頂蓋出風口；控制柜底部應該有底板和進風口、進線孔，并且安裝防塵網(wǎng)。

6）多數(shù)變頻器廠家內(nèi)部的印制板、金屬結(jié)構(gòu)件均未進行防潮濕霉變的特殊處理，如果變頻器長期處于惡劣工作環(huán)境下，金屬結(jié)構(gòu)件容易產(chǎn)生銹蝕。導電銅排在高溫運行情況下，會更加劇銹蝕的過程，對于微機控制板和驅(qū)動電源板上的細小銅質(zhì)導線，銹蝕將造成損壞。因此，對于應用于潮濕和和含有腐蝕性氣體的場合，必須對所使用變頻器的內(nèi)部設(shè)計有基本要求，例如印刷電路板必須采用三防漆噴涂處理，對于結(jié)構(gòu)件必須采用鍍鎳鉻等處理工藝。除此之外，還需要采取其它積極、有效、合理的防潮濕、防腐蝕氣體的措施。

3、電網(wǎng)質(zhì)量對變頻器的影響

在沖擊負載如電焊機、電弧爐、軋鋼機等場合，電壓經(jīng)常出現(xiàn)閃變;在一個車間中，有多臺變頻器等容性整流負載在工作時，其產(chǎn)生的諧波對于電網(wǎng)質(zhì)量有很嚴重的污染，對設(shè)備本身也有相當?shù)钠茐淖饔?，輕則不能夠連續(xù)正常運行，重則造成設(shè)備輸入回路的損壞?？梢圆扇∠铝械拇胧?。

1）在沖擊負載如電焊機、電弧爐、軋鋼機等場合建議用戶增加無功靜補裝置，提高電網(wǎng)功率因數(shù)和質(zhì)量。

2） 在變頻器比較集中的車間，建議采用集中整流，直流共母線供電方式。建議用戶采用12脈沖整流模式。優(yōu)點是諧波小、節(jié)能，特別適用于頻繁起動、制動，電動機處于既電動運行與發(fā)電運行的場合。

3）變頻器輸入側(cè)加裝無源LC濾波器，減小輸入諧波，提高功率因數(shù)，可靠性高，效果好。

4）變頻器輸入側(cè)加裝有源PFC 裝置，效果最好，但成本較高。