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摘要：当电网发生接地故障时，流过接地电阻器的电流达数百安甚至上千安，要使巨大的能量在短时间内通过电阻器释放掉，且电阻器不能受到较大的损害，这就要求接地电阻器具有较大的热容量。因此电阻器选用什么材料将变得至关重要，这将关系到电阻接地电网的安全可靠运行，也将影响经电阻接地方式在配电网中的推广使用。
关键词：接地电阻；降低过电压问题；中性点电阻中的持续电流问题
1电阻接地系统的原理与目的
根据电网的运行经验，当电网中性点不接地时，即使单相接地电容电流不大，也会因在单相接地时产生间歇性的弧光过电压，使健全相的电位可能升高到破坏其绝缘水平，甚至形成相间短路故障。如果在变压器的中性点串联接入某一电阻器，该电阻与系统对地电容构成并联回路，由于电阻是耗能元件，也是电容电荷释放元件，还是系统谐振的阻尼元件，当电网发生单相接地故障时，间歇性弧光接地过电压中的电磁能量通过接地电阻释放，则中性点电位降低，故障相的恢复电压上升速度也减慢，从而减少电弧重燃的可能性，抑制了电网过电压的幅值，并使有选择性的接地保护得以实现。这就是中性点电阻接地的原理，也是电阻接地的主要目的。
2电阻接地系统的优点
2.1一般非接地系统单相接地时，非接地相会产生过电压，而改为电阻接地后，只要接地电阻的电流大于、等于系统单相接地电容电流，就可以有效抑制在非接地相上产生的瞬间过电压幅值。当接地电流电阻分量等于接地电流电容分量时，谐振过电压在相电压的2.75倍之内。当接地电流电阻分量进一步加大时，单相接地过电压继续下降；在接地电流电阻分量等于2倍接地电容电流分量时，谐振过电压为相电压的2倍之内。
2.2 电阻接地系统，单相接地电流的大小，可以按保证继电器能可靠动作来选配，100A以上的电阻电流就可以满足这一要求。这样就能方便地用继电器构成灵敏度达到要求的保护装置，实现选择性故障定位的接地保护，它可以正确、迅速的切除故障线路。
2.3 电阻接地系统中，故障线路在几秒内被从电网中切除，保证的了多数线路的正常运行，免受过电压的损害。目前冶金供电线路对重要负荷均采用多电源供电方式，当一路电源事故跳闸后，操作人员可以在较短时间内进行切换操作，利用完好线路满足全部负荷用电的需求，不会对生产造成重大影响。如果能在分段开关上设置自动切换装置，便可以使这一过程在数秒内完成，隔离故障线路恢复对生产的正常供电。因此电阻接地方式较之消弧线圈接地和不接地系统发生单相接地时对生产影响小，可以满足冶金企业对供电连续性的要求。
2.4 电阻接地系统可以按相电压选择电缆和各种绝缘材料，可以节省投资和维护费用。
3 接地电阻的选择判据和过电压水平
配电网中性点接地方式基本可归结为三种接地方式：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地以及中性点经电阻接地。若以这三种方式进行比较，则可明显看出中性点不接地系统的过电压水平最高，经消弧线圈地系统次之，而经电阻接地系统的过电压水平最低。
我国在《3～220KV电气装置过电压保护设计规范》中明确规定，一般情况下最大过电压不超过：不接地系统为3.5倍相电压，经消弧线圈接地系统为3.2倍相电压，经电阻接地系统为2.5倍相电压。
应当说明，当城市配网电容电流远大与10A而采用电阻接地方式时，根据美国IEEE-32的规定，采用小电阻接地方式，电阻值为几个欧姆到十几个欧姆。当城市配网电容电流小于10A时则采用高电阻接地方式，电阻值为几十欧姆到几百欧姆。实际上对于采用小电阻接地的城网，经TNA试验和EMTP计算证明，其过电压水平为2倍到2.5倍以下相电压左右。
还应该指出，一般高电阻接地不适用于供电系统的配网，而适用于一些电容电流小于10A的工矿企业，其过电压水平为2.5倍以下相电压左右。对于采用20欧到100-200欧之间的中电阻接地方式，其目的在于以方面适当限制单相故障电流，另一方面又降低过电压水平，东南亚一些系统也有采用者。
电阻的选择目前尚无标准，而通常高电阻的判据可表述为：
4.2高电阻单相故障持续电流，持续时间以标准为2小时，短路电流应不大于10A，温升可达375℃。
4.3小电阻单相故障时，持续电流定义为：经R时间为2小时，达到温升375℃的电流。
5 配电网中性点的接地方式
三相交流电网中性点与大地间电气连接的方式称为中性点接地方式，也可称为电网中性点运行方式。中性点接地方式有四种类型：
5.1直接接地。
5.2不接地和经消弧线圈接地。
5.3高电亢、中电亢和小（低）电抗接地。
5.4高电阻、中电阻和低电阻接地。
6中性点经低电阻接地
电缆线路的增多，使系统电容电流的数值大幅度增加，如仍以消弧线圈接地为主要运行方式，过补偿的条件就会很难实现，应当在配电网改造中推行电阻接地的运行方式。特别是架空线路的绝缘化改造，较好地解决了瞬时性故障和供电可靠性的问题，为实行配电网中性点经电阻接地的运行方式，创造了有利条件。
配电网中性点经低电阻接地的运行方式，能够降低单相接地故障时非故障相的电压升高，限制发生单相接地故障后产生了暂态过电压倍数，配合继电保护装置，可以有选择地迅速切除单相接地故障，克服了中性点不接地或经消弧线圈接地存在的一些问题。
配电网中性点经低电阻接地方式的特点；
6.1当发生单相接地故障时，依靠零序过流保护，可以准确迅速判断出故障线路，并在很短的时间内切除故障线路，使设备承受过电压的时间缩短。这样，为系统设备降低绝缘水平提供了运行条件，对原有的设备绝缘也将会增加裕度，提高了系统运行的可靠性。
6.2在中性点经电阻接地的配电网系统中，一般中性点电阻阻值不是很大。当接地电弧熄灭后，零序残荷将通过中性点电阻提供的通路泄放掉，当发生下一次燃弧时，并不会像中性点不接地或经消弧线圈接地系统那样，由于多次燃弧，熄孤使过电压幅值升高。
参考文献：
[1]汲亚飞，侯义明.20kV配电网中性点接地方式选择的研究[J].供用电，2008，25（05）：9-12.
[2]朱维明，徐建强等.关于20kV配电网灵活接地方式若干问题的探讨[J].电力，2012.
论文作者:何金波,杨军,王兴兵,邱卫卫,刘斌
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/16
标签：过电压论文; 电阻论文; 电流论文; 单相论文; 方式论文; 故障论文; 相电压论文; 《电力设备》2017年第4期论文;