摘要:从电的发展史看,人类先是发现并使用了强电。随着信息时代的到来,弱电又开始被广泛使用并有了飞快的发展。弱电和强电对人类社会和历史的发展起着十分巨大的作用,弱电和强电的结合,用弱电来控制强电,来使机器自动化,建筑智能化。无论是在地下还是地上,都构成了一个复杂的电网系统。强电和弱电这两大网络与国民的生活紧密相连。这势必将导致电网和道路之间的干扰,本文就此干扰的矛盾进行了相关的分析。
关键词:强弱电;干扰;电网;接地方式;
一、概述弱电和强电的涵义
日常生活中的弱电,一般是指传输和交换信息的电信号,它主要为通信等进行调控。弱电具有使用电压小(V/mV)、工作电流低(mA/uA)、使用功率小(W/mW)、工作频率高(kHz/MHz)的特性。因为这些特性,人们对于弱电的使用就变得方便简单,再加之弱电的工作电压低,使用上的安全性就相对较高了。这也是用弱电来控制相对危险的强电的好处之一。强电,通俗地讲,就是我们的电气设备所用的电,主要为电力设备提供电力支持。它有使用电压高(V/kV)、工作电流大(A/kA)、使用功率大(kW/MW)、工作频率低(50Hz)的特性。
二、简述电网中性点接地方式概况
1、中性点不接地
中性点不接地方式,用我们通俗的理解,即中性点对于地面处于一种不带电的状态;在农村,一般不需要10千伏以上的线路供电网络。这种接地方式有一种好处就是,一旦发生故障,漏出的电流并不是很大,所以不会造成巨大的事故。如果是一瞬间就发生的故障,一般情况下,它是可以自动熄灭的,这样就提高了供电的安全可靠性。
2、中性点经消弧线圈接地(谐振接地)
中性点经过消弧线圈接地的系统,也称为谐振接地系统。我们将系统中性点和大地之间并入消弧线圈,一旦发生单相接地的故障的时候,此处的电流就会大大地减少,消弧线圈里面有铁芯,电阻的阻值比较小,产生的电抗很大,在铁芯的空隙处添加纸板,防止出现饱和的现象。
中性点经消弧线圈,接地的系统在正常工作时,中性点的电位等于零,在它的两端的电压是零。因此,并没有电流经过线圈。当某一相发生金属性接地时,消弧线圈中就会有电感电流流过,补偿了单相接地电流,对于消弧线圈的匝数,使其与电感电流、接地的对地电容电流大致的相等,就可使流过接地故障电流变得很小,进而减轻了电弧的破坏。
3、中性点直接接地
中性点直接接地方式,就是中线点和大地之间进行连接,如果在运行的过程中,出现了单相与大地连接的方式,便会出现短路的情形,使得发生断路跳闸事故。中性点直接接地系统,致使内部产生的电压变低,电网绝缘需要过电压进行配合,绝缘水平的高低,反映出了电网的风险情况,因此,在实际的电网安排上,要非常注重电网绝缘问题。
4、中性点经电阻接地
中性点经电阻接地,这种接地方式主要是在中性点和大地之间连接入一定的阻值,所连接的这个电阻要同系统之间形成一个并联的回路,这样才不至于消耗过大的能耗,造成电荷释放出元件,这样对于有效防止谐振的阻尼元件,具有重要的作用。
三、分析强电对弱电造成干扰原因和危害
电网不出现故障时,一般不会出现强电对弱电造成的干扰,但是如果发生单相接地的故障后,不同接地方式下的中性点电网,对于弱电系统,就会出现电磁干扰现象,而且随着接入方式的不同,干扰程度也不一样。主要表现形式为:音频干扰、工频干扰、接触干扰和纵向电势等。
如果在发生故障时,恰好出现电力线和通讯线平行的情况的时候,由于电磁耦合,产生了较大的感应电压,这样通讯系统就会出现干扰情况,当电力线的导向线处于一相的时候,搭在通讯线上时,会对通讯系统造成干扰;或电网运行中发生中性点位移而产生较大位移电压,通过电容耦合而对通讯系统造成干扰影响。
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强电对弱电造成干扰危害表现为:从轻者的角度来看,对质量造成影响质量,在电话回路中,出现杂音较大,信息失真和误码率增多等,重者则危及通讯设备和人身安全。
四、分析串联谐振接地具有抑制干扰危害的具体作用
通过相关的文献分析,表明:对于补偿单相接地所出现的故障电流,这是有效阻止强电对弱电造成的干扰,也是实现电磁兼容的一种最经济的方法。
电网中性点采用经消弧线圈接地(谐振接地),其零序阻抗接近于非常大的程度,对于单相接地的形式,由于残余电流比较小,对于电磁所造成的干扰和电流传导都有一个很好的抑制作用,串联谐振接地电网,产生对通讯设备的干扰,主要是静电耦合的情况,而当中性点经消弧线圈接地后,发生单相接地时产生的接地故障电流很小,因而谐振接地电网,便能与线路之间进行很好的线路密集,从而有效地实现城市和乡村之间的信息往来。
基于上述的分析,我们要保护电磁环境,在使用中,要经常采用较小的电流,进行接地的系统,从而增强电网的供电系统的安全性和可靠性,对于保护人身、设备,起到一定的安全作用。同时,我们知道,串联谐振接地电网对有效抑制音频所造成的干扰等方面,能够起到非常好的作用。下面分别简单地介绍一下。
1、音频干扰
音频干扰,主要是指音频范围内的干扰,其产生的信号对通讯系统会形成一定的干扰因素,串联谐振接地电网的零序阻抗,处于一种无限大的趋势,所以,在音频范围内,要对出现的干扰信号进行阻断,这样才能保证通讯系统的顺畅。
2、工频干扰
工频干扰系统,主要是指电网在一些正常的情况下,中性点位移电压出现电容耦合,这种情况下,对于通讯系统造成的干扰因素还是相对较小的。出现的干扰因素较低,同时,要是在谐振接地的时候,电网能够正常运行,中性点位移电压就会很小,即使发生了单相金属性接地故障,其中性点位移电压也只能升高为相电压,因此产生的干扰作用也不大。
目前不少城网已采用微机接地保护或自动选线检测装置,当发生接地故障时,便能很快地检出单相接地故障并自动作用于跳闸而断开电源,因而对通讯系统干扰更少。
3、接触干扰
接触干扰系主要是指电力线一相或两相断线后,我们可以将其直接放在通讯线路上,这样就不会造成对线路的干扰,谐振接地电网,对三相对地电容的不平衡状况,非常敏感,当断线的电力线与通讯线直接接触时,该相对地电容就会变大,中性点位移电压逐渐升高,出现了类似于电网发生单相接地故障的情况。又因谐振接地电网,发生单相接地故障时,其接地故障电流很小,故对通讯系统造成的干扰影响不大。
4、纵向电势
纵向电势,主要是指电网发生单相接地故障后,在通讯线路上,出现感应的纵向电势。感应的纵向电势大小与零序电流之间、导线之间的互感成正比例,因此,谐振接地电网就能够很有效地改变相接地故障零序电流的分布,因此,就能够明显有效地降低纵向电势,从而能减小对通讯系统造成的危害。
电网发生的单相接地故障转变为两相短路时,也会引起电磁干扰,但这种故障出现的概率极低,因小电流接地系统的电网,一般装设绝缘监察装置,当发生单相接地时,绝缘监察装置就动作,便对单相接地故障进行排除处理,因此发生两相短路机会甚微。谐振接地电网发生单相接地故障时,并不破坏系统的对称性,而且接地故障电流又较小,所以串联谐振接地电网对抑制干扰影响具有优越性。
五、结束语
综上所述,强电和弱电这两大网络与国民的生活紧密相连。研究强电和弱电之间的矛盾,有助于我们更好利用电,为人类造福。
参考文献:
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[2]郁岚,倪伟.配电网中性点接地方式的仿真分析[J].电气技术,2010(11).
[3]赖绍熙.中性点接地分析[J].科技信息,2010(21).
论文作者:曹建富
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/2
标签:电网论文; 干扰论文; 谐振论文; 电流论文; 单相论文; 故障论文; 弱电论文; 《电力设备》2018年第11期论文;