|
在
隧道组最近消缺工作中，对隧道配电系统有了初步了解和认识。对以解决及待解决的问题阐述自己的认识和理解，因隧道涉及多种专业因本人知识水平有限只谈电方面的看法。
日常维护维修工作中，了解供配电系统一些常识及接地知识，会在今后工作中起到一定的作用。高速公路采取
TN-S
供配电系统，在配电系统中涉及到工作接地、保护接零、重复接地，这几种接地究竟能起到什么作用呢？比如设备金属外壳采取接零保护往往在实际工作中，有人认为接零保护线接不接都行，说明对接零保护的认识还不够，不清楚它究竟起什么作用？
有时设备外壳会麻手，这是由于交流漏电而设备外壳没接零造成的。由于接零线常常被忽略，操作人员有可能会双手分别接触接零和不接零的设备，就有可能发生上述现象。
在
TN-S
配电系统中保护接零大家习惯叫成保护接地实际上是一种错误的习惯叫法，还有配电系统接地与电子设备所说的地存在一定的差异。说到接地，有些设备采取金属外壳接地不单纯是为防触电同时也起到一定的抗干扰的作用，因此也有必要对接地装置的检查维护有一定的了解。
TN-S{
也称三相五线制保护接零
}
系统：
T-
表示电源侧中性点直接接地。
N-
表示电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。
S-
表示工作零线
{N}
与保护零线
{PE}
是完全分开的。
在
TN-S
系统中，变压器二次侧中性点接地叫工作接地。
工作接地在
TN-S
系统中作用如下：
1、
可获得相应的相电压。
2、
减轻某相接地的危险
。
当发生某相接地短路时，故障相对地电压为零，其它两相对地电压不变
。若中性点不接地当发生某相接地故障时，接地相对地电压为零，其他两相对地电压变为线电
压，当人触及非故障相时，触电危险性增大。
3
、能迅速切除故障设备。
在保护接零系统中，若发生单相接地短路由于通过保护线构成电气回路，而保护线的阻抗很小，单相接地短路电流很大，足以使电源侧的保护动作开关跳闸。
4
、可降低线路的绝缘水平，使低压线路绝缘配合按相电压来设计。
5
、能减轻高压窜入低压时，对人体和设备构成危险。
保护接零
[PE]
在
TN-S
系统中作用：
1
、一旦
N
线断开，只影响用电设备的正常运行，不会导致在断线点后的设备外壳上出现危险电压。
2
、即使负载电流在零线上产生较大的电位差，与
PE
相连的设备外壳上仍能保持零电位，不出现危险电压。
3
、由于
PE
在正常情况下没有电流通过，因此在用电设备之间不会产生电磁干扰，适用于对数据处理精密检测装置的供电。
保护接零（
PE
）
以防止触电为目的而用来与设备或线路的金属外壳等作电气连接的导线或导体称为保护线。也就是把电气设备平时不带电的外露可导电部分与
PE
连接起来。工作原理：当设备外壳发生碰壳故障时，其金属外壳将相线与保护线直接接通，单相接地故障遂成为单相短路，因
PE
线阻抗很小，短路电流可达设备额定电流的几倍甚至几十倍，在大多数情况下短路电流的数值足以使安装在线路的熔断器或其他过流保护装置动作，从而切断电源。必须注意，从设备碰壳短路的发生到过电流保护装置动作切断电源的时间间隔内，触及设备外壳的人体是要承受电压的，此电压近似等于短路电流在
PE
上的压降，此时接触电压要低于正常设备工作电压。
所以保护接零的有效性在于线路的短路保护装置能否在碰壳短路故障发生后灵敏动作而迅速切断电源。接零保护系统其工作接地装置必须可靠，接地电阻值必须符合要求，保护接零必需有灵敏度可靠的保护装置配合。
重复接地
：
是指在
TN
系统中，除了对电源中性点进行工作接地外，还在一定处所把
PE
再进行接地，重复接地对于保证保护接零的有效性具有重要意义。
重复接地的作用：
1
、在
TN-S
系统中
PE
线完整时，重复接地可以降低碰壳故障时所有被保护设备外壳的对地电压，减轻开关保护装置动作之前触电的危险性。
2
、在
TN-S
系统中
PE
线断线时，重复接地可以降低断线点后面碰壳故障时
PE
线的对地电压，减轻触电事故的严重程度。
3
、缩短了漏电故障持续时间
由于重复接地在短路电流返回的路径上增加了一条并联支路，可增大单相短路电流，缩短漏电故障持续时间。
4
、改善架空线路的防雷性能
由于重复接地对雷电电流起分流作用，可以降低雷击过电压。
5
、重复接地的其他作用
由于
PE
重复接地电阻与电源工作接地电阻并联，起到了等效降低接地电阻的作用。
对重复接地电阻的要求是：
1
、当工作接地电阻不超过
4
欧时，每处重复接地电阻不得超过
10
欧。
2
、当允许工作接地电阻不超过
10
欧，允许重复接地电阻不超过
30
欧，但重复接地点不得少于
3
处。
接地装置的检查维护：
接地装置是由接地体和接地线组成。接地体是埋入大地中并直接与大地土壤接触的金属导体。接地线是指将电气设备需要接地的部分与接地体连接起来的金属导线。
接地装置的巡视检查内容：
1
、电气设备与接地线连接处短接卡子处的连接应无松动或脱落现象，焊接处无开焊。
2
、接地线应无损伤断股及腐蚀现象。
3
、有腐蚀性土壤的场所，应挖开接地引下线的土层，检查地面下
50CM
内接地引下线的腐蚀程度。
4
、人工接地体周围地面上不应堆放或倾倒有强烈腐蚀性的物质
5
、明装接地线表面涂漆应无脱落现象
6
、移动式电气设备接地线应接触良好无断股现象
7
、接地体无被雨水冲刷露出地面。
对检查时发现的问题及时报告，妥善处理。
接地装置检查周期
1
、变配电站接地装置每年检查一次，并于干燥季节每年测量一次接地电阻。
2
、电气装置每两年检查一次，并于干燥季节每年测量一次接地电阻。
3
、防雷接地装置每年雨季前检查一次，避雷针的接地装置每五年测量一次接地电阻。
4
、手持电动工具的接地线每次使用前进行检查。
5
、有腐蚀性土壤的接地装置每
5
年局部挖开检查一次。
因地区之间有差异，规定测量周期不尽相同。
防雷装置
一套完整的防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部组成。接地装置是防雷装置的重要组成部分，作用是向大地泄放雷电流，同时限制防雷装置的对地电压使之不致过高。
防雷接地其接地电阻一般不大于
10
欧。
在同一配电系统中，严禁将一部分设备外露可导电部分进行保护接地，而将另一部分外露可导电部分进行保护接零。不同电压、不同用途的用电设备各种接地，除另有规定，宜采用一组共用接地装置，其接地电阻应符合其中最小的电阻值，在具体施工中以设计图纸为准。
例如：如果防雷装置与接零保护共用一组接地装置时，接地电阻不大于
1
欧。
建筑物的接地按连接方式又可分为独立接地和联合接地：
独立接地是把直流接地、保护接地、防雷接地分开设置。这样做的目的是为了排除来自地线的干扰源；这是按电子计算机要求独立接地或通信系统要求单独接地而采取的接地措施：
为避免不同系统接地而引入不同电位，导致人身和设备事故，根据规范要求，各接地系统的距离必须大于
20M
，且它们的接地极和地线要保持绝缘，绝缘电阻应在
2M
Ω
以上，接地电阻小于
4Ω
。
联合接地是将各种接地通过接地线连接在同一接地装置上。除特殊情况外，一般一个建筑物只能存在一个接地系统，以免引入不同电位，而导致人身和设备事故。因此，智能建筑中的弱电系统如无特殊要求，建筑物接地应采取联合接地。
通信设备的良好接地是设备正常运行的重要保证，对于交换机、光端机、计算机等电信网络中的精密设备更是如此。设备使用的地线通常有工作地、防雷地、保护地，有些设备还有单独的信号地，将强弱电的地隔离，保证数字信号免遭强电地线浪涌的冲击。这些地线的主要作用有：提供电源回路、保护人体免受电击，此外还可以屏蔽设备内部电路免受外界电磁干扰或防止干扰其他设备。
当多个设备连接于同一接地导体时，通常需要接地排，接地排的位置应尽可能靠近接地桩，不同设备的地线分开接在接地线排上，以减少相互影响。
通常设备的接地电阻应尽可能小，应达到设备说明书上接地电阻值，设备的接地电阻包括了设备内线排到机房总地线排连线电阻，总地线排至接地极的电阻，接地极与大地间的电阻，以及彼此之间的连接电阻。
例如有些电气设备对地有一定的泄露电流，这些设备金属外壳如同时接在
PE
线上，有些设备就有可能受到干扰，其抑制方法是使各种设备接地之间不构成回路，
TN-S
系统中，在工作地再引出一根
PE
线，把怕干扰的设备接在第六根
PE
线上，连接时最怕干扰的愈靠近接地体（接地电阻必须满足设备接地电阻要求）
如确是由接地引起的干扰此方法就可以解决干扰问题。
电缆是电磁兼容设计中的关键环节，大部分电磁干扰敏感问题、电磁干扰发射问题、信号串扰问题是电缆产生的。电缆之所以容易产生各种电磁干扰问题，主要有以下几个原因。
(1)
电缆本身是一根高效的接收天线，能够接收到空间的电磁干扰，将干扰能量传进设备电路，造成干扰；
(2)
电缆是一根高效的辐射天线，能够将电路中的干扰辐射到空间，造成辐射发射超标；
(3)
电缆中的导线相互平行，并且靠得很近，导线之间具有很大的寄生电容和互感，这些电容和互感是导致串扰的根本原因；
(4)
电缆连接的设备接地电位不同，电缆屏蔽层引进地线干扰。
两个设备的地线电位不同，因此产生了电位差，在这个电位差的驱动下，会在电缆屏蔽层中产生电流。由于屏蔽层与内部导线之间有电容和互感，因此屏蔽层上的电流可以在内导线上感应出噪声电压。如果两根信号线是平衡的，噪声电压相同，在输入电路上没有噪声电压。但是电路通常都不是平衡的，会在两根导线上产生不同的电压，这样就产生了噪声电压。这种地线干扰是大系统中的常见现象，解决方法是尽量使地线电位相同，或者将电缆屏蔽层的一端与地线断开，消除电缆屏蔽层中的电流。
不论是设备还是系统内部的干扰都是以电容耦合、电感耦合、电磁波辐射、公共阻抗（接地系统）和导线（电源线、信号线、输出控制线等）的传导方式对设备产生干扰。因此消除和抑制干扰的方法有电场屏蔽、磁场屏蔽、电磁屏蔽、电子设备接地、滤波等
。
1
、在电源的进线端口处外加低通滤波器，消除电网中的高频干扰。
2
、为防止市电电网急剧变化或雷击出现过电压，智能设备使用串联型稳压电源供电。
3
、接地及公共阻抗带来的干扰，其抑制方法是是各种接地之间不构成回路。
4
、智能化系统机房远离强功率发射源。
5
、根据周围环境电磁干扰的情况，决定有效屏蔽方法。
6
、电缆屏蔽层接地。
7
、采用光电耦合器和光纤传输数字信号。
8
、照明装置的供电线路上设置电源线路滤波器，供电端子进行屏蔽。
9
、将受干扰电路和干扰电路隔离或分开。
屏蔽地
为防止电磁感应而对视、音频线的屏蔽金属外皮、电子设备的金属外壳、屏蔽罩、建筑物的金属屏蔽网（如测灵敏度、选择性等指标的屏蔽室）进行接地的一种防护措施。在所有接地中，屏蔽地最复杂，有种说不清，道不明的感觉。因为屏蔽本身既可防外界干扰，又可能通过它对外界构成干扰，而在设备内各元器件之间也须防电磁干扰，屏蔽不良、接地不当会引起干扰，这些干扰主要有：
1
、交流干扰：这主要由交流电源引起。对交流干扰的防护，通常对电源进行滤波或在电源变压器初次级间加屏蔽层并接地。在大的杂散电磁场外，为防电磁干扰进行屏蔽接地十分必要。
2
、高频干扰：这类干扰来自各类无线发射台的变频或超变频信号，它们窜入电子设备后在机内得到非正常解调而形成声频干扰。
信号频率越高，建筑物或设备的金属网孔眼就应越小，信号线屏蔽层的编织就应越密，否则将失去屏蔽作用。对频繁拔插的信号线，应防止屏蔽层在插头处松动和脱落。因有时仪器设备的屏蔽是通过信号线的屏蔽入地的（它们通过插头插座联接起来），若屏蔽脱落，则很容易造成干扰。
.
信号地：
各种电子电路，都有一个基准电位点，这个基准电位点就是信号地。它的作用是保证电路有一个统一的基准电位，不至于浮动而引起信号误差。
信号地的连接是：同一设备的信号输入端地与信号输出端地不能联在一起，而应分开；前级（设备）的输出地只能与后级（设备）的输入地相连。否则，信号可能通过地线形成反馈，引起信号的浮动。这在设备的测试中，信号地的连接尤其要引起注意。
过压保护接地
：
这是为防雷电而设置的接地保护装置。防雷装置最广泛使用的是避雷针和避雷器。避雷针通过铁塔或建筑物钢筋入地，避雷器则通过专用地线入地。避雷器每年雷雨季节来临之前须检验，以防失效。
电子设备的接地：
有些电子设备接地，并不是必须与接地线相连。比如通信设备有时采取悬浮接地，隔断接地环路，这也是有效的一种方法。
采用隔离接口。有些情况下，出于安全或其它方面的考虑，电路地必须与机壳或大地相连，不能悬浮，这时可以采用隔离接口来隔断接地回路，但是仍然应该有一条地线将隔离侧的公共端与其它接口的工作地相连。
隧道内环境恶劣造成光端机上传图像不清晰，只有查明干扰源才能采取相应措施。
抗干扰实例：
铁氧体抗干扰磁芯
以下是处理八达岭电容柜的看法及理解：
八达岭高速隧道配电室无功补偿采取低压侧集中补偿。在线路总配电柜侧并联电容器组进行功率因数校正，众所周知负荷多为感性负载，无功功率仅用驱动设备的磁场，实现电场与磁场的转换。从补偿柜吸收无功功率可以减少电源侧无功电流的流动如下图所示：
八达岭隧道配电室无功补偿电容柜故障分析及改造方案：
1.
电容柜总熔断器熔体熔断，有时三相熔体同时熔断，有时两相熔体熔断，熔体额定电流为
400
安。
2.
电容柜总共八个回路，每个回路分别带容量为
20
千乏的电容组，其中每相熔体额定电流分别为
40
安，
B
相熔体相对熔断的概率高。且有熔体爆裂及弧光短路痕迹，熔断器金属部分有烧熔现象。
3..
检查电容切换接触器，主触头符合使用条件。检查接触器两侧电阻切合回路，发现限流电阻因过热而损坏，切合回路触点烧蚀严重不能够继续使用。
5.
查看各回路热继电器把热元件动作的复位，整定电流为
35
安。
分析造成这种现象有可能为配电系统谐波造成。请专业人员对其检测，检测结果谐波含量符合电力用户用电标准。
八达岭隧道配电室属于无人值守配电室，电工只是定期巡视。所以决定更换相应熔断器熔体，更换损坏的电容切换接触器，投入使用并观察工作情况。随后一段时间没有出现相应问题，两月以后新的问题出现，总熔断器有一相熔体熔断，赶到现场更换熔体并检查电容柜没有发现其他问题。投入使用后出现频繁投切产生投切震荡。投入一组补偿电容欠补（功率因数为
0.85
），投入两组过补（功率因数为
-0.92
），无功功率补偿控制器目标功率设定为
0.90
，退切功率因数为
0.99
。根据电力要求不允许过补，如过补将影响电网电源质量。投切时三相监测电流表电流上下波动很大，投到其中一路
B
相电流超出正常电流几倍，退出运行检查电容切换接触器，发现限流电阻损坏及切合电阻回路触点烧蚀严重。测量负荷电流为
60
安，查看变压器的容量为
500KVA
，电容柜总补偿容量为
160
千乏，补偿是变压器容量的
1/3
符合设计惯例。查看隧道负荷主要为风机与照明（高压钠灯），平时日常工作主要是钠灯（如没有特殊情况风机不工做），属于气体放电灯其功率因数较低。隧道内照明有多种模式控制用来满足汽车驾驶员行驶要求，负荷随时都有可能变化。照明回路串联稳压器实际负荷又相当小，电容组对于钠灯所需补偿单组配备容量比较大，投电容时对电压产生扰动稳压器随之变化就容易产生故障。为此最好配备相对小的电容组，投切时对电压扰动小。大家知道并联电力电容器进行无功补偿，具有提高功率因数、提高供电设备的出力、降低功率损耗和电能损失、改善电压质量等作用。
一、分析原电容切换接触器
B50-C
见图
2
：
该产品采用了二组装配在接触器二侧的特殊辅助触头和限流及强制泄放电阻组成，电阻切合电路部分在主电路两侧，并附有放电装置。当电容器从回路中退出时，该放电装置即与电容器连接，可以使电容器内残余电压在
30
秒内降至
50
伏以下。
通电时，电阻切合回路提前接通，电流经过电阻向电容充电，电阻抑制电容器合闸涌流，随后主触头闭合承载了电容电流，同时短接了切合电阻。当断电主触头先断开，电阻切合电路延时断开，抑制了电容器切断时的过电压。
常闭与电阻组成放电电路，吸合时，该电阻与电容器断开，释放时，该电阻与电容器并联使电容器放电。
并联电容器运行时会长时间在过电流
1.3
倍额定电流工作。
通过分析原理图，如果电阻切合电路出现电阻损坏触点烧蚀或接触不实，抑制电容合闸涌流达不到限制范围之内。有时热继电保护并不能及时动作，出现烧熔断器熔体，如频繁切合很容易会造成电阻切合电路触点或电阻损坏。出现很高合闸涌流造成分路熔体熔断，甚至电容合闸电流超过熔断器熔体正常分断能力，以致使熔体爆裂出现弧光短路。从图中不难看出
B
（
3L
2
）相熔断的概率要高。
1:
所需无功功率的计算：
依据负荷曲线查看并计算所需自愈式低压电容器总容量及所需回路数，配备相应规格的电容器。避免产生投切震荡，造成电容切换接触器频繁投切影响其使用寿命。根据上表选择电容器容量。或依据公式来确定
Qc = P. (tg
￠
- tg
￠
')
。
Qc
：电容器组的功率，单位：
kvar
P
：有功功率，单位：
kW
tg
￠：补偿之前，相位角￠的正切
tg
￠
'
：补赔偿之后，相位角￠的正切
参数￠和
tg
￠可以从上面数据表得到，或者直接测量该设备得到。
增加控制回路数每回路电容器容量为
7.5
千乏。
2
、
补偿方式的选择
因之前的补偿方式为集中补偿，考虑设备投资补偿方式不变。
3
、电容器的控制方式选择
自动调节补偿：电容器分多步投切来达到要求。电容补偿容量
> 15% Sn(
变压器容量
)
这种补偿方式提供自动控制，并根据设备的变化提供适当的无功功率来保持特定的
功率因数。
更换无功功率补偿控制器，使其达到要求回路，满足控制回路的要求，选用施耐德
NR12
型智能无功功率自动补偿控制器。
4
、
根据工作环境和谐波影响，合理选择电容器。
（
1
）、环境温度
（
2
）、工作环境对电容器的寿命有很大影响，选择电容器时要遵循下列参数：
（
3
）、需要考虑过电流、相关的电压扰动，包括最大的持续过电压值
（
4
）、每年最多的切换运行次数
（
5
）
要求的平均寿命
（
6
）、考虑谐波：选择过谐型电容器因他适用于标准或较差工作环境，特别是电压扰动环境。
选用施耐德
BLR-VB HDY-7.5-A40-3
型
三相电容器组（内部有三相分别独立的电容器单元，三角形连接和装配）。适用少量或较多非线性负载的网络。非线性负载小于变压器容量的
20
％。工作温度可高达
55
度，内部有特有的放电电阻，，自愈和压力保护，良好耐压性能。
5
、选择电容器组分步保护：
选用
Gg
熔断器来进行短路保护，保护
1.6In
.
。
6
、选择电容切换接触器：
更换
B50C
换成施耐德
LC1-D.G.K11M7C
型接触器。配有一个提前介入的接点模块并且在电容投入时使用限流电阻限制涌流。三相分别并联了限流电阻，限流电阻在切换峰值电流后即被切断，正常电流不通过电阻，从而避免电阻烧坏，电阻外露容易判断是否损坏。
电力监控上传数据不正确硬件存在问题：
1.
CT
接线不正确同名端接错，造成数据错误出现负值。
2.
采集电流信号
CT
与配电柜监测电流表并联造成分流，影响数据显示与实际负荷电流存在很大误差。
| 
IP卡
狗仔卡
发表于 2011-7-30 13:26:49
QQ好友和群
QQ空间
腾讯微博
腾讯朋友
收藏
分享
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡