一、裝置概述

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式是一個技術(shù)性很強(qiáng)的問題，它涉及到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、等諸多方面。目前電力系統(tǒng)的接地方式主要分為兩大類：有效接地和非有效接地。有效接地系統(tǒng)又分為直接接地和小電阻接地兩種；非有效接地分為不接地、諧振接地和高阻接地等。

有效接地系統(tǒng)具有過電壓水平低，單相接地故障點(diǎn)查找方便的優(yōu)點(diǎn)，但其性和供電可靠性相對較差。非有效接地系統(tǒng)具有供電可靠性高、性好的優(yōu)點(diǎn)，但其過電壓水平較高，單相接地故障點(diǎn)的查找難度較大。

隨著城市電網(wǎng)的發(fā)展，中壓電網(wǎng)結(jié)構(gòu)有了很大變化，電纜線路的比重逐年上升，出現(xiàn)了以電纜為主的配電網(wǎng)，對地電容電流劇增(許多城市配電網(wǎng)的對地電容電流已經(jīng)超過200A)。在此情況下，采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式，在發(fā)生單相接地故障時會產(chǎn)生很高的過電壓，持續(xù)時間長，包括工頻過電壓、弧光接地過電壓、各種諧振過電壓，其絕緣損壞后不能自行恢復(fù)，如不及時消除掉故障，容易使故障擴(kuò)大。對設(shè)備絕緣和氧化鋅避雷器的運(yùn)行造成嚴(yán)重的威脅。對電網(wǎng)中大量的進(jìn)口設(shè)備的絕緣威脅更大。

采用有效接地系統(tǒng)(小電阻接地系統(tǒng))雖然可以快速切除故障，但存在著供電可靠性和性較差，對弱電的干擾嚴(yán)重，斷路器的維護(hù)工作量大等問題。

本裝置目的在于提供一種非線性中性點(diǎn)接地電阻，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。本裝置既降低了電力系統(tǒng)的過電壓水平，又保證了系統(tǒng)的供電可靠性，同時對單相接地故障選線的準(zhǔn)確率不會產(chǎn)生影響。因此本裝置同時兼有了中性點(diǎn)非有效接地和有效接地系統(tǒng)兩者的優(yōu)點(diǎn)。

傳統(tǒng)技術(shù)

非有效接地系統(tǒng)主要有不接地、高阻接地和消弧線圈接地三種。

不接地系統(tǒng)主要是用在架空線路和網(wǎng)絡(luò)較小的系統(tǒng)中，具有造價低、結(jié)構(gòu)簡單、供電可靠性和性均較高、電磁干擾較小等優(yōu)點(diǎn)，在我國傳統(tǒng)電網(wǎng)中占較大的比例，但其過電壓倍數(shù)較高。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，電纜的大量應(yīng)用，接地電容電流越來越大，其在發(fā)生單相接地時，電弧不能自熄，會產(chǎn)生很高的過電壓，已不適應(yīng)現(xiàn)代電力發(fā)展之需要。

高阻接地比不接地系統(tǒng)的過電壓水平稍低，目前在發(fā)電廠用電系統(tǒng)采用的較多，高阻主要是用來泄放諧振和單相接地的電磁能量，同時增加選線的準(zhǔn)確率。其在發(fā)生單相接地時仍然可以維持運(yùn)行一段時間，具有較高的供電可靠性和性。但仍然存在著過電壓水平較高的缺陷，對接地電容電流較大的電網(wǎng)仍不能適應(yīng)。

消弧線圈接地是針對單相接地電容電流超過10A以上的電力系統(tǒng)，利用電感電流補(bǔ)償接地電容電流，使單相接地殘流較小，延緩故障的發(fā)展，同時使接地相恢復(fù)電壓的上升速度得到緩和，使接地故障在電流過零后不易重燃。該系統(tǒng)具有很高的供電可靠性和性。但其存在著過電壓倍數(shù)高，調(diào)諧難度大，選線準(zhǔn)確率低，組件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝置自身故障率高，不利于電網(wǎng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃等缺點(diǎn)。

有效接地系統(tǒng)

中壓電網(wǎng)的有效接地主要是采用小電阻接地方式。小電阻接地系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是過電壓水平較低，能夠迅速查找接地故障點(diǎn)并對故障點(diǎn)進(jìn)行及時切除或隔離，但卻存在供電可靠性較差的缺點(diǎn)。

供電可靠性已成為電力系統(tǒng)發(fā)展水平的重要考核指標(biāo)，小電阻接地系統(tǒng)在發(fā)生單相間隙性弧光接地或其他因素引起的短時接地時，不能熄弧，必須立即跳閘，這不僅增加了斷路器的維護(hù)工作量，對生產(chǎn)工藝連續(xù)性較強(qiáng)的用戶也是不適應(yīng)的。不能滿足現(xiàn)代人們的生活要求；另外其性也較差。小電阻接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地時，接地電流很大，由此形成的跨步電壓較高，對接地故障點(diǎn)附近的人身產(chǎn)生很大威脅，在人們的生活和生產(chǎn)中，如果不慎觸電，生還的概率極小。同時接地電流引起的地電位升高對低壓設(shè)備的也產(chǎn)生嚴(yán)重威脅；還有對通訊的干擾嚴(yán)重?，F(xiàn)在電子設(shè)備的應(yīng)用是越來越廣泛，其抗干擾能力很低，小電阻接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地時，其較大的接地電流對通訊線路、通訊設(shè)備以及二次線路和設(shè)備等將產(chǎn)生很大的干擾。

二、裝置原理

本裝置是以高能氧化鋅壓敏電阻為核心元件，經(jīng)過科學(xué)的有機(jī)搭配，使每一路壓敏電阻的伏安特性完全相同，再經(jīng)過并聯(lián)，從而構(gòu)成一個巨大的非線性壓敏電阻，在組裝時采用特殊的散熱工藝，使本裝置的能容量極大，因而可以將其動作值設(shè)置在系統(tǒng)的相電壓左右，并直接連接在系統(tǒng)中性點(diǎn)對地之間，作為系統(tǒng)的接地電阻使用。

因氧化鋅壓敏電阻具有非常優(yōu)異的非線性，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時呈高阻狀態(tài)，通過其中的電流非常小，相當(dāng)于開路狀態(tài)，這時系統(tǒng)為非有效接地方式，具有很高的供電可靠性；不論何種原因，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生諧振、接地或其他原因產(chǎn)生過電壓時，都會在系統(tǒng)的中性點(diǎn)產(chǎn)生較高的電壓，壓敏電阻立即響應(yīng)，將過電壓限制在設(shè)定的范圍內(nèi)，這時壓敏電阻呈小電阻狀態(tài)，相當(dāng)于低阻接地，并且電流在很大的范圍內(nèi)變化，而壓敏電阻兩端的電壓基本保持不變，具有優(yōu)異的過電壓保護(hù)性能，因此又具備了低阻接地系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。

中性點(diǎn)非線性接地電阻的伏安特性

●系統(tǒng)正常運(yùn)行時，中性點(diǎn)電壓較低，達(dá)不到其動作值，相當(dāng)于不接地；

●當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生諧振時，由于中性點(diǎn)電壓被限制在相電壓，釋放了諧振能量，同時也將三相電壓鉗制在較低的水平，不僅保護(hù)了系統(tǒng)的絕緣，同時保證電壓互感器的特性永遠(yuǎn)處于線性區(qū)域，呈高感抗，保證諧振不再發(fā)生，具有有效接地系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)；

●在系統(tǒng)發(fā)生間隙性弧光單相接地時，非線性中性點(diǎn)接地電阻將接地電荷能量吸收和泄放，同時將故障相電壓限制得較低。由于氧化鋅壓敏電阻的響應(yīng)速度極為迅速(為10s)，在許多情況下由于接地電荷能量被釋放，同時故障相恢復(fù)電壓較低，間隙性弧光接地故障在接地電流過零后不再重燃，能夠?qū)⒐收舷诔跏茧A段，避免了故障的進(jìn)一步發(fā)展。這是目前所有接地系統(tǒng)以及各種消弧裝置都不具備的，使系統(tǒng)的可靠性得到極大的提高。

●發(fā)生性接地時，中性點(diǎn)產(chǎn)生較高的電壓，非線性電阻動作，將殘壓限制在相電壓左右，非線性電阻中流過的電流較小，可以維持運(yùn)行，具有較高的供電可靠性，相當(dāng)于高阻接地。也可以通過選線對故障饋線進(jìn)行跳閘保護(hù)，滿足對故障點(diǎn)快速切除的要求。其低過電壓和快速切除故障特性又相當(dāng)于小電阻接地系統(tǒng)。

●由于裝置的動作電壓設(shè)置為系統(tǒng)的相電壓，因此系統(tǒng)的過電壓倍數(shù)被限制在2以下，該值是優(yōu)于小電阻接地系統(tǒng)的。

在電力系統(tǒng)中，由于各種原因會產(chǎn)生多種過電壓，作為中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)將無能為力，只有通過避雷器、電抗器、電容等其他輔助手段來解決，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且保護(hù)性能差、造價高、性也較差。而本裝置卻可以利用非線性電阻，通過接地來對系統(tǒng)中性點(diǎn)電壓進(jìn)行限制，達(dá)到將系統(tǒng)過電壓限制在絕緣允許的范圍以內(nèi)。

小電阻接地系統(tǒng)在發(fā)生弧光接地的瞬間，通過中性點(diǎn)接地電阻的高頻電流非常大，在接地電阻上將產(chǎn)生很大的壓降，所以小電阻接地系統(tǒng)雖然可以降低工頻過電壓，但高頻過電壓的可能性仍然存在。

本裝置因采用的是壓敏電阻，不僅響應(yīng)速度快，而且其優(yōu)異的非線性伏安特性是其固有的物理特性，不論發(fā)生的是何種過電壓，都可以將他限制在設(shè)定范圍內(nèi)，該種特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于目前所采用的各種接地方式。

采用本裝置后因過電壓水平較低，單相接地故障發(fā)展為相間短路的概率極低，還改善了電氣設(shè)備運(yùn)行條件，電網(wǎng)可采用絕緣水平較低的電氣設(shè)備。

本裝置在發(fā)生單相接地時可不切除、延時切除或快速切除故障，滿足各種用戶不同的運(yùn)行要求，具有極大的靈活性。

裝置特點(diǎn)

●科學(xué)的原理，新穎的方法，近理想化的效果，適合于各種運(yùn)行要求；

●獨(dú)創(chuàng)全電流制約氧化鋅壓敏電阻的伏安特性進(jìn)行配片的方法，突破能容量的限制；

●獨(dú)特的散熱技術(shù)，增加了裝置的能量，并采用全密封工藝，保證了電阻閥片的可靠性；靈活的運(yùn)行方式(單相接地時可維持運(yùn)行，也可立即切除故障)，滿足不同的運(yùn)行要求；固定的過電壓限制值，給系統(tǒng)絕緣提供極大的保障；電阻元件模塊化，通過串并聯(lián)可任意組合，滿足不同電流、電壓的需要；

●固體元件，壽命長，性能穩(wěn)定可靠；

●多重自我保護(hù)，性高，裕量大，即使電阻元件損壞達(dá)30%，也可保證裝置可靠工作；

●多重保護(hù)回路，保證系統(tǒng)永遠(yuǎn)不失地；

●裝置由半導(dǎo)體元件、絕緣材料以及鍍銀純銅等材料組成，耐腐蝕。

●具有自動記錄動作次數(shù)、動作時間以及動作時電流和電壓等參數(shù)，為系統(tǒng)的分析提供依據(jù)；