如何选择合适的接地方式？10kV侧不接地、小电阻及消弧线圈详解

在10KV供电系统中，接地系统的主要作用是将电气设备的非带电金属部分与大地形成良好的电气连接，以确保在设备发生故障或遭受雷击时，能够迅速将故障电流或雷电流导入大地，从而避免设备损坏和人身伤害。

从技术原理上讲，10KV供电系统接地主要分为工作接地和保护接地两种。工作接地是为了保证电力系统在正常运行或发生故障时，能够维持电压的稳定和设备的正常工作而设置的接地。保护接地则是为了防止电气设备绝缘损坏时，外壳带电而危及人身安全而设置的接地。那么在电气设计中，我们如何选择合适的接地方式呢？下面本文给大家讲一讲10kV侧不接地、小电阻及消弧线圈的相关知识。

10kV侧采用不接地方式：

图一中，10kV侧变压器绕组采用三角形接线方式，并未接地，当变压器的L3相出现图中的接地故障后，故障电流Id由于没有返回电源的通路，只能通过图一中所示的L1相和L2相的对地电容返回电源，故障电流Id=Ic1+Ic2。因为线路对地电容，尤其是架空线的对地电容很小，容抗很大，因此Id一般都很小。

DL 5449-2012 《20kV配电设计技术规定》第3.5.2条规定，当单相接地故障电容电流小于10A时，可采用不接地方式。依据GBT 50065-2011 《交流电气装置的接地设计规范》第6.1.1条，高压配电电气装置的保护接地电阻Rb≤4Ω，那么出现图一的接地故障时，变压器外壳及PE线上对地电位升高为Uf，Uf=Id *Rb ≤ 10x4 = 40V，小于安全电压50V，不会导致低压侧出现安全触电事故；

这就使得10kV不接地系统内发生图一的接地故障时，10kV故障回路电源侧的断路器不必切断电源，只需发出故障信号，使维护人员能在规定时间内排除故障，避免出现上级断路器跳闸而造成大面积停电事故。

发生图一故障时，10kV侧不接地系统虽然能保证不中断供电，但是非故障相L1相和L2相对地绝缘将承受√3倍相电压，因此需提高10kV系统供电元件的对地绝缘水平，导致增加供电网络的建设投资。

10kV侧采用小电阻接地方式：

随着城市用电负荷的增长，现今采用大量的埋地电缆供电，由于埋地电缆对地电容电流的增大，10kV电网的接地故障电容电流基本都超过了10A而达到数百安培。单相接地故障电弧能量的增大使单相接地故障可转化为相间短路，那么不接地系统的保障供电不中断的优点就不存在了。

因此现今城市10kV供配电系统大多采用经小电阻接地系统，在发生接地故障时由上级断路器跳闸以切断电源。如图二所示，10kV侧电源端变压器采用接地变压器经过小电阻接地。

在发生图二所示的接地故障时，故障电流经由Rb、Rb’ 和R(小电阻）返回电源，这时的故障电流就比较大，足够使上级断路器及时脱扣切断电源；因为故障及时被切除，所以变压器外壳及PE线上也不存在对地电位升高的问题。

这种接地方式能快速地切除单相接地故障，提高系统安全水平、降低人身伤亡事故。另外由于10kV电源侧采用接地变压器接地，非故障相L1相和L2相对地电压会有所升高但不会升高到相电压的√3倍，因此对10kV系统供电元件的绝缘水平等要求就大大降低了，可以减少10kV供配电系统的建设投资。

10kV侧采用消弧线圈接地方式：

DL 5449-2012 《20kV配电设计技术规定》第3.5.2条规定，当单相接地故障电容电流大于10A时、小于150A时，可采用消弧线圈接地方式，如图三所示。

当出现图三所示的L3相接地故障时，故障电流Id=Ic1 +Ic2 -Ia，因电感电流Ia与电容电流Ic方向相反，所以电感电流Ia可以抵消故障电容电流Ic，一般采用过补偿，使得Id<10A，这样故障点电弧瞬间自熄，从而防止事故扩大。变压器外壳及PE线上对地电位升高Uf与10kV侧不接地方式（图一）一致。

采用消弧线圈接地方式，利用消弧线圈的感性电流对电网的对地电容电流进行补偿，使单相接地故障电流小于10A，从而使故障点电弧可以自行熄灭，减少变压器外壳及PE线上对地电位的升高；

对瞬间单相接地故障能自动消除，提高电网的运行可靠性；在单相接地时不破坏系统对称性，系统可带故障运行一段时间，提高供电的可靠性。

来源：网络

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