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谐振接地是抑制强弱电干扰

在现代社会中,IT产业的数字革命及有线通讯和无线通讯形成了密集的信息网络。与此同时,为习惯经济社会发展和人民生活质量的提高,及对电力的需求,电网在不断扩展延伸,变电站星罗棋布,电力电缆和架空线路密布,地上和地下构成了杂乱的电力网络。在与经济社会、人民生活有着密切关系的强电和弱电构成了两大网络。随着电网扩展、通道拥堵、相互搅扰的对立日益突出,因而强弱电搅扰与杂乱的电磁环境问题引起人们的共同关注。一般来说,两大网络日益突出的对立中,电力是对立的主要方面。为按捺强电对弱电的电磁搅扰及其所形成的损害,电网中性点须选用适当的中性点接地方法,而谐振接地则是按捺电磁搅扰的有效途径。
  
  1电网中性点接地方法
  
  1.1电网中性点不接地
  
  中性点不接地系指电网中性点对大地绝缘,其结构简单、运行便利,不需要任何附加设备,适用于乡村10千伏架空线路为主的辐射状供电网络。在电网运行中若发作单相接地毛病时,流过接地毛病点电流仅为电网对地的电容电流,其值很小,故称为小电流接地体系。但该体系需装设绝缘督查设备,以便及时发现单相接地毛病,然后快速排察解除毛病。
  
  当该接地方法电网发作单相接地毛病时,其接地电流很小,对通讯体系的搅扰影响也很小。若是发作瞬间毛病时一般均能主动熄弧,且非毛病相电压升高并不大,并不会损坏体系的对称性,故可带毛病运行不超过2h,然后获得排除毛病时间,相应的提高供电可靠性。
  
  1.2电网直接接地
  
  中性点直接接地系指电网中性点直接接入大地,当电网发作单相接地毛病时,就会形成单相短路,且接地电流很大,效果于断路器主动跳开电压,属大电流接地体系,故对通讯体系会形成电磁搅扰,影响通讯体系的安全运行。对通讯体系发作搅扰的途径是电磁耦合和地中电流传导,当电力线与通讯线平行走向时,由于耦合效果发作感应电压而对通讯形成搅扰。并且当接地电流很大时,不仅电磁搅扰后果比较严重,还将给供电的可靠性、设备、人身安全形成威胁。
  
  1.3电网中性点经消弧线圈接地
  
  中性点经消弧线圈接地系指电网中性点经感性消弧线圈接入大地,电网运行中若发作单相接地毛病时,当接地电流增大到一定数值时便不能主动熄弧,而电容电流也没有大到足以使电弧稳定燃烧的程度,于是形成天弧与重燃的不稳定状态,且在健全相和毛病相之间发作较高弧光放电接地过电压,对体系绝缘结构薄弱点形成威胁。
  
  据此可利用消弧线圈的电威电流对接地电容电流进行补偿,以降低残余电流值,以使经过接地毛病点电流减小到能主动消弧。对瞬间性接地毛病也能主动消除,对长久性接地毛病也可实现主动跳闸断开电源,然后减小对通讯搅扰。
  
  1.4电网中性点经电阻接地
  
  中性点经电阻接地系指电网中性点与大地之间接入一定阻值的电阻。根据接入电阻阻值的巨细可以分为高电阻接地、中电阻接地、低电阻接地。且各电阻的效果各有千秋,可视具体情况选用。
  
  在中性点经电阻接地的电网中,其电阻与体系对地电容构成并联回路,因为电阻是耗能元件,也是电容电荷开释元件和谐振的阻尼元件,所以对防止谐振过电压和间歇性电弧接地过电压有一定优越性。
  
  但是当接地电阻值过小时,便容易发作单相接地电流的增大,这时不仅电磁搅扰后果严重,而且还会给电网供电可靠性及人身、设备安全形成损害。
  
  2强电对弱电形成的搅扰原因与损害
  
  电网运行正常时,在不发作单相接地毛病的情况下,一般是不存在强电对弱电形成的电磁搅扰问题。但是当电网运行中发作单相接地毛病时,不同的中性点接地方法电网,对弱电体系的电磁搅扰程度就会有明显的不同,这表明电网中性点接地方法与其对通讯体系形成的搅扰有着密切的关联。
  
  电网运行中若发作单相接地毛病时,在接地点必将发作较大接地电流,该电流经过电磁耦合,静电耦合,地中电流传导等形式对通讯体系形成搅扰,且搅扰程度随接地电流的巨细而改动。它的主要表现形式为:音频搅扰、工频搅扰、触摸搅扰和纵向电势等。
  
  电网发作单相接地毛病时,若电力线与通讯线存在平行走向时,电磁耦合发作的感应电压会对平行走向通讯体系形成搅扰影响;或当电力线导线一相、两相断线后直接搭在通讯线上时,经过导线触摸然后对通讯体系形成搅扰;或电网运行中发作中性点位移而发作较大位移电压,经过电容耦合而对通讯体系形成搅扰影响。
  
  强电对弱电形成搅扰损害表现为:轻者影响质量,电话回路中杂音增大,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。如通讯设备绝缘击穿,机房着火,人员伤亡以及导航指挥信号错乱或误动而导致失误发作事故等。
  
  3谐振接地具有按捺搅扰的效果
  
  理论分析和实践表明:补偿单相接地毛病电流,是按捺强电对弱电形成搅扰的有效措施,也是实现电磁兼容的经济方法。
  
  电网中性点选用经消弧线圈接地(谐振接地),其零序阻抗接近于无限大,单相接地毛病的残余电流较小,这必将对电磁搅扰和地中电流传导起到很好遏制效果。谐振接地电网对通讯体系的搅扰影响主要是以静电耦合为主,而当中性点经消弧线圈接地后,发作单相接地时发作的接地毛病电流很小,因而谐振接地电网就能较好地与线路密集、覆盖面广的城市信息网络实现电磁兼容。
  
  因而,从保护电磁环境考虑,选用小电流接地体系对提高电网供电可靠性,保护人身、设备安全等方面具有一定优越性。与此同时,谐振接地电网对按捺音频搅扰、工频搅扰、触摸搅扰和纵向电势等方面也将起到很好的效果。
  
  3.1音频搅扰
  
  音频搅扰系指音频范围内的搅扰信号对通讯体系形成的搅扰,谐振接地电网的零序阻抗是接近于无限大,即等于工频3整数倍的搅扰信号电流悉数不能经过。因而音频范围内的搅扰信号悉数被阻断,便不会对通讯体系发作搅扰。
  
  3.2工频搅扰
  
  工频搅扰系指电网再正常或毛病状况下,中性点位移电压经过电容耦合对通讯体系形成的搅扰。在谐振接地电网中,其电容耦合效应效果很低,故搅扰效果要比电磁耦合微弱得多。与此同时,谐振接地电网正常运行时,中性点位移电压极小,即使发作单相金属性接地毛病,其中性点位移电压也只能升高为相电压,因而发作的搅扰效果也不大。
  
  目前不少城网已选用微机接地保护或主动选线检测设备,当发作接地毛病时,便能很快地检出单相接地毛病并主动效果于跳闸而断开电源,因而对通讯体系搅扰更少。
  
  3.3触摸搅扰
  
  触摸搅扰系指电力线一相或两相断线后,直接搭在通讯线路上而形成的搅扰。谐振接地电网对三相对地电容的不平衡状况十分敏感,当断线的电力线与通讯线直接触摸时,该相对地电容大大增大,中性点位移电压升高,类似于电网发作单相接地毛病。又因谐振接地电网发作单相接地毛病时,其接地毛病电流很小,故对通讯体系形成的搅扰影响不大。
  
  3.4纵向电势
  
  纵向电势系指电网发作单相接地毛病后,在通讯线路上感应的纵向电势。感应的纵向电势巨细与零序电流和两种导线之间的互感成正比,因谐振接地电网能改动单相接地毛病零序电流的分布,所以能明显降低纵向电势对通讯体系形成的损害。
  
  电网发作的单相接地毛病转变为两相短路时,也会引起电磁搅扰,但这种毛病出现的概率其低,因小电流接地体系的电网,一般装设优绝缘督查设备,当发作单相接地时,绝缘督查设备就动作,便对单相接地毛病进行排除处理,因而发作两相短路时机甚微。谐振接地电网发作单相接地毛病时,并不损坏体系的对称性,而且接地毛病电流又较小,所以谐振接地电网对按捺搅扰影响具有优越性。
  
  4结束语
  
  在电磁环境杂乱的背景下,与经济社会、人民生活有着密切关系的两大网络(电力网、信息网)由于电网扩展,通道拥堵,相互搅扰的对立日益突出。电网中性点接地方法不同,其对信息网搅扰程度也不同,所以对通讯形成的电磁搅扰与电网中性点接地方法密切相关。而电网中性点选用谐振接地,则是按捺电磁搅扰的有效途径。

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