Wat zijn de aardingsmethoden voor hoogspanningsschakelaars?

Het aarden van hoog-spanningsschakelaars is een meer-gelaagd systeemtechnisch project. Om de veiligheid van het energiesysteem en de operators te garanderen, combineert het doorgaans functionele en veiligheidseisen. In praktische toepassingen worden vaak de volgende methoden gebruikt:

I. Aardingsmethoden voor neutrale punten van het systeem

1. Niet-geaard neutraal punt: Het neutrale punt is geïsoleerd van aarde. In het geval van een enkel- aardfout is de foutstroom erg klein en blijft de drie- lijnspanning symmetrisch, waardoor werking met een fout gedurende 1-2 uur mogelijk is. Wordt voornamelijk gebruikt in 6-10 kV-systemen met een capacitieve stroom van minder dan 10 A, zoals elektriciteitsnetten in de industrie en de mijnbouw en op het platteland.

2. Neutraal punt geaard via een boogonderdrukkingsspoel: In het geval van een enkele- aardfout compenseert de inductieve stroom de capacitieve stroom, waardoor het opnieuw ontsteken van de boog wordt onderdrukt. Wordt voornamelijk gebruikt in systemen met een capacitieve stroom tussen 10A-30A of hoger en hoge eisen aan de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening, zoals grote elektriciteitsnetten in de industrie, de mijnbouw en stedelijke distributienetwerken.

3. Neutraal punt geaard via een kleine weerstand: beperkt de overspanning, maakt grotere foutstromen mogelijk en maakt het snel uitschakelen van beveiligingscircuits mogelijk. Wordt voornamelijk gebruikt in systemen met grote capacitieve stromen of die gevoelig zijn voor overspanningsniveaus, zoals stedelijke elektriciteitsnetten die worden gedomineerd door kabellijnen en hulpstroomcentrales.

4. Directe neutrale aarding: Directe neutrale aarding resulteert in een kortsluiting in een- fase bij een aardfout in een- fase, waardoor het beveiligingssysteem onmiddellijk wordt uitgeschakeld. Deze methode wordt voornamelijk gebruikt in hoogspanningssystemen van 110 kV en hoger, en wordt zelden gebruikt in 3-35 kV middenspannings-schakelapparatuur, behalve in laagspanningssystemen van 400 V.

II. Apparatuur (behuizing en kast) Beschermende aardingsmethoden

1. Hoofdaardingsrail (PE-lijn): Er is een koperen aardingsrail geïnstalleerd in de schakelapparatuur, met een dwarsdoorsnede die voldoet aan de vereisten voor thermische stabiliteit (doorgaans groter dan of gelijk aan 30×4 mm² of groter).

Alle metalen behuizingen, deuren, scheidingswanden, handkarframes en aardingsklemmen voor secundaire circuits zijn op deze rail aangesloten met behulp van een geel-groene tweekleurige draad.

2. Gecombineerde aarding (TN-S-systeem): De aardingsrail van de schakelinstallatie is verbonden met het hoofdaardingsnet van het onderstation en vormt een equipotentiaalverbinding. Tegelijkertijd worden het neutrale punt (N-lijn) en de beschermende aarde (PE-lijn) gescheiden aan de laag-zijde van de transformator, met daarna volledige isolatie-isolatie.

3. Aardingsschakelaar Handmatige/elektrische aardingsschakelaars worden gewoonlijk geïnstalleerd aan de uitgaande lijn- of railzijde van schakelapparatuur. Deze worden gebruikt om de lijnen kort te sluiten- en te aarden tijdens onderhoud om terugvoeding of elektrostatische inductie te voorkomen. Hun werking moet mechanisch of elektrisch zijn vergrendeld met de stroomonderbreker en scheider (vijf-proof).

III. Aardingsmethoden per functie

1. Beschermende aarding: Verbindt de normaal niet-geactiveerde metalen behuizing of het frame van de apparatuur met de aarde om ongelukken met elektrische schokken veroorzaakt door defecte isolatie te voorkomen.

2. Functionele aarding: Biedt een stabiel nul- potentiaalreferentiepunt voor het voedingssysteem om een ​​normale werking van het systeem te garanderen.

3. Bliksembeveiliging Aarding: Biedt een pad waar bliksemstroom naar de aarde kan wegvloeien, waardoor schade aan apparatuur door blikseminslag-overspanning wordt voorkomen.

4. Anti-statische aarding: Voorkomt de accumulatie van statische lading en elimineert de gevaren van statische vonken voor elektronische componenten en ontvlambare en explosieve omgevingen.

5. Afscherming Aarding: Elimineert elektromagnetische interferentie en zorgt voor de normale werking van elektronische apparatuur en communicatiesystemen.

IV. Speciale aardingsmethoden

1. Aarding met hoge- weerstand: zeldzaam, wordt gebruikt om de overspanning bij boogaarding te beperken, maar de foutstroom is extreem klein (minder dan of gelijk aan 10 A), waardoor bescherming met hoge- gevoeligheid vereist is.

2. Aarding van niet-geaarde systemen via boogonderdrukkingskast: een boogonderdrukkingskast (met daarin een vacuümschakelaar en hoogspanningsweerstand) wordt op de rail geïnstalleerd om kunstmatig een metalen aarding te creëren om de boog te doven, maar dit brengt bepaalde risico's met zich mee en wordt in de moderne techniek zelden aanbevolen.