电气设备接地：必要性与方式

包括厂用电系统设备、直流系统设备、通信系统设备、接地系统等。

1.厂用电系统设备

（1）高压厂用变压器。一般水电站厂用电的主供电源由本水电站提供，外来电源用作备用电源。其发电机电压等级为6.3kV、10.5kV、13.8kV、15.75kV、18kV、20kV。

厂用高压开关柜的额定电压是6.3kV、10.5kV。

从发电机电压变为高压开关柜电压要使用高压厂用变压器。它将电压从10.5kV、13.8kV、15.75kV、18kV、20kV 降为6.3kV 或10.5kV。此电压等级（6.3kV 或10.5kV）的负荷可以直接从高压开关柜上引接。

（2）低压厂用变压器。因为厂用电系统设备大部分只能使用0.4kV（380V/220V）的电压，所以要用低压厂用变压器。它的高压侧接10.5kV或6.3kV高压开关柜引来的电缆；它的低压侧接于400V低压开关柜。众多的低压厂用电系统设备可从400V 低压开关柜上接线。

2.直流系统设备

给直流操作、保护、控制、监测设备供电和供给事故照明用的直流电源设备称为直流设备。如整流装置、蓄电池等。

水电站使用的蓄电池组大多数是220V，共有130 个蓄电池。其中88个为基本电池，其他为端电池。大电站使用固定铅酸蓄电池，该电池寿命长，可达20年，但运行及维护麻烦。地下电站可用固定防爆型铅酸蓄电池，它安装起来比较简单。小电站或变电站可以用汽车蓄电池，它虽然寿命短（只有5～6年），但维护方便。

对于蓄电池的充电和浮充电设备，旧式是使用交流电动机/发电机组。新式则用硅整流器或可控硅整流器（浮充稳压电源）。

端电池调整器一般放于中控室内。根据直流电压变化，及时调整端电池接入数目，使其稳定在220V。调整方法可自动，使用PK—4 型盘；可手动，使用PK—2型盘。

蓄电池系统的其他设备还有直流屏KP—1 型、多块（直流负荷屏）抽风设备、电加热设备（封闭型）、储酸室等。另外，对房建、照明均有特殊要求。

3.通信系统设备

（1）生产管理通信设备。水电站的生产、管理系统采用程控通信方式。近年来发展的移动式通信（如微蜂窝、微微蜂窝通信等）也得到了广泛使用。微微蜂窝通信包括以下装置：微微蜂窝调度交换机、基站控制器、天馈线、基站收发天线、调度台、微微蜂窝基站等设施。

（2）生产调度通信设备。现代化大型水电站的程控交换机分为行政交换机和调度交换机。调度交换机又分为电站内部的生产调度交换机和电力系统调度交换机。

电厂内部生产调度交换机主要提供电厂中控室值班员与电厂各运行车间运行、维护、检修人员的通信联系。电力系统调度交换机是解决电厂同整个电力系统的联络用的。

（3）载波通信。将话音及有关信息用电力线路来传输的方式叫载波通信。它采用相—相耦合方式（或相—地耦合方式）。电力载波机主要由滤波单元、收发信单元、调制解调单元、保护复用单元、音频单元及电源等部分组成。关于要配套使用的高频阻波器、耦合电容器、结合滤波器等，属于变电站内高压电气设备，他们的设备费、安装费均应进入变电站高压电气设备项目内解决。

此种通信方式的优点是距离长、质量好、保密性好；缺点是当线路处于故障情况下（如断线、接地）时将无法使用它。(www.xing528.com)

（4）微波通信。它是利用微波频段内的无线电波把待传递的信息从一地传送到另一地的一种无线通信方式，微波通信具有同时传送电话、电报、录像、数据等多种形式信息的功能。

按照所采用的中继方式（接力方式）不同，微波通信又可分为微波中继通信、卫星微波通信和散射微波通信。

1）微波中继通信。由于微波在空中是直线传播，要利用微波作远距离通信，必须在两地间每隔50km左右设置一个微波中继转接站。各微波中继转接站把接收到前一站的微波信号加以放大处理后，再转到下一站去（相邻两个中继站之间不允许有障碍物），直到收信终端为止。这种通信方式称微波中继通信。

2）卫星微波通信。为尽量增加相邻两个微波站之间的通信距离，减少中继转接站数量，可以把微波塔尽量架高，或将中继转接站悬挂在高空，可用人造地球同步卫星来实现。从卫星到地面的覆盖面积约占整个地球表面积的1/3，一次跨越的最大通信距离长达1.8万km。只要在此覆盖区内，任何两地间的地面微波站都可以借助卫星这个中继转接站进行通信。由于卫星通信使用的无线电波频率也属于微波频段，所以卫星微波通信是一种特殊的微波中继通信。

3）散射微波通信。利用大气对流层中不均匀性结构而使微波射束产生散射所组成的一种无线通信方式。所以散射微波通信实际上也属于一种特殊的微波中继通信。

（5）光纤通信。它是使光在一种特殊的光导纤维中传送信息的一种新的通信方式，属有线方式的光通信。

光纤通信抗干扰力强，线路架设方便，制造光导纤维的玻璃材料资源丰富，通信容量很大，十分有利于数字和图像传输，是近年来具有广阔发展前景的新技术。

4.接地系统

将电气设备的某些部分用导体（接地线）与埋设在土壤中或水中的金属导体（接地体或接地极）相连接。直接与大地或水接触的金属导体或金属导体组，称为接地体或接地极。

电气设备接地部分与接地体连接用的金属导体，称为接地线。接地线和接地体之总和，称为接地装置。接地装置是用来保护人身和设备安全的，可分为保护接地、工作接地、防雷接地和防静电接地四种。

保护接地又称安全接地。当电气设备的绝缘发生损坏时，其金属外壳或架构可能带电。为了防止人身碰及时引起触电，必须将电气设备的金属外壳或架构接地。工作接地是电气设备因为正常工作或排除故障的需要，将电路中的某一点接地。例如，110kV及以上电压的电力系统中将部分变压器中性点接地。防雷接地是为了使雷电流泄入大地而将防雷设备接地。例如避雷针、避雷线和避雷器的接地等。防静电接地是为了防止静电危险影响而设的接地。如运油车、储油罐和输油管道的接地等。

对水电站而言，接地系统由两部分组成：一是用于直击雷电流扩散的“主接地”系统。它可将厂房顶部的避雷带或变电站避雷针上的直击雷电流迅速扩散到土壤或水中。主接地系统的安装要求较高。另一部分是“安全接地”，即把厂内、外所有设备的外壳和支架通过接地线互相连接，形成安全接地网。两部分接地网之间可互联，形成完整的接地系统。

电气设备的带电部分，偶尔与结构部分或直接与大地发生电气连接，称为接地短路。经接地短路点流入地中的电流，称为接地短路电流。接地体的对地电阻和接地线电阻的总和，称为接地装置的接地电阻。

在我国，规定电压为1kV以上大接地短路电流系统的电气设备，其接地装置的接地电阻，在一年四季中，一般不应大于0.5Ω；对于高土壤电阻率地区，接地电阻允许提高，但不应超过5Ω。若接地装置的工频电位升高超过2kV，则应按接地规程的规定对电站作好相应均压和隔离措施。

在《水力发电设备安装工程概算定额》［1997］中，接地装置子目适用于全厂接地系统和其他独立接地系统的制作安装及接地电阻测量等工作量。设备接地不包括在本项下，而应包括在相应设备的安装费中，避雷塔架（避雷针体除外）的制作、安装也不包括在本项下。

本项下的未计价装置性材料为接地极、接地母线和避雷针等。