一、装置概述

电力系统中性点的接地方式是一个技术性很强的问题，它涉及到技术、经济、等诸多方面。目前电力系统的接地方式主要分为两大类：有效接地和非有效接地。有效接地系统又分为直接接地和小电阻接地两种；非有效接地分为不接地、谐振接地和高阻接地等。

有效接地系统具有过电压水平低，单相接地故障点查找方便的优点，但其性和供电可靠性相对较差。非有效接地系统具有供电可靠性高、性好的优点，但其过电压水平较高，单相接地故障点的查找难度较大。

随着城市电网的发展，中压电网结构有了很大变化，电缆线路的比重逐年上升，出现了以电缆为主的配电网，对地电容电流剧增(许多城市配电网的对地电容电流已经超过200A)。在此情况下，采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式，在发生单相接地故障时会产生很高的过电压，持续时间长，包括工频过电压、弧光接地过电压、各种谐振过电压，其绝缘损坏后不能自行恢复，如不及时消除掉故障，容易使故障扩大。对设备绝缘和氧化锌避雷器的运行造成严重的威胁。对电网中大量的进口设备的绝缘威胁更大。

采用有效接地系统(小电阻接地系统)虽然可以快速切除故障，但存在着供电可靠性和性较差，对弱电的干扰严重，断路器的维护工作量大等问题。

本装置目的在于提供一种非线性中性点接地电阻，具有体积小、结构简单、性能稳定等特点。本装置既降低了电力系统的过电压水平，又保证了系统的供电可靠性，同时对单相接地故障选线的准确率不会产生影响。因此本装置同时兼有了中性点非有效接地和有效接地系统两者的优点。

传统技术

非有效接地系统主要有不接地、高阻接地和消弧线圈接地三种。

不接地系统主要是用在架空线路和网络较小的系统中，具有造价低、结构简单、供电可靠性和性均较高、电磁干扰较小等优点，在我国传统电网中占较大的比例，但其过电压倍数较高。随着电网规模的扩大，电缆的大量应用，接地电容电流越来越大，其在发生单相接地时，电弧不能自熄，会产生很高的过电压，已不适应现代电力发展之需要。

高阻接地比不接地系统的过电压水平稍低，目前在发电厂用电系统采用的较多，高阻主要是用来泄放谐振和单相接地的电磁能量，同时增加选线的准确率。其在发生单相接地时仍然可以维持运行一段时间，具有较高的供电可靠性和性。但仍然存在着过电压水平较高的缺陷，对接地电容电流较大的电网仍不能适应。

消弧线圈接地是针对单相接地电容电流超过10A以上的电力系统，利用电感电流补偿接地电容电流，使单相接地残流较小，延缓故障的发展，同时使接地相恢复电压的上升速度得到缓和，使接地故障在电流过零后不易重燃。该系统具有很高的供电可靠性和性。但其存在着过电压倍数高，调谐难度大，选线准确率低，组件多，结构复杂，装置自身故障率高，不利于电网的远景规划等缺点。

有效接地系统

中压电网的有效接地主要是采用小电阻接地方式。小电阻接地系统的主要优点是过电压水平较低，能够迅速查找接地故障点并对故障点进行及时切除或隔离，但却存在供电可靠性较差的缺点。

供电可靠性已成为电力系统发展水平的重要考核指标，小电阻接地系统在发生单相间隙性弧光接地或其他因素引起的短时接地时，不能熄弧，必须立即跳闸，这不仅增加了断路器的维护工作量，对生产工艺连续性较强的用户也是不适应的。不能满足现代人们的生活要求；另外其性也较差。小电阻接地系统在发生单相接地时，接地电流很大，由此形成的跨步电压较高，对接地故障点附近的人身产生很大威胁，在人们的生活和生产中，如果不慎触电，生还的概率极小。同时接地电流引起的地电位升高对低压设备的也产生严重威胁；还有对通讯的干扰严重。现在电子设备的应用是越来越广泛，其抗干扰能力很低，小电阻接地系统在发生单相接地时，其较大的接地电流对通讯线路、通讯设备以及二次线路和设备等将产生很大的干扰。

二、装置原理

本装置是以高能氧化锌压敏电阻为核心元件，经过科学的有机搭配，使每一路压敏电阻的伏安特性完全相同，再经过并联，从而构成一个巨大的非线性压敏电阻，在组装时采用特殊的散热工艺，使本装置的能容量极大，因而可以将其动作值设置在系统的相电压左右，并直接连接在系统中性点对地之间，作为系统的接地电阻使用。

因氧化锌压敏电阻具有非常优异的非线性，在系统正常运行时呈高阻状态，通过其中的电流非常小，相当于开路状态，这时系统为非有效接地方式，具有很高的供电可靠性；不论何种原因，当系统发生谐振、接地或其他原因产生过电压时，都会在系统的中性点产生较高的电压，压敏电阻立即响应，将过电压限制在设定的范围内，这时压敏电阻呈小电阻状态，相当于低阻接地，并且电流在很大的范围内变化，而压敏电阻两端的电压基本保持不变，具有优异的过电压保护性能，因此又具备了低阻接地系统的优点。

中性点非线性接地电阻的伏安特性

●系统正常运行时，中性点电压较低，达不到其动作值，相当于不接地；

●当系统发生谐振时，由于中性点电压被限制在相电压，释放了谐振能量，同时也将三相电压钳制在较低的水平，不仅保护了系统的绝缘，同时保证电压互感器的特性永远处于线性区域，呈高感抗，保证谐振不再发生，具有有效接地系统的优点；

●在系统发生间隙性弧光单相接地时，非线性中性点接地电阻将接地电荷能量吸收和泄放，同时将故障相电压限制得较低。由于氧化锌压敏电阻的响应速度极为迅速(为10s)，在许多情况下由于接地电荷能量被释放，同时故障相恢复电压较低，间隙性弧光接地故障在接地电流过零后不再重燃，能够将故障消除在初始阶段，避免了故障的进一步发展。这是目前所有接地系统以及各种消弧装置都不具备的，使系统的可靠性得到极大的提高。

●发生性接地时，中性点产生较高的电压，非线性电阻动作，将残压限制在相电压左右，非线性电阻中流过的电流较小，可以维持运行，具有较高的供电可靠性，相当于高阻接地。也可以通过选线对故障馈线进行跳闸保护，满足对故障点快速切除的要求。其低过电压和快速切除故障特性又相当于小电阻接地系统。

●由于装置的动作电压设置为系统的相电压，因此系统的过电压倍数被限制在2以下，该值是优于小电阻接地系统的。

在电力系统中，由于各种原因会产生多种过电压，作为中性点非有效接地系统将无能为力，只有通过避雷器、电抗器、电容等其他辅助手段来解决，不仅结构复杂，而且保护性能差、造价高、性也较差。而本装置却可以利用非线性电阻，通过接地来对系统中性点电压进行限制，达到将系统过电压限制在绝缘允许的范围以内。

小电阻接地系统在发生弧光接地的瞬间，通过中性点接地电阻的高频电流非常大，在接地电阻上将产生很大的压降，所以小电阻接地系统虽然可以降低工频过电压，但高频过电压的可能性仍然存在。

本装置因采用的是压敏电阻，不仅响应速度快，而且其优异的非线性伏安特性是其固有的物理特性，不论发生的是何种过电压，都可以将他限制在设定范围内，该种特性远远优于目前所采用的各种接地方式。

采用本装置后因过电压水平较低，单相接地故障发展为相间短路的概率极低，还改善了电气设备运行条件，电网可采用绝缘水平较低的电气设备。

本装置在发生单相接地时可不切除、延时切除或快速切除故障，满足各种用户不同的运行要求，具有极大的灵活性。

装置特点

●科学的原理，新颖的方法，近理想化的效果，适合于各种运行要求；

●独创全电流制约氧化锌压敏电阻的伏安特性进行配片的方法，突破能容量的限制；

●独特的散热技术，增加了装置的能量，并采用全密封工艺，保证了电阻阀片的可靠性；灵活的运行方式(单相接地时可维持运行，也可立即切除故障)，满足不同的运行要求；固定的过电压限制值，给系统绝缘提供极大的保障；电阻元件模块化，通过串并联可任意组合，满足不同电流、电压的需要；

●固体元件，寿命长，性能稳定可靠；

●多重自我保护，性高，裕量大，即使电阻元件损坏达30%，也可保证装置可靠工作；

●多重保护回路，保证系统永远不失地；

●装置由半导体元件、绝缘材料以及镀银纯铜等材料组成，耐腐蚀。

●具有自动记录动作次数、动作时间以及动作时电流和电压等参数，为系统的分析提供依据；