諧振接地是抑制強弱電干擾的有效途徑

在現(xiàn)代社會中，IT產業(yè)的數(shù)字革命及有線通訊和無線通訊形成了密集的信息網絡。與此同時，為適應經濟社會發(fā)展和人民生活質量的提高，及對電力的需求，電網在不斷擴展延伸，變電站星羅棋布，電力電纜和架空線路密布，地上和地下構成了復雜的電力網絡。在與經濟社會、人民生活有著密切關系的強電和弱電構成了兩大網絡。隨著電網擴展、通道擁擠、相互干擾的矛盾日益突出，因而強弱電干擾與復雜的電磁環(huán)境問題引起人們的共同關注。一般來說，兩大網絡日益突出的矛盾中，電力是矛盾的主要方面。為抑制強電對弱電的電磁干擾及其所造成的危害，電網中性點必須選用適當?shù)闹行渣c接地方式，而諧振接地則是抑制電磁干擾的有效途徑。

1電網中性點接地方式

1.1電網中性點不接地

中性點不接地系指電網中性點對大地絕緣，其結構簡單、運行方便，不需要任何附加設備，適用于農村10千伏架空線路為主的輻射狀供電網絡。在電網運行中若發(fā)生單相接地故障時，流過接地故障點電流僅為電網對地的電容電流，其值很小，故稱為小電流接地系統(tǒng)。但該系統(tǒng)需裝設絕緣監(jiān)察裝置，以便及時發(fā)現(xiàn)單相接地故障，從而快速排察解除故障。

當該接地方式電網發(fā)生單相接地故障時，其接地電流很小，對通訊系統(tǒng)的干擾影響也很小。若是發(fā)生瞬間故障時一般均能自動熄弧，且非故障相電壓升高并不大，并不會破壞系統(tǒng)的對稱性，故可帶故障運行不超過2h,從而獲得排除故障時間，相應的提高供電可靠性。

1.2電網直接接地

中性點直接接地系指電網中性點直接接入大地，當電網發(fā)生單相接地故障時，就會形成單相短路，且接地電流很大，作用于斷路器自動跳開電壓，屬大電流接地系統(tǒng)，故對通訊系統(tǒng)會造成電磁干擾，影響通訊系統(tǒng)的安全運行。對通訊系統(tǒng)產生干擾的途徑是電磁耦合和地中電流傳導，當電力線與通訊線平行走向時，由于耦合作用產生感應電壓而對通訊造成干擾。并且當接地電流很大時，不僅電磁干擾后果比較嚴重，還將給供電的可靠性、設備、人身安全造成威脅。

1.3電網中性點經消弧線圈接地

中性點經消弧線圈接地系指電網中性點經感性消弧線圈接入大地，電網運行中若發(fā)生單相接地故障時，當接地電流增大到一定數(shù)值時便不能自動熄弧，而電容電流也沒有大到足以使電弧穩(wěn)定燃燒的程度，于是形成天弧與重燃的不穩(wěn)定狀態(tài)，且在健全相和故障相之間產生較高弧光放電接地過電壓，對系統(tǒng)絕緣結構薄弱點造成威脅。

據(jù)此可利用消弧線圈的電威電流對接地電容電流進行補償，以降低殘余電流值，以使通過接地故障點電流減小到能自動消弧。對瞬間性接地故障也能自動消除，對永久性接地故障也可實現(xiàn)自動跳閘斷開電源，從而減小對通訊干擾。

1.4電網中性點經電阻接地

中性點經電阻接地系指電網中性點與大地之間接入一定阻值的電阻。根據(jù)接入電阻阻值的大小可以分為高電阻接地、中電阻接地、低電阻接地。且各電阻的作用各有千秋，可視具體情況選用。

在中性點經電阻接地的電網中，其電阻與系統(tǒng)對地電容構成并聯(lián)回路，因為電阻是耗能元件，也是電容電荷釋放元件和諧振的阻尼元件，所以對防止諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓有一定優(yōu)越性。

但是當接地電阻值過小時，便容易產生單相接地電流的增大，這時不僅電磁干擾后果嚴重，而且還會給電網供電可靠性及人身、設備安全造成危害。

2強電對弱電造成的干擾原因與危害

電網運行正常時，在不發(fā)生單相接地故障的情況下，一般是不存在強電對弱電造成的電磁干擾問題。但是當電網運行中發(fā)生單相接地故障時，不同的中性點接地方式電網，對弱電系統(tǒng)的電磁干擾程度就會有明顯的不同，這表明電網中性點接地方式與其對通訊系統(tǒng)造成的干擾有著密切的關聯(lián)。

電網運行中若發(fā)生單相接地故障時，在接地點必將產生較大接地電流，該電流通過電磁耦合，靜電耦合，地中電流傳導等形式對通訊系統(tǒng)造成干擾，且干擾程度隨接地電流的大小而變化。它的主要表現(xiàn)形式為：音頻干擾、工頻干擾、接觸干擾和縱向電勢等。

電網發(fā)生單相接地故障時，若電力線與通訊線存在平行走向時，電磁耦合產生的感應電壓會對平行走向通訊系統(tǒng)造成干擾影響;或當電力線導線一相、兩相斷線后直接搭在通訊線上時，通過導線接觸從而對通訊系統(tǒng)造成干擾;或電網運行中發(fā)生中性點位移而產生較大位移電壓，通過電容耦合而對通訊系統(tǒng)造成干擾影響。

強電對弱電造成干擾危害表現(xiàn)為：輕者影響質量，電話回路中雜音增大，信息失真和誤碼率增多等;重者則危及通訊設備和人身安全。如通訊設備絕緣擊穿，機房著火，人員傷亡以及導航指揮信號錯亂或誤動而導致失誤發(fā)生事故等。

3諧振接地具有抑制干擾的作用

理論分析和實踐表明：補償單相接地故障電流，是抑制強電對弱電造成干擾的有效措施，也是實現(xiàn)電磁兼容的經濟方法。

電網中性點采用經消弧線圈接地(諧振接地)，其零序阻抗接近于無限大，單相接地故障的殘余電流較小，這必將對電磁干擾和地中電流傳導起到很好遏制作用。諧振接地電網對通訊系統(tǒng)的干擾影響主要是以靜電耦合為主，而當中性點經消弧線圈接地后，發(fā)生單相接地時產生的接地故障電流很小，因而諧振接地電網就能較好地與線路密集、覆蓋面廣的城市信息網絡實現(xiàn)電磁兼容。

因此，從保護電磁環(huán)境考慮，采用小電流接地系統(tǒng)對提高電網供電可靠性，保護人身、設備安全等方面具有一定優(yōu)越性。與此同時，諧振接地電網對抑制音頻干擾、工頻干擾、接觸干擾和縱向電勢等方面也將起到很好的作用。

3.1音頻干擾

音頻干擾系指音頻范圍內的干擾信號對通訊系統(tǒng)造成的干擾，諧振接地電網的零序阻抗是接近于無限大，即等于工頻3整數(shù)倍的干擾信號電流全部不能通過。因此音頻范圍內的干擾信號全部被阻斷，便不會對通訊系統(tǒng)產生干擾。

3.2工頻干擾

工頻干擾系指電網再正?；蚬收蠣顩r下，中性點位移電壓通過電容耦合對通訊系統(tǒng)造成的干擾。在諧振接地電網中，其電容耦合效應作用很低，故干擾作用要比電磁耦合微弱得多。與此同時，諧振接地電網正常運行時，中性點位移電壓極小，即使發(fā)生單相金屬性接地故障，其中性點位移電壓也只能升高為相電壓，因此產生的干擾作用也不大。

目前不少城網已采用微機接地保護或自動選線檢測裝置，當發(fā)生接地故障時，便能很快地檢出單相接地故障并自動作用于跳閘而斷開電源，因而對通訊系統(tǒng)干擾更少。

3.3接觸干擾

接觸干擾系指電力線一相或兩相斷線后，直接搭在通訊線路上而造成的干擾。諧振接地電網對三相對地電容的不平衡狀況非常敏感，當斷線的電力線與通訊線直接接觸時，該相對地電容大大增大，中性點位移電壓升高，類似于電網發(fā)生單相接地故障。又因諧振接地電網發(fā)生單相接地故障時，其接地故障電流很小，故對通訊系統(tǒng)造成的干擾影響不大。

3.4縱向電勢

縱向電勢系指電網發(fā)生單相接地故障后，在通訊線路上感應的縱向電勢。感應的縱向電勢大小與零序電流和兩種導線之間的互感成正比，因諧振接地電網能改變單相接地故障零序電流的分布，所以能明顯降低縱向電勢對通訊系統(tǒng)造成的危害。

電網發(fā)生的單相接地故障轉變?yōu)閮上喽搪窌r，也會引起電磁干擾，但這種故障出現(xiàn)的概率其低，因小電流接地系統(tǒng)的電網，一般裝設優(yōu)絕緣監(jiān)察裝置，當發(fā)生單相接地時，絕緣監(jiān)察裝置就動作，便對單相接地故障進行排除處理，因此發(fā)生兩相短路機會甚微。諧振接地電網發(fā)生單相接地故障時，并不破壞系統(tǒng)的對稱性，而且接地故障電流又較小，所以諧振接地電網對抑制干擾影響具有優(yōu)越性。

4結束語

在電磁環(huán)境復雜的背景下，與經濟社會、人民生活有著密切關系的兩大網絡(電力網、信息網)由于電網擴展，通道擁擠，相互干擾的矛盾日益突出。電網中性點接地方式不同，其對信息網干擾程度也不同，所以對通訊造成的電磁干擾與電網中性點接地方式密切相關。而電網中性點采用諧振接地，則是抑制電磁干擾的有效途徑。