浅析母线电磁感应电压的计算及应用

时间：2019年10月21日

来源：网络

编辑：佚名

在常规220kV变电站中，220kV及110kV一般采用屋外管母中型配电装置，当母线停电检修时，为保证检修人员在检修母线时的安全，在配电装置每段母线上宜装设接地刀闸，接地刀闸装设数量主要由作用在母线上的电磁感应电压确定。作用在停电检修母线上的电磁感应电压可分为两类：

1)长期的电磁感应电压，是由运行中的母线通过正常负荷电流产生的，作用是长时间连续的。

2)瞬时电磁感应电压，是当运行中工作母线(包括由它供电的送电线路)发生三相或单相接地短路故障造成的，作用是瞬时的。

2．母线电磁感应电压的计算

假设两组平行母线如图1所示，其中母线I运行，母线II停电检修。三相母线分别为A1、B1、C1 和A2、B2、C2 。由于两母线之间的电磁耦合，母线II上将出现电

磁感应电压。

图1 两组平行母线

由图l可以看出，C1 相与A2相的距离最近，当C1 相的电流最大时，在A2母线上产生的电磁感应电压最高，其值为：

（1）

（2）

式中，相母线的电磁感应电压(V／m)；

I——母线I中的三相负荷电流或短路电流(A)；

——母线II中A2相对母线I中C1（A1、B1）相单位长度的平均互感抗(Ω／m)；

——平行母线的长度(m)；

D——两组母线间距(m)。

在直接接地系统中，当母线I中C1相发生单相接地短路时，A2相母线上的瞬时感应电压最为严重，在忽略正常负荷的感应电压时，其值为：

（3）

3．母线接地开关或接地器安装数量和间距的确定

1)按长期电磁感应电压计算

电力系统实用作业的带电工具，其安全电压为12～36V。当高空作业时，除了确保人身不发生触电事故外，还应防止作业人员因麻电失控而造成高空摔跌事故。故此，长期电磁耦合电压须控制在不超过12V。由此可得出两接地开关之间的距离为：

（4）

接地开关距离母线端部的距离为：

（5）

2)瞬时电磁感应电压计算

根据人体心脏对能量的允许承受限度，高空作业人员所能承受的瞬态电击的能量，除确保检修人员的生命安全外，还要防止二次事故的发生，应留有足够的安全裕度。因此，要考虑电击时间为实际电压持续时间(即继电保护和断路器动作时间之和)的两倍，以增加安全裕度。由此可得到通过人体的允许电流为：

(6)

取人体电阻R0平均值为l250Ω，则母线瞬时电磁感应的允许电压为：

(7)

两接地开关间的距离为：

(8)

接地开关距离母线端部的距离为：

(9)

4．结论

综上所述，母线上接地开关的安装位置和数量，应通过对母线上电磁感应电压计算，并考虑电网的发展进行合理配置，以满足系统安全，设备及母线检修人身安全需要。

大家可以参考《电气一次设计手册》P574，把这个概念吃透，做题目应该没有问题，实际设计中主要是考虑接地刀闸的间距的计算。

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