电流互感器为什么要接地

电流互感器接地是电力系统安全运行的基石性措施。其核心目的在于保障人身与设备安全、确保测量和保护系统的准确可靠。通过将互感器二次侧一点接地，可有效限制因绝缘损坏在二次回路出现的高电压，防止电击事故。同时，该措施能有效抑制电磁干扰，为继电保护装置提供稳定参考电位，避免保护误动或拒动，从而构筑起电力系统稳定运行的关键防线。

       安全防护的首要屏障：防止高压窜入低压侧

       电流互感器作为电力系统中的关键设备，其核心作用是将一次侧的大电流按比例转换为二次侧的小电流，以供测量仪表、继电保护装置等使用。在一次侧与二次侧之间，依靠绝缘材料进行电气隔离。然而，在长期运行过程中，绝缘材料会因电、热、机械应力以及环境因素（如潮湿、污秽）的影响而逐渐老化，存在被击穿的风险。一旦一次侧的高压（可能高达数千甚至数万伏）击穿绝缘，窜入原本为低电压等级的二次回路，将直接威胁到现场操作人员的人身安全，并可能烧毁精密的测量和保护设备。通过将电流互感器的二次侧进行可靠接地，人为地为意外出现的高电压提供一个阻抗极低的泄放通道。当高压窜入时，巨大的电流将迅速经接地线导入大地，使得二次回路对地电压被限制在安全范围内，从而筑起了第一道安全防线。

       构建稳定的参考电位基准

       在电气测量系统中，一个稳定、统一的参考电位点至关重要，这个点通常就是我们所说的“地电位”。电流互感器的二次回路连接着多个设备，如电流表、电能表、保护继电器等。如果二次回路不接地，那么这些设备所测量的电压信号将以各自不同的、浮动的电位作为参考，导致测量结果失真，无法真实反映一次电流的幅值和相位。通过将电流互感器二次侧的一个指定点（通常规定为S2端）进行接地，就等于为整个二次回路的所有设备建立了一个公共的、稳定的零电位参考点。这确保了所有测量和采样数据基于同一基准，极大地提高了测量的准确性和一致性，为系统的精确控制和能量计量提供了基础保障。

       保障继电保护装置的正确动作

       继电保护是电力系统的“神经网络”，其动作的可靠性直接关系到电网的安全稳定。许多保护原理，如差动保护、距离保护等，其正确逻辑的判断依赖于电流相位的精确比较。若电流互感器二次回路不接地，由于分布电容和电磁感应的影响，回路中可能产生悬浮电位，引入额外的相位误差，导致保护装置误判。例如，在变压器差动保护中，若两侧电流互感器的二次回路电位基准不一致，即使一次侧电流正常，也可能在差动回路中产生不平衡电流，严重时会引起保护误动，造成不必要的停电。可靠的接地消除了电位浮动，确保了电流相位信息的真实性，是保护装置能够准确区分区内故障和区外故障、迅速切除故障元件的先决条件。

       有效抑制静电感应与电磁干扰

       电力系统现场环境复杂，二次控制电缆往往与一次高压电缆并行敷设较长的距离。高压导线周围存在强烈的交变电场和磁场。二次电缆的芯线与其屏蔽层之间会形成分布电容，在高压电场作用下，通过电容耦合会产生静电感应电压。同时，变化的磁场也会在二次回路中感应出电动势。这些感应产生的干扰信号会叠加在有用的电流信号上，轻则导致测量数据跳动、不准，重则可能使敏感的微机保护装置采样出错，引发异常动作。将电流互感器二次侧接地，并将电缆的屏蔽层两端可靠接地，可以为这些高频的干扰信号提供良好的泄放路径，使其被短路入地，从而显著净化二次回路中的信号质量，提升整个系统的电磁兼容性。

       防止电容电流累积引发过电压

       电流互感器的一次绕组和二次绕组之间，以及绕组与铁芯、外壳之间都存在着分布电容。在交流系统运行时，电压会通过这些分布电容产生电容电流。对于一个对地绝缘（即不接地）的二次回路，这些微小的电容电流无处泄漏，会逐渐对回路的对地电容进行充电。在特定条件下，例如系统操作过电压或谐振时，这种电荷累积效应可能使二次回路对地电位异常升高，达到足以损坏二次设备绝缘的水平。接地措施为这些电容电流提供了一个持续的、低阻抗的释放通道，避免了静电荷的积累，将二次回路的对地电位始终钳制在接近地电位的安全水平。

       落实“一点接地”的核心原则

       接地的重要性毋庸置疑，但如何接地同样关键。电力系统安全规程中明确要求，电流互感器的二次回路必须有且只能有一个接地点。这是因为如果存在两个或以上的接地点（即“多点接地”），当系统发生接地故障时，大地中流过的故障电流会在大地电阻上产生电位差。这个电位差会直接施加在二次回路中，形成一个额外的环流。这个环流会严重干扰正常的测量电流，导致保护装置测量到的电流值与实际一次电流不符，极有可能造成保护误动。因此，在设计和施工中，必须确保从一组电流互感器的二次绕组引出的所有回路，只在预定的一点（通常在配电装置现场或保护屏柜内）可靠接地。

       区分不同电压等级的接地要求

       在不同电压等级的变电站中，对电流互感器接地的具体要求和细节也有所不同。例如，在超高压和特高压变电站中，由于一次系统电压极高，电磁干扰和过电压问题更为突出，对接地网的接地电阻、接地线的截面和敷设方式都有更严格的规定。通常要求在主控室或保护屏柜内设置统一的二次接地铜排，所有二次回路的接地点都集中于此，并与主接地网可靠连接。而对于低压配电系统，虽然原则相同，但实施细节可能相对简化。理解这些差异，有助于根据具体应用场景，正确执行接地措施。

       接地不良引发的典型故障分析

       实际运行中，因电流互感器接地不良或错误引发的故障屡见不鲜。常见的案例包括：接地线虚接、松动或断裂，导致接地失效；由于疏忽在回路中形成多点接地；接地点的位置选择不当，引入了地电位差干扰。这些缺陷可能导致保护装置在系统正常运行时无故跳闸（误动），或在发生故障时拒绝动作（拒动），这两种情况都会对电力系统造成严重冲击。通过定期的预防性试验，如测量二次回路绝缘电阻和接地电阻，可以及时发现并消除这些隐患。

       接地与等电位连接的协同作用

       在现代变电站中，接地不仅仅是将一个点连接到接地极那么简单。它通常与等电位连接系统相结合。即将控制室内的所有保护屏柜、通信设备、电缆屏蔽层等金属外壳，通过粗大的铜排连接成一个整体的等电位网，然后再一点接入主接地网。这样做的好处是，即使地网因故障电流流过而出现瞬时电位升高，站内所有二次设备的外壳和参考地电位也将同步升高，它们之间的相对电位差几乎为零，从而避免了因地电位升高对设备造成的反击过电压损坏。

       遵循国家与行业标准的强制性规定

       电流互感器二次侧必须接地是写入国家及行业强制性标准的硬性要求。例如，在国家标准《电气装置安装工程 盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》和电力行业标准《继电保护和安全自动装置技术规程》中，均有明确条款规定。这些规定是无数电力工作者经验和教训的总结，具有法律效力。严格遵守这些标准，是确保电力工程质量和运行安全的最低底线，任何个人和组织都不得以任何理由违背。

       接地电阻的严格要求与测试

       接地效果的好坏，直接由接地电阻的大小来衡量。接地电阻值必须足够小，以确保在故障时能迅速泄放电流，且不至于产生过高的接触电压和跨步电压。相关标准对不同类型接地网的接地电阻最大值有明确规定。在工程投运前和定期检修时，必须使用专用的接地电阻测试仪进行测量，确保其符合要求。接地装置的连接部位应牢固、防腐蚀，接地线应有足够的机械强度和热稳定性。

       运维检修中的接地检查要点

       对于运行维护人员而言，电流互感器接地的检查是日常巡视和定期检修的重要内容。检查要点包括：目视检查接地线有无断股、锈蚀、松动；连接螺栓是否紧固；接地点的位置是否正确，是否满足“一点接地”原则；在停电检修时，需使用摇表测量二次回路对地绝缘电阻，以及测量接地导通电阻，确保接地通路良好。建立清晰的接地系统图纸和台账，对每次检查测量结果进行记录比对，是发现隐患发展趋势的有效手段。

       新旧标准与技术的发展演变

       随着电力系统技术的发展和人们对安全认识的深化，关于电流互感器接地的标准和实践也在不断演进。例如，早期可能更侧重于基本的保安接地，而现代标准则更加强调电磁兼容和等电位连接。数字化变电站中电子式互感器的应用，其接地要求与传统电磁式互感器有所不同。因此，技术人员需要持续学习，了解最新标准规范，确保设计和运维工作与时俱进。

       不同接线方式下的接地考量

       电流互感器的二次绕组有多种接线方式，如完全星形接线、不完全星形接线、三角形接线等。在不同的接线方式下，接地点的选择需要具体分析。基本原则依然是保证“一点接地”，但接地点应选择在能使所有设备都获得稳定公共参考电位的位置。例如，在星形接线中，通常选择中性点接地；在三角形接线中，则通常选择某一相接地（但需注意其对保护逻辑的影响）。

       总结：接地是系统工程的安全基石

       综上所述，电流互感器的接地绝非一个可有可无的“附属”措施，而是贯穿于设计、施工、调试、运维全过程的系统性安全工程。它集安全保护、信号基准、抗干扰等功能于一身，是确保电力系统测量准确性、保护可靠性、运行稳定性的基石。深刻理解其原理，严格遵守规程，细致做好每一个环节，才能真正确保电网这座现代文明大厦的坚固与安宁。