配電變壓器的接地分析

1、文檔編碼 : CZ6S1B2Q6O1 HY9C6T1O4S10 ZG4D2E6Y4B6配電變壓器及斷路器的接地分析1 配電變壓器防雷接線配電變壓器防雷接線見圖 1；圖 1 配電變壓器防雷、工作、愛惜共同接地1.1 關(guān)于接地電阻的規(guī)定三點共同接地就意味著防雷接地（高壓避雷器）、愛惜接地（外殼）和工作接地（低壓中性點） 共用一個接地裝置,其接地電阻應(yīng)中意三者之中的最小值,其中防雷接地一般規(guī)定小于 10 ,但要有垂直接地極,以利散流；低壓工作接地一般應(yīng)小于 4 ；因而接地電阻主要取決于高壓側(cè)對地?fù)舸r的愛惜接地,一般情形下配電變壓器都是向 B 類建筑物供電的,標(biāo)準(zhǔn)上有規(guī)定,只有當(dāng)愛惜接地的接地電阻R

2、50/I 時,高壓側(cè)防雷及愛惜接地才能與低壓側(cè)工作接地共用一個接地裝置；反過來說,假照實行三點共同接地,就R50/I 時,其中I為高壓系統(tǒng)的單相接地電流；對不接地系統(tǒng),I 為系統(tǒng)的電容電流,對消弧線圈接地系統(tǒng),I 為故障點的殘流；中,假如按上述運(yùn)算結(jié)果大于4 ,就由低壓工作接地要求,不得大于4 ；公式 R50/I50 為低系統(tǒng)的安全電壓,即高壓側(cè)對外殼單相接地時,接地電流流過接地裝置的壓降不得超過 50 V ；而 10 kV 系統(tǒng)中的電容電流差別很大,有的不足10 A ,有的高達(dá)上百安或數(shù)百安,所以配電變壓器三點共同接地時,要依據(jù)所在高壓系統(tǒng)的情形來確定接地裝置的接地電阻,不能籠統(tǒng)地規(guī)定 4

3、或 10 ；由于接地電阻大小與系統(tǒng)單相接地電流有關(guān),與配變?nèi)萘坎o關(guān),所以現(xiàn)場規(guī)程的說法沒有道理；有的資料認(rèn)為,當(dāng)?shù)蛪汗ぷ鹘拥貑为?dú)另設(shè)時,100 kVA 以下的配電變壓器的低壓側(cè)工作接地電阻,可放寬到10 ,緣由是變壓器小,內(nèi)阻抗大,限制了接地電流,也就限制了地電位的上升；（這說明白為什么夏天測三相不平穩(wěn)電流零序電流為什么這么大；緣由：在于我們選錯了測量點,測量的是接地扁鐵,其中含有電容電流；正確的測量點在變壓器低壓零序樁頭與變壓器外殼接地（愛惜接地）連接點之間）1.2 關(guān)于共同接地的接地方式除圖 1 的方式外,施工中仍會顯現(xiàn)其它接地方式,見圖 2、3；圖 2 施工中常用的接地方式圖 3 施工

4、中常用接地方式三種方式中都是共同接地的,接受哪種方式為好,現(xiàn)分析如下；高壓側(cè)避雷器的作用是用來愛惜變壓器高壓線圈與外殼之間的絕緣,按圖 2 的接法,高壓線圈與外殼之間承擔(dān)的電壓除避雷器殘壓外,仍增加了接地引下線的電感、電阻上的壓降,這個壓降在雷電流沖擊下是不行忽視的,使其愛惜成效大為降低；而圖 3 的接法也會產(chǎn)生一個問題,就是低壓線圈及中性線全部承擔(dān)接地裝置上的壓降,特別是當(dāng)中性點存在重復(fù)接地,接地電阻小于配電變壓器接地電阻,且離配電變壓器較近時,高壓側(cè)避雷器的放電沖擊電流將較多流向重復(fù)接地,有時會將重復(fù)接地的引下線燒斷（重復(fù)接地線一般較細(xì)） ；所以圖 1 的接法較為合理, 對高壓線圈的防雷愛

5、惜合理,由于部分雷電流已通過接地裝置流入地中；1.3 關(guān)于接地裝置的設(shè)計對低壓中性線的沖擊也較小,按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定, 配電變壓器臺區(qū)的接地裝置應(yīng)敷設(shè)為閉合環(huán)形,并加垂直接地極,這是由于環(huán)形內(nèi)的接觸電壓比較低,而沿環(huán)形接地體走路的行人,其跨步電壓也較小,城區(qū)的配電變壓器大多安裝在路邊,因常有人走動,為行人安全著想,必需敷設(shè)為環(huán)形；環(huán)形的大小, 一般以 5m 為直徑, 這是由于要發(fā)揮水平接地極和垂直接地極的散流成效,減少相互屏蔽,降低接地電阻而必需的；但有些安裝地點過于狹窄時,就可為橢圓形,短軸距不得低于 3 m ,見圖 4,兩個垂直接地極宜打在短軸兩端點鄰近,高壓避雷器及外殼接地和中性點的接地分別引至

6、垂直接地極鄰近,以利于散流；如土壤電阻率較高,做一個環(huán)后,測試接地電阻不合要求,就應(yīng)在環(huán)外再做一個大環(huán),兩環(huán)相距45 m ,埋深比第一環(huán)深,至少兩處相連接,直至中意要求為止；（實際施工過程中應(yīng)地勢優(yōu)先,地網(wǎng)整體呈圓狀即可）圖 4 接地裝置敷設(shè)為橢圓形1.4 關(guān)于接地引下線的連接方式按部頒標(biāo)準(zhǔn), 除設(shè)備的接線端子可用螺栓連接外,引下線及接地裝置都應(yīng)使用焊接,但為安裝便利,通常在電桿下的 1.8 2.0 m 處有一個斷接卡,也用螺栓連接；引下線一般用扁鋼, 但也有接受鋼絞線；鋼絞線與扁鋼的連接應(yīng)制作接線板,最好接受雙螺栓相連,以利于接觸良好；目前的實際情形是,高壓避雷器接地端分別用鋼絞線接線,三根

7、鋼絞線再連在一起,且都是絞合連接, 配電變壓器外殼的接地線也用鋼絞線與避雷器接地線絞合,然后再與接地裝置的引上線用螺栓連接,有的也未壓制接線鼻,這些連接都不符合標(biāo)準(zhǔn)的要求,接頭過多,接觸不良；建議三個高壓避雷器的接地端用30 4 的扁鋼連成一體, 從中間引下與外殼的接地扁鋼相連, 均接受焊接, 也不宜在中間設(shè)斷連卡,而直接入地與接地裝置進(jìn)行焊接,低壓中性點直接用扁鋼引至接地裝置與之焊接,扁鋼宜接受 30 40 mm2 ；1.5 關(guān)于接地裝置的施工接地裝置的地下水平接地極應(yīng)接受40 4 的扁鋼,垂直接地極用L40 4,埋深大于60cm ,填土?xí)r用干凈的原土并夯實；有條件時,應(yīng)將環(huán)形水平接地極的面

8、積適當(dāng)增大些,或往環(huán)外再做一個環(huán),兩處相連,以降低接地電阻,盡可能達(dá)到1 ；地下連接處應(yīng)接受焊接,并符合要求；扁鋼的搭接長度應(yīng)為扁鋼寬度的 2 倍,且應(yīng)三面或四周焊接,三面焊接時盡量二短邊一長邊,利于電流通過,圓鋼的焊接長度為圓鋼直徑的 6 倍,應(yīng)兩面焊接,且不得有虛焊；焊接處應(yīng)實行防腐措施；1.6 關(guān)于低壓側(cè)裝避雷器由于接受三點共地后,高壓側(cè)避雷器的放電電流（特別當(dāng)三相同時放電時）很大, 在接地電阻上的壓降也很高；該壓降加在低壓線圈上,通過低壓線路電容接地,在低壓線圈中就有一沖擊電流使線圈勵磁,通過電磁感應(yīng)使高壓線圈感應(yīng)出很高的電壓；高壓側(cè)電壓受高壓側(cè)避雷器殘壓所限制,高壓線圈中性點電位就很

9、高,簡潔在中性點鄰近,導(dǎo)致對地?fù)舸┗蛟验g短路而損壞變壓器,因而必需實行措施,限制低壓線圈承擔(dān)的電壓,即一般實行低壓側(cè)也加一組避雷器；當(dāng)?shù)仉娢簧仙龝r,通過避雷器放電,使低壓線圈只承擔(dān)低壓避雷器的殘壓（1300 V 左右）,這樣高壓中性點鄰近的過電壓就被限制在可承擔(dān)范疇之內(nèi),這就是防止逆變換損壞變壓器,見圖 5 ；同樣當(dāng)?shù)蛪壕€路感應(yīng)雷傳到配電變壓器時,低壓側(cè)避雷器也會動作, 使雷電流入地, 低壓線圈的電壓被限制在低壓避雷器殘壓之內(nèi),防止配電變壓器高壓側(cè)被按變比感應(yīng)的電壓所損壞；這屬于正變換過電壓,由于配電變壓器的低壓側(cè)絕緣裕度高于高壓側(cè),所以配電變壓器雷擊事故常發(fā)生在高壓側(cè),特別是中性點鄰近,見圖

10、 6；圖 5 配電變壓器逆變換情形圖 6 配電變壓器正變換情形低壓側(cè)加裝避雷器,因其往往接受高、低壓架空線,簡潔受雷擊,35/0.4 kV直配變壓器因其變比大,更應(yīng)在低壓側(cè)加裝一組避雷器,特別是當(dāng)35 kV 線路開路運(yùn)行,高壓側(cè)無避雷器愛惜時；加裝低壓避雷器后,原先的三點共同接地就成了四點共同接地,見圖 1；1.7 關(guān)于中性線及連接中性線在三相負(fù)荷不平穩(wěn)時流過電流,按有關(guān)規(guī)定該電流不得大于相線電流的 25% ；另外, 中性線、 中性點接地線與配電變壓器低壓中性線端頭的連接應(yīng)牢靠,應(yīng)制作接線鼻（板）,螺栓應(yīng)壓緊,防止接觸不良流過電流時發(fā)熱燒斷；中性線斷線意味著低壓系統(tǒng)失去接地,成為不接地系統(tǒng)；三

11、相負(fù)荷不平穩(wěn)時,導(dǎo)致三相電壓相差很大,燒毀用電設(shè)備；2 關(guān)于柱上開關(guān)的防雷接地高壓柱上開關(guān)及隔離開關(guān)一般作為聯(lián)絡(luò)開關(guān)用,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)在一側(cè)或兩側(cè)裝設(shè)避雷器（開關(guān)經(jīng)常斷開） ,且避雷器引下接地線應(yīng)與開關(guān)外殼（包括隔離開關(guān)底座）連接,這是為了保證開關(guān)對地絕緣只承擔(dān)避雷器殘壓,而得到有效的愛惜；但觀看中發(fā)覺, 不少柱上開關(guān)兩側(cè)的高壓避雷器接地線都是直接引入地下,未與開關(guān)外殼相連；此時開關(guān)對地絕緣所承擔(dān)的除避雷器殘壓外,仍包括引線和接地裝置電阻上的壓降；如接地引線電感為 1.67 H/m ,引線長 10 m ,雷電波波頭 2.5 s,幅值 5 kA ,加上接地電阻上的 壓降,避雷器的殘壓取 50 kV ,就開關(guān)承擔(dān)的電壓為 133.4 kV ,已超過了開關(guān)的沖擊絕緣水平 75 kV ,避雷器就起不到愛惜作用；有些開關(guān)外殼雖有引下接地線,也是單獨(dú)入地, 即使共用一個接地裝置,開關(guān)絕緣所承受的電壓也高于殘壓；單獨(dú)柱上開關(guān)的接地裝置,其接地電阻不應(yīng)大于10 ,這也是標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,柱上開關(guān)的外殼,隔離開關(guān)閘刀的底座,以及旁邊的絕緣子橫擔(dān)（金屬）地引下線相連, 這樣就使隔離開關(guān)支持絕緣子都能得到愛惜,應(yīng)連在一起與避雷器的接防止雷擊閃絡(luò), 充分發(fā)揮避雷器的作用；其連接線可接受 8 mm 的圓鋼或 20 mm 3 mm 的扁鋼；線路中所裝設(shè)的高壓無功補(bǔ)償電容器也應(yīng)加金屬裝氧化物避雷器,其接地引