配電變壓器接地裝置安裝與試驗

凌揚 江蘇省送變電有限公司

配電變壓器的接地電阻超過了標準時，如果同時伴有低壓相線絕緣損壞被損壞而產生接地，在這個時候，配電變壓器接地線將有一定的電流流過，接地相的電壓加在大地和接地電阻之間，同時中性點的接地電阻阻值如果越大，其所分配的電壓就越大。如果同時該配電變壓器的避雷器有效地對大地接地放電，那么這是的避雷器，甚至是配電變壓器將可能被損壞。

一、配電變壓器接地裝置基本要求分析

在配電變壓器接地裝置的選用時，需要綜合考慮配電變壓器的運行狀況、接地情況、接地保護需求等，保證其滿足主變壓器和高壓配電設備共同的接地保護需求。另外，還應該充分考慮低壓配電裝置中可能存在的重復接地，在接零干線和地干線中合理選擇安全點（一般為兩個），保障接地體和安全點的連接。在進行接地裝置安裝中應該將干線和支線進行連接，有效規避電路串聯問題。技術人員在配電變壓器及相關設備接地裝置安裝中，充分分析需要接地的部分，根據不同需求設置相應的圓鋼或鍍鋅扁鋼（50mm*5mm），這樣有效保障了接地體金屬導體連接的安全可操作性。

二、配電變壓器技術現狀

目前，配電變壓器在狀態監測方面配置較少，對分接開關擋位、噪聲、溫度、低油位、壓力釋放等重要狀態量普遍缺少監測配置，同時無法開展狀態評估和故障預警等高級應用。針對上述問題，國內外知名制造商和研究機構針對配電變壓器中占比最高、涉及狀態參量最多的油浸式變壓器，開展了設備綜合狀態監測技術研究，其目的是實現配電變壓器電氣量和狀態量的采集、上傳，支撐新型智能配電變壓器終端的電能質量分析、配電變壓器狀態檢修、線損分析等相關應用，實現配電變壓器物聯網化和高級管理。

（一）配電變壓器接地電阻值增大

在進行實際應用的過程中，很多因素都會對配電變壓器的正常運行產生嚴重的影響，例如實際接地電阻值過大的情況。而導致這種問題產生的主要原因就是接地頭所在的土壤電阻值過大、土壤過于干燥、接地體并未充分連接接地頭、安裝不當、接地體沒有按照相關規范來進行埋設以及接地材料不當的等多種原因。在對配電變壓器進行裝配的過程中，很多電力部門并沒有對接地線的作用進行充分的認識，選用的中性線截面不足。同時，在進行避雷器安裝的過程中沒有充分牢固地將各個接地線連接點進行處理，這些原因都是導致配電變壓器難以正常接地的主要原因，進而導致配電變壓器接地電阻值偏高。最后，對于避雷器的接地多次進行檢修，也會導致接地電阻值嚴重超過相關的標準。

（二）檢測聲響問題

配電變壓器運行期間，會出現不同聲響，然而卻不會出現雜音。如果出現“嗡嗡”聲響，則表明配電變壓器處于超負荷運行狀態，當長時間處于超負荷運行狀態，將會導致配電變壓器線圈損毀。為了降低配電變壓器運行負荷，應當對變壓器進行更換處理。當配電變壓器運行期間，發出“啾啾”聲響，則表明熔絲燒斷，必須找尋出故障原因。一般來說，當變壓器損壞、內部開關社會不合理，就會出現“啾啾”聲響。由于配電變壓器比較特殊，為了確保開關重合，會出現“吱吱”聲響，此時應當停電維修檢查。

（三）配電變壓器電氣量及狀態量監測不全面

柱上變臺和美式箱變。柱上變臺和美式箱變，缺少高壓側進線電壓、電流和鐵心接地電流的電氣量監測；缺少配套傳感器，如：無勵磁分接開關擋位、壓力、噪聲、溫度、低油位、壓力釋放、負荷開關擋位信息（美式箱變）、微水、氫氣、局放等。

（四）電力線路線徑偏細且老化嚴重

電力線路線徑偏小且為鋼芯鋁 絞線是農村集資架電的通病，主要是為了節約有限的建設資金，有的使用的甚至是從別處拆下來的舊線，安全系數和供電容量根本就達不到標準要求。加之由于現有的農網線路因缺少定期的維護和檢修更換，長年的高負荷工作加速了線路的老化，在風吹日曬中老化現象嚴重，漏電、跳閘問題屢屢發生，甚至還有倒桿斷線的危險，威脅到農戶的生命和財產安全。

（五）運行聲音異常

配電變壓器在正常的運行過程中，會發出連續均勻的聲音。如若配電變壓器在運行的過程中出現斷斷續續的聲音，或者時大時小的嗡嗡聲說明變壓器運行存在異常，這種故障主要是因配電變壓器在運行的過程中、磁芯振動造成的。在實際的維護工作中，如果變壓器出現不均勻的聲音，維護人員能夠根據聲音狀態分辨配電變壓器的大概故障，不均勻聲音持續時間較長，可能是通過電流過大、設備過大功率開啟、 系統發生短路引發的故障，在后期的工作中，維護人員需要根據大概判斷對配電變壓器故障進行具體分析；如若配電變壓器內部持續發生聲響，可能芯片硅鋼片振動導致的異常；維護人員需要對配電變壓器運行狀況進行持續觀察，如果異常聲音逐漸變大，需要及時停止配電變壓器運行；如若出現強烈、不均勻異響，并且伴有爆炸聲和放電聲，可能是因為鐵芯螺紋松動并且鐵芯體松動，持續性振動造成硅鋼片絕緣材料破壞，鐵芯溫度逐漸升高，持續性的放電對絕緣材料也會造成破壞，甚至引發火災，當出現這種聲響，維護人員需要及時停止配電變壓器運行工作，對故障原因進行詳細分析。

三、配電變壓器接地裝置安裝與試驗的注意事項

（一）接地裝置敷設方面的注意事項

若采用角鋼或鋼管應用于接地裝置敷設，一般采用垂直接地或垂直布置方式進行，保證不同接地體之間具有足夠間距，一般間距應大于接地體長度的兩倍，同時接地體的接線部分也應該進行防機械損傷和防腐蝕處理。對于一個接地線而言，不能同時串聯不同的電氣設備用于接地，避免安全隱患，對于已經敷設好的接地體在完成施工之后必須進行處理，分層回填夯實。

（二）維護注意事項

在進行配電變壓器運行維護工作前，首先需要制定比較合理、科學的方案，并在實際的維護工作中遵守維護方案的規定內容進行維護工作，使維護計劃的指導作用充分發揮。另外，還需要對配電變壓器進行定期、嚴謹、精細的檢查維護，避免因配電變壓器老化導致的運行故障。一般情況下，配電變壓器的磨損和老化情況較為突顯，進行定期的檢查維護工作能夠對老化現象進行及時的發生，并采取相應的措施進行處理，最大程度減少電力故障的發生。維護計劃的制定能夠對維護工作開展起到指導作用，因此，電力企業的維護工作人員需要對配電變壓器的實際工作狀況進行調查研究，對配電變壓器維護人員進行合理的分配，充分做好配電變壓器的維護工作，保證輸電工作的正常運行。

（三）接地不良檢修

當受外界因素干擾時，變電設備系統會發生誤動和拒動，從而影響到電廠運行的穩定性，特別是在現代計算機技術的支持下，電力系統通過因特網進行統一管理和控制，因此，當系統發生誤動時，就會影響到整個系統的運行，同時也會導致系統出現跳閘信息，從而使各環節的工作難以進行。電網中的誤動現象也會造成資源的浪費，降低電廠運行的可靠性，因此，必須結合電廠實際運行情況，采取正確的方法進行電力系統控制，實現對可靠性因素的實際應用。目前的電力設備維修主要是采用定期檢修與日常故障檢修相結合的方式，同時，狀態檢修也是目前電力維修行業追求的目標模式之一。

（四）避免配電變壓器發生自動跳閘故障方法

在多數情況下，配電變壓器正常運行時，繼電保護器和斷路器裝置不會出現跳閘問題，如若發生故障，配電變壓器保護裝置采取跳閘保護，對故障進行及時的控制，減小因故障導致的損失，當發生跳閘情況時，維護人員需要及時停止配電變壓器的工作運行，并將跳閘實際情況匯報給調度員，對于造成配電變壓器跳閘的原因進行細致檢查，重新開啟變壓器，觀察變壓器內部是否存在異響聲、短路、火光等現象。同時，重新啟動配電變壓器自動跳閘故障之后，需要確保配電變壓器內部不存在其他故障的前提下恢復運行，對于無法確定的情況，不可進行運行，避免配電變壓器出現燒毀情況。

（五）電網機構布置的改善

在進行配電變壓器防雷布置的過程中應當對電網中配電變壓器之間距離進行積極的優化，即使原有配變距離較長同樣也應當對其進行防雷處理，積極地在配電變壓器周圍設置避雷器。其次，相關電力部門應當積極的完善重點用戶的線路，大多數情況下可以在其入戶前50米進行避雷器設置，以此才能夠最大程度避免低壓用戶被雷電擊中的情況下電流逆向流入線路造成電壓越級的情況發生，對配電變壓器進行一定的保護。

（六）低壓三相不平衡的處理措施

如果低壓配電網三相用戶負載平衡時，其三相不平衡度、用戶輸出相電壓、接地電阻電壓和電流與接地電阻大小沒有關系；如果低壓配電網三相用戶負載不平衡時，三相不平衡度、用戶輸出相電壓、接地電阻電壓和電流與接地電阻的大小存在一定的關系，影響用戶的用電質量。具體的實際運行如果接地電阻足夠小，其對三相不平衡度、用戶輸出相電壓、接地電阻電壓和電流與接地電阻大小影響也會隨之而小。通過Matlab軟件進行simulink仿真實驗證實，RJ分別取200Ω、50Ω、12.5Ω、3.125Ω時，其電阻在為3.125Ω的時候，即小于4Ω的時候輸出相電壓最佳、接地電阻電壓和電流最小。因此，可以通過改造配電變壓器中性點接地電阻值，使其小于等于4Ω，能夠解決三相負載不平衡導致用戶用電電壓質量問題，進而可以解決用戶用電設備因三相不平衡導致損壞的問題。然而，針對低壓配電網三相不平衡的研究還有斷線不平衡、單相直接接地不平衡、單相高阻狀態接地不平衡等導致三相負載不平衡的問題，接下來需要詳細研究中性線斷線、相線斷線等問題與變壓器中性點接地電阻大小相互影響的問題分析與研究。

（七）加強電網運行維護和安全管理

對改造完成的線路，電力部門加強專業人員定期維護檢修設備和線路，提高設備線路的使用壽命。還要確保農戶電力線路的布置和安裝由專人按照相應的操作規范進行，嚴禁農戶私拉亂接、違規用電。通過禁止農戶私自拉扯線路等一系列管理規范來保障用電安全。通過認真準備和精心實施，廟坪村全村電網改造工程順利實施，施工期間全體村民積極支持，沒有發生一起阻撓施工事件。安全完工并投運成功后供電質量和安全水平得到大幅度提升，生產生活供電問題徹底解決，尤其保證了村民在陰雨天氣里花椒烘干機也能夠按需隨時使用，不怕花椒發霉變質，有力地支持了脫貧致富事業。同時，電網安全運行和高損問題也得到顯著改善。

（八）配電變壓器接地裝置的優化

通過對以往大量的配電變壓器雷擊事故進行分析，我們可以明顯地看出，當配電變壓器處于100KV 以上，那么相應配電變壓器的接地電阻為 4 歐，而處于 100KV 以下的配電變壓器接地電阻在10 歐以內。因此，在進行配電變壓器安裝的過程中，應當根據實際情況對配電變壓器的接地裝置進行調整，建議采用水平放射接地、垂直接地、四邊形放射性接地。相較于其他的接地方式，四邊形放射性接地的效果更好，但是有著十分苛刻的地形需求，因此配電變壓器接地裝置安裝的過程中并沒有大規模的應用這種四邊形放射性接地。由于我國山地較多，因此垂直接的方式是應用最為廣泛的一種配電變壓器接地裝置施工方式。

四、結束語

配電變壓器的接地裝置安裝中必須從材料選擇、安裝環境選擇、工作人員素養提高等多方面入手，同時在接地裝置安裝完成之后需要進行科學必要的試驗，確定最終能夠應用的反感。另外在接地裝置投運期間，還必須要全面把握接地裝置運行狀態，進行定期檢修，及時發現問題解決問題，保證配電變壓器線路的安全運行。