配電變壓器接地裝置安裝與試驗

曹磊

（廣州西門子變壓器有限公司，廣東廣州，510000）

1 淺析配電變壓器接地裝置的技術指標

1.1 接地電阻值的技術指標

配電變壓器裝置安全與接地電阻息息相關，其電阻包括接地體流散電阻和接地裝置電阻兩部分，要想保障配電變壓器接地裝置安全性，就必須實施對其接地電阻的有效控制和嚴格規范。

（1）因配電變壓器應用環境的不同，其所處環境的土壤電阻率也存在差異，不同環境中的土壤差異較大，一般土壤的電阻率在5-5000Ω/m范圍內。因此，土壤電阻率是接地電阻值中十分關鍵的指標，確定土壤的電阻率也是首要任務。

（2）然后是斷路器、主配電裝置和接地線之間的連接問題。為保障安全避免意外發生，連接高壓斷路器和配電相關的接地線必須要>2根，同時還應該充分考慮接地面面積，對其進行科學調整，保證最終的配電變壓器接地裝置能夠正常運轉。在進行配電主變壓器和配電裝置的連接中，基于接地網的方位進行合理設置，最終保證裝置的外部構造和接地體之間的電壓恒定。

1.2 接地裝置的技術指標

在施工中必須借助科學安裝方法，保證接地裝置滿足配電變壓器運行需求。另外，在配電變壓器的接地裝置實際應用過程中，需要充分考慮它的運行情況，對運行情況和使用年限進行定期檢查，保證在運行投運期間接地裝置能保證穩定運行。在配電變壓器接地裝置施工中采用化學腐蝕方法，實現熱鍍鋅的焊接之后處理外部生銹問題。為進一步提升配電變壓器接地裝置運行的安全性和可靠性，一般引入浸漬法或土壤轉移法滿足接地裝置使用要求。在接地裝置的安裝中還必須要充分考慮地形條件及水文要素，結合配電變壓器運行工況選擇科學安裝方法。鍍鋅扁鋼和圓鋼在當前配電變壓器接地裝置中具有良好應用性，在0.6m左右深度的溝渠中進行水平安裝，保證其地面之間具有2.5m左右的距離。若采用垂直安裝的方式，一般需要有>2.5m的掩埋深度，通過多級連接保證距離超過兩倍。

2 配電變壓器接地裝置安裝基本要求分析

2.1 接地裝置材料基本要求分析

接地裝置的安全施工應該作為配電變壓器接地裝置安裝的重點內容之一，其直接影響并決定著配電變壓器的安全運行。前面分析已經指出了接地裝置電阻是影響其安全性的關鍵因素，因此在接地裝置電阻選擇中在考慮水文、土壤條件的同時，還應該關注相關標準，基于標準基礎上嚴格選擇基地材料。若采用垂直接地體，一般可以采用2.5 m的鍍鋅角鋼，并保障50mm*50mm*5mm的截面面積。

表1中顯示了垂直接地體根數選擇標準，說明垂直接地體材料的根數選擇必須滿足規范。

表1 垂直接地體根數選擇表

另外對于水平接地體而言，材質一般選擇鍍鋅扁鋼，保證截面積為50mm*6mm，為保證其接地保護有效性，還應該保證鍍鋅扁鋼截面的平滑性和均勻性。

2.2 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。

2.3 主變壓器接地線基本要求

對于配電變壓器主變壓器接地保護中，必須確保有>2根接地線和主變電器連接，并且在連接的時候需要考慮接地網方位，根據方位科學連接，對變壓器中的鐵芯、外殼而言，能有效降低其承壓值，多根接地線的應用也有效緩解了接地體均壓。對于中接地網和高壓斷路器連接的接地線也必須要>2根，為保障安全性也必須要有效延伸擴展接地體截面積，同時這種方式有效降低了接地線斷裂情況，規避了接觸不良、線路老化、繼電保護拒動問題。

2.4 對土壤基本要求

前面分析指出土壤的差異直接影響了接地裝置安全性，一般安裝接地裝置的區域電阻率應該較低。主要是由于土壤電阻率和接地裝置的接地電阻正相關，當接地裝置進行安裝的時候，其安裝環境中的土壤電阻率越小，接地電阻相對就越小。為保障配電變壓器安全，在安裝中不僅要考慮其應用環境，還應該基于接地安全的角度考慮安裝位置，保證和負載中心盡可能近的情況下，選擇電阻率相對較低的區域進行接地裝置的安裝。

2.5 對安裝人員基本要求

接地裝置安裝相關工作人員的專業水平和專業素養直接決定了接地裝置運行水平，因此對相關工作人員的專業素養具有明確要求，必須不斷提高自身專業技術水平，并保證具有極高的責任心，盡心盡責、高水平的做好接地安裝工作。

3 配電變壓器接地裝置安裝與試驗的注意事項

3.1 接地電阻阻值方面的注意事項

前面分析指出了接地電阻直接影響了接地裝置運行和應用的有效性，因此必須科學分析的基礎上選擇接地電阻，保證接地電阻在合理范圍內以保障配電變壓器平穩運行、保證穩定供電。若接地電線存在斷線導致電阻增大或接地電阻本身較大的時候，可能出現異常供電電壓，最終影響配電變壓器等相關設備燒毀，必須予以重視。實際接地裝置的安裝中和接地電阻確定中基于配電變壓器容量基礎上進行。

3.2 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。

3.3 試驗方面的注意事項

完成配電變壓器的接地裝置安裝之后不能直接進行投運，需要對既定方案和安裝裝置進行合理試驗，驗證接地裝置的經濟性、安全性、環保性，應該尤為注重其安全性，保證安裝的接地裝置能夠滿足實際接地保護需求。若接地裝置的安全不滿足實際需求，需要進行問題分析并針對問題進行改進。

4 配電變壓器接地裝置安裝與試驗方案分析

文中指出單點接地在接地裝置中應用存在極大缺陷，已經不能滿足當前配電變壓器運行安全的需求，雙接地已經成為未來接地裝置安裝的重要發展方向。在實際接地裝置的實際安裝中，出接地方式和接地點確定之外，還應該充分實際應用環境和配電變壓器運行需求。本文結合電力企業運行情況提出了兩種接地裝置安裝方案，并針對這兩種方案案例進行分析與探討。

4.1 方案一

基于方案一的接地裝置安裝示意圖如圖1所示，引入中性點和配電變壓器外殼連接的方式實現接地裝置安裝，避雷裝置作為配電變壓器中的另一關鍵裝置必須進行單獨安裝。避雷器工作狀態（放電）時會存在放電殘壓，這一殘壓需要由配電變壓器中的高壓線圈承受，另外接地電阻的壓降也需要高壓線圈承受，最終以感應的方式傳遞到低壓側。在中性點和配電變壓器外殼接地的時候，高壓線圈中的壓差迅速增加，可能會引發配電變壓器負荷過高，最終導致其被燒毀。

圖1 方案一安裝示意圖

4.2 方案二

前面分析指出避雷器放電的時候會存在殘壓，最終放電殘壓由高壓線圈承受，另外低壓側的感應電壓也需要由其進行承壓。為改善方案一種存在的這種缺陷和問題，需要對配電變壓器接地裝置的安裝進行改進，在配電變壓器中性點接地的基礎上，將配電變壓器和避雷針的外殼進行連接接地。其具體的安裝示意圖如圖2所示。

圖2 接地裝置安裝示意圖

若采用如圖2所示的示意圖進行接地裝置安裝，避雷器進行放電產生的殘壓同樣由高壓線圈承受，另外其還承擔部分的接地電阻壓降。另外低壓側中也能夠通過感應來分擔這一過程中存在的部分電壓。但本方案中采用配電變壓器和避雷器外殼連接接地、低壓側中性點單獨接地的方式，能夠保證低壓側感應雷電有效導入地下。

4.3 兩種方案試驗效果對比分析

本文提出了兩種配電變壓器接地裝置方案，通過分析能夠發現方案二中接地裝置的接地效果更好，通過保護接地和工作接地分開的方式有效保障了配電變壓器穩定運行。為有效降低低壓側感應雷電壓，將避雷器設置在其低壓側，這一方式有效保護了配電變壓器，還能夠有效保障配電變壓器承載負荷，預防電壓畸變的產生。在實際配電變壓器的接地裝置安裝中建議采用圖2所示的方案二進行安裝。另外，還應該在工作人員、土壤選擇、材料選擇等方面進行更多的努力，保證最終和方案協同促進配電變壓器穩定運行。

5 結論

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，保證變配電線路的安全運行。