配电变压器接地装置安装与试验

2021-07-02曹磊

电子测试 2021年11期

关键词：接地装置电阻率配电

曹磊

（广州西门子变压器有限公司，广东广州，510000）

1 浅析配电变压器接地装置的技术指标

1.1 接地电阻值的技术指标

配电变压器装置安全与接地电阻息息相关，其电阻包括接地体流散电阻和接地装置电阻两部分，要想保障配电变压器接地装置安全性，就必须实施对其接地电阻的有效控制和严格规范。

（1）因配电变压器应用环境的不同，其所处环境的土壤电阻率也存在差异，不同环境中的土壤差异较大，一般土壤的电阻率在5-5000Ω/m范围内。因此，土壤电阻率是接地电阻值中十分关键的指标，确定土壤的电阻率也是首要任务。

（2）然后是断路器、主配电装置和接地线之间的连接问题。为保障安全避免意外发生，连接高压断路器和配电相关的接地线必须要>2根，同时还应该充分考虑接地面面积，对其进行科学调整，保证最终的配电变压器接地装置能够正常运转。在进行配电主变压器和配电装置的连接中，基于接地网的方位进行合理设置，最终保证装置的外部构造和接地体之间的电压恒定。

1.2 接地装置的技术指标

在施工中必须借助科学安装方法，保证接地装置满足配电变压器运行需求。另外，在配电变压器的接地装置实际应用过程中，需要充分考虑它的运行情况，对运行情况和使用年限进行定期检查，保证在运行投运期间接地装置能保证稳定运行。在配电变压器接地装置施工中采用化学腐蚀方法，实现热镀锌的焊接之后处理外部生锈问题。为进一步提升配电变压器接地装置运行的安全性和可靠性，一般引入浸渍法或土壤转移法满足接地装置使用要求。在接地装置的安装中还必须要充分考虑地形条件及水文要素，结合配电变压器运行工况选择科学安装方法。镀锌扁钢和圆钢在当前配电变压器接地装置中具有良好应用性，在0.6m左右深度的沟渠中进行水平安装，保证其地面之间具有2.5m左右的距离。若采用垂直安装的方式，一般需要有>2.5m的掩埋深度，通过多级连接保证距离超过两倍。

2 配电变压器接地装置安装基本要求分析

2.1 接地装置材料基本要求分析

接地装置的安全施工应该作为配电变压器接地装置安装的重点内容之一，其直接影响并决定着配电变压器的安全运行。前面分析已经指出了接地装置电阻是影响其安全性的关键因素，因此在接地装置电阻选择中在考虑水文、土壤条件的同时，还应该关注相关标准，基于标准基础上严格选择基地材料。若采用垂直接地体，一般可以采用2.5 m的镀锌角钢，并保障50mm*50mm*5mm的截面面积。

表1中显示了垂直接地体根数选择标准，说明垂直接地体材料的根数选择必须满足规范。

表1 垂直接地体根数选择表

另外对于水平接地体而言，材质一般选择镀锌扁钢，保证截面积为50mm*6mm，为保证其接地保护有效性，还应该保证镀锌扁钢截面的平滑性和均匀性。

2.2 配电变压器接地装置基本要求分析

在配电变压器接地装置的选用时，需要综合考虑配电变压器的运行状况、接地情况、接地保护需求等，保证其满足主变压器和高压配电设备共同的接地保护需求。另外，还应该充分考虑低压配电装置中可能存在的重复接地，在接零干线和地干线中合理选择安全点（一般为两个），保障接地体和安全点的连接。在进行接地装置安装中应该将干线和支线进行连接，有效规避电路串联问题。

技术人员在配电变压器及相关设备接地装置安装中，充分分析需要接地的部分，根据不同需求设置相应的圆钢或镀锌扁钢（50mm*5mm），这样有效保障了接地体金属导体连接的安全可操作性。

2.3 主变压器接地线基本要求

对于配电变压器主变压器接地保护中，必须确保有>2根接地线和主变电器连接，并且在连接的时候需要考虑接地网方位，根据方位科学连接，对变压器中的铁芯、外壳而言，能有效降低其承压值，多根接地线的应用也有效缓解了接地体均压。对于中接地网和高压断路器连接的接地线也必须要>2根，为保障安全性也必须要有效延伸扩展接地体截面积，同时这种方式有效降低了接地线断裂情况，规避了接触不良、线路老化、继电保护拒动问题。

2.4 对土壤基本要求

前面分析指出土壤的差异直接影响了接地装置安全性，一般安装接地装置的区域电阻率应该较低。主要是由于土壤电阻率和接地装置的接地电阻正相关，当接地装置进行安装的时候，其安装环境中的土壤电阻率越小，接地电阻相对就越小。为保障配电变压器安全，在安装中不仅要考虑其应用环境，还应该基于接地安全的角度考虑安装位置，保证和负载中心尽可能近的情况下，选择电阻率相对较低的区域进行接地装置的安装。

2.5 对安装人员基本要求

接地装置安装相关工作人员的专业水平和专业素养直接决定了接地装置运行水平，因此对相关工作人员的专业素养具有明确要求，必须不断提高自身专业技术水平，并保证具有极高的责任心，尽心尽责、高水平的做好接地安装工作。

3 配电变压器接地装置安装与试验的注意事项

3.1 接地电阻阻值方面的注意事项

前面分析指出了接地电阻直接影响了接地装置运行和应用的有效性，因此必须科学分析的基础上选择接地电阻，保证接地电阻在合理范围内以保障配电变压器平稳运行、保证稳定供电。若接地电线存在断线导致电阻增大或接地电阻本身较大的时候，可能出现异常供电电压，最终影响配电变压器等相关设备烧毁，必须予以重视。实际接地装置的安装中和接地电阻确定中基于配电变压器容量基础上进行。

3.2 接地装置敷设方面的注意事项

若采用角钢或钢管应用于接地装置敷设，一般采用垂直接地或垂直布置方式进行，保证不同接地体之间具有足够间距，一般间距应大于接地体长度的两倍，同时接地体的接线部分也应该进行防机械损伤和防腐蚀处理。对于一个接地线而言，不能同时串联不同的电气设备用于接地，避免安全隐患，对于已经敷设好的接地体在完成施工之后必须进行处理，分层回填夯实。

3.3 试验方面的注意事项

完成配电变压器的接地装置安装之后不能直接进行投运，需要对既定方案和安装装置进行合理试验，验证接地装置的经济性、安全性、环保性，应该尤为注重其安全性，保证安装的接地装置能够满足实际接地保护需求。若接地装置的安全不满足实际需求，需要进行问题分析并针对问题进行改进。

4 配电变压器接地装置安装与试验方案分析

文中指出单点接地在接地装置中应用存在极大缺陷，已经不能满足当前配电变压器运行安全的需求，双接地已经成为未来接地装置安装的重要发展方向。在实际接地装置的实际安装中，出接地方式和接地点确定之外，还应该充分实际应用环境和配电变压器运行需求。本文结合电力企业运行情况提出了两种接地装置安装方案，并针对这两种方案案例进行分析与探讨。

4.1 方案一

基于方案一的接地装置安装示意图如图1所示，引入中性点和配电变压器外壳连接的方式实现接地装置安装，避雷装置作为配电变压器中的另一关键装置必须进行单独安装。避雷器工作状态（放电）时会存在放电残压，这一残压需要由配电变压器中的高压线圈承受，另外接地电阻的压降也需要高压线圈承受，最终以感应的方式传递到低压侧。在中性点和配电变压器外壳接地的时候，高压线圈中的压差迅速增加，可能会引发配电变压器负荷过高，最终导致其被烧毁。

图1 方案一安装示意图

4.2 方案二

前面分析指出避雷器放电的时候会存在残压，最终放电残压由高压线圈承受，另外低压侧的感应电压也需要由其进行承压。为改善方案一种存在的这种缺陷和问题，需要对配电变压器接地装置的安装进行改进，在配电变压器中性点接地的基础上，将配电变压器和避雷针的外壳进行连接接地。其具体的安装示意图如图2所示。

图2 接地装置安装示意图

若采用如图2所示的示意图进行接地装置安装，避雷器进行放电产生的残压同样由高压线圈承受，另外其还承担部分的接地电阻压降。另外低压侧中也能够通过感应来分担这一过程中存在的部分电压。但本方案中采用配电变压器和避雷器外壳连接接地、低压侧中性点单独接地的方式，能够保证低压侧感应雷电有效导入地下。

4.3 两种方案试验效果对比分析

本文提出了两种配电变压器接地装置方案，通过分析能够发现方案二中接地装置的接地效果更好，通过保护接地和工作接地分开的方式有效保障了配电变压器稳定运行。为有效降低低压侧感应雷电压，将避雷器设置在其低压侧，这一方式有效保护了配电变压器，还能够有效保障配电变压器承载负荷，预防电压畸变的产生。在实际配电变压器的接地装置安装中建议采用图2所示的方案二进行安装。另外，还应该在工作人员、土壤选择、材料选择等方面进行更多的努力，保证最终和方案协同促进配电变压器稳定运行。