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對于配變的接地方式,電力設備接地設計技術規程(SDJ8279)第21條規定:低壓電力設備接地裝置的接地電阻,不宜超過4Ω。架空配電線路及設備運行規程(SD292288)第5.0.8和5.0.9條規定:總容量在100kVA及以上的變壓器其接地裝置的接地電阻不應大于4Ω,每個重復接地裝置的接地電阻不應大于10Ω;總容量在100kVA以下的變壓器,其接地裝置的接地電阻不應大于10Ω,且重復接地不應少于3處。中性點直接接地的低壓電力網中的中性線,應在電源點接地,在配電線路的干線和分干線(支線)終端處應重復接地;在線路引入車間或大型建筑物處,也應將中性線重復接地。農村低壓電力技術規程(DL/T499—2001)第11.4.2條規定:配電變壓器低壓側中性點的工作接地電阻,一般不大于4Ω,100kVA以下配變可不大于10Ω,并要求在一年四季中均符合這個要求。同時,第3.4.1條規定:城鎮、電力用戶宜采用TN－C系統。由此可見,國家和電力部門都十分重視配變的接地問題。

2變壓器優化接地的要求

我國低壓配電系統絕大多數是中性點接地系統。在這種系統中,配電變壓器高壓側避雷器接地端、低壓繞組中性點和配電變壓器外殼共用一套接地裝置。相關規程規定:當配電變壓器容量為100kV•A及以下時,接地電阻不得大于10

Ω;當配電變壓器容量大于100kV•A時,接地電阻不得大于4Ω。配電變壓器接地不良或接地電阻超過上述規定值,雖然危險,但由于它不像相線那樣,一有故障就會造成停電,因而常常被人們忽視。為了保證設備和人身安全,對配電變壓器接地裝置不應忽視,而應該認真對待。

2.1接地裝置對土壤的要求

接地裝置要敷設在低電阻率的區域里。因為接地裝置的接地電阻和土壤電阻率近似成正比關系。相同的接地裝置,土壤電阻率越小,則接地電阻越小;反之,則接地電阻越大。在選擇配電變壓器安裝位置時,除考慮靠近負載中心外,還應盡可

能避開高電阻率區域。

2.2接地裝置所用材料及規格要求

接地裝置應盡可能利用自然接地極,如電力排灌站廠房的結構鋼筋、水泵的管道系統等,但應保證接頭處有可靠的電氣連接。

2.3人工接地極連接的要求

水平接地極的連接宜采用焊接。水平接地極與垂直接地極的連接,也應采用焊接。接地引下線與接地極的連接最好也用焊接。如用螺栓連接時,應有防松螺母或墊片。連接時應將接觸面除銹,擦凈至發出金屬光澤,并涂一薄層中性凡士林,然后擰緊。有條件的地方,接觸面最好搪錫。接地引下線與設備的連接,是將引下線接至設備的接地螺栓上,接觸面應除銹后涂中性凡士林,然后將接地螺

栓擰緊。

2.4對人工接地極敷設的要求

人工接地極的敷設深度一般來說是越深越好。因為埋得越深,接地電阻越小。但隨著深度的增加,施工難度增加很大,而接地電阻卻降低甚微,得不償失。故規程建議埋深為0.6～0.8m。人工垂直接地極長度一般取2.0～2.5m,為降低屏蔽系數,其間距最好是20m。不得已時,最小不能小于其長度的2倍。垂直接地極一般不應少于2根,為便于打入土壤中,其一端應做成尖形。人工水平接地極的間距一般不宜小于5m。接地溝的尺寸沒有嚴格要求,以節省土方工作量和便于施工為原則。所挖出的土方不宜棄置過遠,以便于回填。回填土應夯實,土壤越密實,接地電阻越小。

3變壓器優化接地應注意的問題

3.1采用TN-C系統需注意的問題

前述配電變壓器低壓側中性點接地,并與高壓側避雷器接地共用一個接地裝置,適應于大量采用的低壓系統為TN和IT但是如采用IT制式,則中性點就不能接地。TN系統又分種TN一C系統、TN一S系統、TN一C一S系統。一般居民用戶可用一一系統,即低壓從配電變壓器引出的主干線可以采取一系統四線制,到用戶的支線采取一系統工廠車間可以采用竹系統,電動機用三相電源,照明及其它單相負載用用單相電源,配電變壓器中性點接地,到車間后,車間設備的外殼單獨接地。需防爆的場所最好采用系統,中性點不接地,外殼單獨接地,這樣相線碰地或碰外殼,電流很小,不會產生火花,可有效地防止爆炸。有防腐要求

(1)不能一部分設備接零,一部分設備接地,必須所有設備都接零,其原因如下:

1)設備外殼不能單純采取接地措施,這是因為:某一設備的外殼采取接地后發生火線碰設備外殼時,可能由于外殼接地電阻Rd及配變中性點接地電阻R0的限制,開關不會跳閘。但是,設備外殼可能出現較高的對地電壓Ud(見圖

2)一旦人體觸及設備外殼,人體承受的電壓較大,只能減輕觸電的危險程度,不能避免發生觸電傷亡事故,確保人身安全。所以,在低壓中性點接地系統中,設備外殼不允許單純采取接地方式。

(2)不允許一部分設備接地,一部分設備接零。以圖2為例:假設某設備m接地,某設備n接零,一旦設備m外殼帶電,設備m對地電壓和設備n對地電壓都比較大;如人體接觸設備m或設備n的外殼,或者人體同時接觸設備m和設備n的外殼,都會發生觸電,危及生命。所以,在接零系統中,要求所有電氣設備的外殼都應該接零,而且零線要多處重復接地,不允許一部分設備接零,一部分設備接地。

3.2鋁材在土壤中極易被腐蝕,所以不能用鋁線或鋁排作接地極。

由于采用三點共地后,高壓側避雷器的放電電流特別當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,通過電磁感應使高壓線圈感應出很高的電壓。高壓側電壓受高壓側避雷器殘壓所限制,高壓線圈中性點電位很高,容易在中性點附近,導致對地擊穿或匝間短路而損壞變壓器,因而必須采取措施限制低壓線圈承受的電壓。如低壓側也加一組避雷器,當地電位升高時,通過避雷器放電,低壓線圈只承受低壓避雷器的殘壓左右,這樣過電壓就被限制在可承受范圍之內,這就是防止逆變換損壞變壓器。同樣當低壓線路感應雷傳到配電變壓器時,低壓側避雷器也會動作,使雷電流人地,低壓線圈的電壓被限制在低壓避雷器殘壓之內,防止配電變壓器高壓側被按變比由低壓而感應的電壓所損壞。因此,必須在配電變壓器的低壓側安裝一組低壓避雷器。這種情況屬于正變換過電壓,由于配電變壓器的低壓側絕緣裕度高于高壓側,所以配電變壓器雷擊事故常發生在高壓側,尤其是中性點附近。低壓側加裝避雷器,因其往往采用架空線,容易受雷擊,直配變壓器因其變比大,更應在低壓側加裝一組避雷器。加裝低壓避雷器后,原來的點共同接地就成了點共同接地,就如圖所示。中性線及其連接方法中性線在三相負荷不平衡時流過電流,按有關規定該電流不得大于相線電流的。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可靠,應制作接線鼻板,螺栓應壓緊,防止接觸不良電流流過時發熱燒斷。

配電變壓器高壓側避雷器的接地引下線的接地電阻,應按《電力設備過電壓保護設計技術規程》所規定的要求進行,不能接在獨立的接地極上,否則,雷電流在接地電阻上產生的電壓將和避雷器的殘壓疊加,加在變壓器高壓繞組上,可能擊穿高壓繞組。

如配電變壓器坐落在高電阻率區域內,可用外引接地極引至近處土壤電阻率較低的地方,如低洼地、池塘、湖泊、江河、溪流邊等。如外引接地極有困難,可在接地極周圍放置木炭、化工廠弱腐蝕性廢渣或接地專用降阻劑等

3.3變壓器低壓側中性點接地

配變低壓側中性點接地也稱工作接地。工作接地一般有以下兩項作用:

1)減輕一相接地的危險。中性點采取不接地系統若發生一相接地,則中性線及設備外殼對地是相電壓(人體接觸十分危險),其它兩相電壓對地升到線電壓,故障時間越長,觸電危險性就越設備外殼直接接而不接零時,存在觸電危險大。中性點采取工作接地方式,發生一相接地時,中性線及設備外殼對地電壓比較低。因為,中性

點接地電阻R0≤4Ω,可以把設備對地電壓限制在安全范圍之內。

2)減輕高壓竄入低壓的危險。在配變低壓側中性點接地條件下,若10kV/0.4kV的配變發生高壓線圈對低壓線圈擊穿時,10kV高壓系統的單相接地故障電流(電容電流,通常為數安培)可通過中性點接地電阻(R0≤4Ω)形成分壓回路。此時低壓中性線及設備外殼上電壓U0較低見。

3.4重復接地

(1)在零線上多處接地(重復接地)的作用:

1)可以降低漏電設備對地電壓,減少觸電危險性。

2)可以減輕一旦零線斷線時的觸電危險。圖4中,沒有重復接地時,一旦零線斷線,斷線后面的接零設備發生漏電時帶全相電壓(A設備);有重復接地時,一旦零線斷線,斷線后面的接零設備發生漏電時只帶部分相電壓(B設備),減少了觸電危險性。

3)重復接地和工作接地構成零線的并聯分支。發生單相短路時,會增大單相接地短路電流,提高保護靈敏度,縮短跳閘時間。

4)架空線路采取在零線上重復接地,對雷電流具有分流作用,有利于限制雷電過電壓。

(2)對重復接地的要求

1)戶外架空線路宜采用集中重復接地。

2)架空線路的終端,分支線超過200m的分支處以及沿線每1km處零線均應重復接地。

3)高低壓線路同桿敷設時,共同敷設段的兩端低壓零線應重復接地。

4)以金屬外殼作為零線的低壓電力電纜,應重復接地。

5)車間內部宜采用環形重復多點接地。

6)每一重復接地的接地電阻不得大于10Ω,變壓器低壓工作接地的接地電阻不得大于4Ω。

7)電氣設備的接地、接零線不得串聯,必須直接接到接地干線聯接。

4接地裝置的形式

農村低壓電力技術規程(DC/T499—2001)要求,配電變壓器的工作接地,車間、作坊的接地及零線的重復接地裝置,宜采用復合式環形閉合接地網。在接地網中,重直接地體(可用長2.5～3.0m,直徑為50mm的鍍鋅鋼管或50mm×50mm×5m的角鋼)不少于2根。水平接地網(用50mm×5mm的鍍鋅扁鋼埋深不少于0.6m),面積不少于100m2組成,接地體之間應采用焊接。接地網的工頻接地電阻可按式

(1)計算:Re=ρ(1/4R+1/L)(1)式中Re———工頻接地電阻,Ω;

R———接地網的等效半徑,m;

L———水平接地體和垂直接地體的總長度,m;

ρ———電阻率,Ω•m(砂質粘土為100,黃土為250,砂土為500)。

通常情況下ρ值取100Ω•m,接地網等值半徑取10m,垂直接地體長度和水平接地體長度之和達到60m時,Re=4.15Ω,便可滿足配變中性點接地電阻的要求。接地裝置施工完成以后,還要實測接地電阻值,使之符合要求。

5結束語

從以上分析可知,正確的接線應是:變壓器外殼的保護接地線經避雷器橫擔與避雷器的接地引下線相連后接地,低壓側中性線的工作接地與另一側的接地極相連

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