淺談配電變壓器接地裝置設計問題分析

點擊:489 添加時間:2019-04-10 15:19:00 信息來源:
 

1.1關于接地電阻的規定

三點共同接地就意味着防雷接地(高壓避雷器)、保護接地(外殼)和工作接地(低壓中性點)共用一個接地裝置,其接地電阻應滿足三者之中的最小值,其中防雷接地一般規定小于10Ω,但要有垂直接地極,以利散流低壓工作接地一般應小于4Ω。因而接地電阻主要取決于高壓側對地擊穿時的保護接地,一般情況下配電變壓器都是向B類建築物供電的,标準上有規定,隻有當保護接地的接地電阻R50/時,高壓側防雷及保護接地才能與低壓側工作接地共用一個接地裝置。反過來說,如果采取三點共同接地,則R50/時,其中為高壓系統的單相接地電流。

10kV系統中的電容電流差别很大,所以配電變壓器三點共同接地時,要根據所在高壓系統的情況來确定接地裝置的接地電阻,不能籠統地規定4Ω或10Ω由于接地電阻大小與系統單相接地電流有關與配變容量并無關。

有的資料認為,當低壓工作接地單獨另設時,100kVA以下的配電變壓器的低壓側工作接地電阻,可放寬到10Ω,原因是變壓器小,内阻抗大,限制了接地電流,也就限制了地電位的升高。(這解釋了為什麼夏天測三相不平衡電流零序電流為什麼這麼大,原因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确的測量點在變壓器低壓零序樁頭與變壓器外殼接地(保護接地)連接點之間)

1.2關于接地裝置的設計

按标準規定,配電變壓器台區的接地裝置應敷設為閉合環形,并加垂直接地極,這是因為環形内的接觸電壓比較低,而沿環形接地體走路的行人,其跨步電壓也較小,城區的配電變壓器大多安裝在路邊,因常有人走動,為行人安全着想,必須敷設為環形。

環形的大小,一般以5m為直徑,這是因為要發揮水平接地極和垂直接地極的散流效果,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,則可為橢圓形,短軸距不得低于3m,兩個垂直接地極宜打在短軸兩端點附近,高壓避雷器及外殼接地和中性點的接地分别引至垂直接地極附近,以利于散流。

如土壤電阻率較高,做一個環後,測試接地電阻不合要求,則應在環外再做一個大環,兩環相距4~5m,埋深比第一環深,至少兩處相連接,直至滿足要求為止(實際施工過程中應地形優先,地網整體呈圓狀即可)

1.3關于接地引下線的連接方式

按部頒标準,除設備的接線端子可用螺栓連接外,引下線及接地裝置都應使用焊接,但為安裝方便,通常在電杆下的18~20m處有一個斷接卡,也用螺栓連接。引下線般用扁鋼,但也有采用鋼絞線。鋼絞線與扁鋼的連接應制作接線闆,最好采用雙螺栓相連,以利接觸良好。

目前的實際情況是,高壓避雷器接地端分别用鋼絞線接線,三根鋼絞線再連在一起,且都是絞合連接,配電變壓器外殼的接地線也用鋼絞線與遊雷器接地線絞合,然後再與接地裝置的引上線用螺栓連接,有的也未壓制接線鼻,這些連接都不符合标準的要求,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,均采用焊接,也不宜在中間設斷連卡,而直接入地與接地裝置進行焊接,低壓中性點直接用扁鋼引至接地裝置與之焊接,扁鋼宜采用30×40mm2

1.4關于接地裝置的施工

接地裝置的地下水平接地極應采用40×4的扁鋼,垂直接地極用L40×4,埋深大于60cm,填土時用幹淨的原土并夯實。有條件時,應将環形水平接地極的面積适當增大些或往環外再做一個環,兩處相連,以降低接地電阻,盡可能達到1,地下連接處應采用焊接,并符合要求。扁鋼的搭接長度應為扁鋼寬度的2倍,且應三面或四面焊接,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,應兩面焊接且不得有虛焊。焊接處應采取防阏措施。

 

 

1.5關于低壓側裝避雷器

由于采用三點共地後,高壓側避雷器的放電電流(特别當三相同時放電時)很大,在接阻上的壓降也很高。該壓降加在低壓線圈上,通過低壓線路電容接地,在低壓線圈中就中擊電流使線圈勵磁,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就很高,容易在中性點附近,導緻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,即一般采取低壓側也加一組避雷器。

當地電位升高時,通過避雷器放電,使低壓線圈隻承受低壓避雷器的殘壓(1300左右),這樣高壓中性點附近的過電壓就被限制在可承受範圍之内,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,低壓側遊雷器也會動作,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内,防止配電變壓器高壓側被按變比感應的電壓所損壞。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,因其往往采用高、低壓架空線,容易受雷擊,35/0.4KV直配變壓器因其變比大,更應在低壓側加裝一組避雷器,尤其是當35KV線路開路運行,高壓側無避雷器保護時。加裝低壓避雷器後,原來的三點共同接地就成了四點共同接地。

 

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