配電變壓器臺區(qū);柱上開關;接地裝置;系統(tǒng)接地方式目前供電公司對配電變壓器臺區(qū)的防雷接地采取高壓側接避雷器,然后將避雷器的接地引下線與配電變壓器外殼及低壓中性點相連,共用一個接地裝置的做法,要求100kVA及以上的配電變壓器接地裝置的接地電阻為4Ω以下,100kVA及以下的配電變壓器接地電阻為10Ω以下,并要求人工接地裝置做成環(huán)形,這些規(guī)定,都是有關標準上的結論。而標準中的每條規(guī)定都是有具體的適用范圍,而許多具體規(guī)定在供電公司的現(xiàn)場規(guī)程中沒有反映,因而有必要對這些規(guī)定做出一些解釋,同時做一些更易于執(zhí)行的具體規(guī)定。
1配電變壓器防雷接線
1.1關于接地電阻的規(guī)定三點共同接地就意味著防雷接地(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(guī)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類建筑物供電的,標準上有規(guī)定,只有當保護接地的接地電阻R≤50/I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R≤50/I時,其中I為高壓系統(tǒng)的單相接地電流。對不接地系統(tǒng),I為系統(tǒng)的電容電流,對消弧線圈接地系統(tǒng),I為故障點的殘流。有些系統(tǒng)雖裝有消弧線圈,但常常運行不正常而退出運行,目前不少10kV系統(tǒng)IC都在40A左右,所以較大的高壓系統(tǒng)中R應取1Ω。如果按上述計算結果大于4Ω,則由低壓工作接地要求,不得大于4Ω。公式R≤50/I中,50為低系統(tǒng)的安全電壓,即高壓側對外殼單相接地時,接地電流流過接地裝置的壓降不得超過50V。而10kV系統(tǒng)中的電容電流差別很大,有的不足10A,有的高達上百安或數(shù)百安,所以配電變壓器三點共同接地時,要根據(jù)所在高壓系統(tǒng)的情況來確定接地裝置的接地電阻,不能籠統(tǒng)地規(guī)定4Ω或10Ω。由于接地電阻大小與系統(tǒng)單相接地電流有關,與配變?nèi)萘坎o關,所以現(xiàn)場規(guī)程的說法沒有道理。有的資料認為,當?shù)蛪汗ぷ鹘拥貑为毩碓O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,內(nèi)阻抗大,限制了接地電流,也就限制了地電位的升高。
1.2施工中還會出現(xiàn)其它接地方式,施工中常用接地方式三種方式中都是共同接地的,采用哪種方式為好,現(xiàn)分析如下。高壓側避雷器的作用是用來保護變壓器高壓線圈與外殼之間的絕緣,按圖2的接法,高壓線圈與外殼之間承受的電壓除避雷器殘壓外,還增加了接地引下線的電感、電阻上的壓降,這個壓降在雷電流沖擊下是不可忽視的,使其保護效果大為降低。而圖1的接法也會產(chǎn)生一個問題,就是低壓線圈及中性線全部承受接地裝置上的壓降,特別是當中性點存在重復接地,接地電阻小于配電變壓器接地電阻,且離配電變壓器較近時,高壓側避雷器的放電沖擊電流將較多流向重復接地,有時會將重復接地的引下線燒斷(重復接地線一般較細)。所以圖3的接法較為合理,對高壓線圈的防雷保護合理,對低壓中性線的沖擊也較小,因為部分雷電流已通過接地裝置流入地中。
1.3關于接地裝置的設計按標準規(guī)定,配電變壓器臺區(qū)的接地裝置應敷設為閉合環(huán)形,并加垂直接地極,這是因為環(huán)形內(nèi)的接觸電壓比較低,而沿環(huán)形接地體走路的行人,其跨步電壓也較小,城區(qū)的配電變壓器大多安裝在路邊,因常有人走動,為行人安全著想,必須敷設為環(huán)形。環(huán)形的大小,一般以5m為直徑,這是因為要發(fā)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別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(huán)后,測試接地電阻不合要求,則應在環(huán)外再做一個大環(huán),兩環(huán)相距4~5m,埋深比第一環(huán)深,至少兩處相連接,直至滿足要求為止。
1.4關于接地引下線的連接方式按部頒標準,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,通常在電桿下的1.8~2.0m處有一個斷接卡,也用螺栓連接。引下線一般用扁鋼,但也有采用鋼絞線。鋼絞線與扁鋼的連接應制作接線板,最好采用雙螺栓相連,以利于接觸良好。目前的實際情況是,高壓避雷器接地端分別用鋼絞線接線,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避雷器接地線絞合,然后再與接地裝置的引上線用螺栓連接,有的也未壓制接線鼻,這些連接都不符合標準的要求,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。
1.5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,填土時用干凈的原土并夯實。有條件時,應將環(huán)形水平接地極的面積適當增大些,或往環(huán)外再做一個環(huán),兩處相連,以降低接地電阻,盡可能達到1Ω。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。焊接處應采取防腐措施。