配電變壓器接地裝置安裝與試驗(yàn)

凌揚(yáng) 江蘇省送變電有限公司

配電變壓器的接地電阻超過了標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，如果同時(shí)伴有低壓相線絕緣損壞被損壞而產(chǎn)生接地，在這個(gè)時(shí)候，配電變壓器接地線將有一定的電流流過，接地相的電壓加在大地和接地電阻之間，同時(shí)中性點(diǎn)的接地電阻阻值如果越大，其所分配的電壓就越大。如果同時(shí)該配電變壓器的避雷器有效地對大地接地放電，那么這是的避雷器，甚至是配電變壓器將可能被損壞。

一、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(shí)，需要綜合考慮配電變壓器的運(yùn)行狀況、接地情況、接地保護(hù)需求等，保證其滿足主變壓器和高壓配電設(shè)備共同的接地保護(hù)需求。另外，還應(yīng)該充分考慮低壓配電裝置中可能存在的重復(fù)接地，在接零干線和地干線中合理選擇安全點(diǎn)（一般為兩個(gè)），保障接地體和安全點(diǎn)的連接。在進(jìn)行接地裝置安裝中應(yīng)該將干線和支線進(jìn)行連接，有效規(guī)避電路串聯(lián)問題。技術(shù)人員在配電變壓器及相關(guān)設(shè)備接地裝置安裝中，充分分析需要接地的部分，根據(jù)不同需求設(shè)置相應(yīng)的圓鋼或鍍鋅扁鋼（50mm*5mm），這樣有效保障了接地體金屬導(dǎo)體連接的安全可操作性。

二、配電變壓器技術(shù)現(xiàn)狀

目前，配電變壓器在狀態(tài)監(jiān)測方面配置較少，對分接開關(guān)擋位、噪聲、溫度、低油位、壓力釋放等重要狀態(tài)量普遍缺少監(jiān)測配置，同時(shí)無法開展?fàn)顟B(tài)評估和故障預(yù)警等高級應(yīng)用。針對上述問題，國內(nèi)外知名制造商和研究機(jī)構(gòu)針對配電變壓器中占比最高、涉及狀態(tài)參量最多的油浸式變壓器，開展了設(shè)備綜合狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究，其目的是實(shí)現(xiàn)配電變壓器電氣量和狀態(tài)量的采集、上傳，支撐新型智能配電變壓器終端的電能質(zhì)量分析、配電變壓器狀態(tài)檢修、線損分析等相關(guān)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)配電變壓器物聯(lián)網(wǎng)化和高級管理。

（一）配電變壓器接地電阻值增大

在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過程中，很多因素都會(huì)對配電變壓器的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，例如實(shí)際接地電阻值過大的情況。而導(dǎo)致這種問題產(chǎn)生的主要原因就是接地頭所在的土壤電阻值過大、土壤過于干燥、接地體并未充分連接接地頭、安裝不當(dāng)、接地體沒有按照相關(guān)規(guī)范來進(jìn)行埋設(shè)以及接地材料不當(dāng)?shù)牡榷喾N原因。在對配電變壓器進(jìn)行裝配的過程中，很多電力部門并沒有對接地線的作用進(jìn)行充分的認(rèn)識，選用的中性線截面不足。同時(shí)，在進(jìn)行避雷器安裝的過程中沒有充分牢固地將各個(gè)接地線連接點(diǎn)進(jìn)行處理，這些原因都是導(dǎo)致配電變壓器難以正常接地的主要原因，進(jìn)而導(dǎo)致配電變壓器接地電阻值偏高。最后，對于避雷器的接地多次進(jìn)行檢修，也會(huì)導(dǎo)致接地電阻值嚴(yán)重超過相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

（二）檢測聲響問題

配電變壓器運(yùn)行期間，會(huì)出現(xiàn)不同聲響，然而卻不會(huì)出現(xiàn)雜音。如果出現(xiàn)“嗡嗡”聲響，則表明配電變壓器處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)長時(shí)間處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，將會(huì)導(dǎo)致配電變壓器線圈損毀。為了降低配電變壓器運(yùn)行負(fù)荷，應(yīng)當(dāng)對變壓器進(jìn)行更換處理。當(dāng)配電變壓器運(yùn)行期間，發(fā)出“啾啾”聲響，則表明熔絲燒斷，必須找尋出故障原因。一般來說，當(dāng)變壓器損壞、內(nèi)部開關(guān)社會(huì)不合理，就會(huì)出現(xiàn)“啾啾”聲響。由于配電變壓器比較特殊，為了確保開關(guān)重合，會(huì)出現(xiàn)“吱吱”聲響，此時(shí)應(yīng)當(dāng)停電維修檢查。

（三）配電變壓器電氣量及狀態(tài)量監(jiān)測不全面

柱上變臺和美式箱變。柱上變臺和美式箱變，缺少高壓側(cè)進(jìn)線電壓、電流和鐵心接地電流的電氣量監(jiān)測；缺少配套傳感器，如：無勵(lì)磁分接開關(guān)擋位、壓力、噪聲、溫度、低油位、壓力釋放、負(fù)荷開關(guān)擋位信息（美式箱變）、微水、氫氣、局放等。

（四）電力線路線徑偏細(xì)且老化嚴(yán)重

電力線路線徑偏小且為鋼芯鋁 絞線是農(nóng)村集資架電的通病，主要是為了節(jié)約有限的建設(shè)資金，有的使用的甚至是從別處拆下來的舊線，安全系數(shù)和供電容量根本就達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。加之由于現(xiàn)有的農(nóng)網(wǎng)線路因缺少定期的維護(hù)和檢修更換，長年的高負(fù)荷工作加速了線路的老化，在風(fēng)吹日曬中老化現(xiàn)象嚴(yán)重，漏電、跳閘問題屢屢發(fā)生，甚至還有倒桿斷線的危險(xiǎn)，威脅到農(nóng)戶的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

（五）運(yùn)行聲音異常

配電變壓器在正常的運(yùn)行過程中，會(huì)發(fā)出連續(xù)均勻的聲音。如若配電變壓器在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的聲音，或者時(shí)大時(shí)小的嗡嗡聲說明變壓器運(yùn)行存在異常，這種故障主要是因配電變壓器在運(yùn)行的過程中、磁芯振動(dòng)造成的。在實(shí)際的維護(hù)工作中，如果變壓器出現(xiàn)不均勻的聲音，維護(hù)人員能夠根據(jù)聲音狀態(tài)分辨配電變壓器的大概故障，不均勻聲音持續(xù)時(shí)間較長，可能是通過電流過大、設(shè)備過大功率開啟、 系統(tǒng)發(fā)生短路引發(fā)的故障，在后期的工作中，維護(hù)人員需要根據(jù)大概判斷對配電變壓器故障進(jìn)行具體分析；如若配電變壓器內(nèi)部持續(xù)發(fā)生聲響，可能芯片硅鋼片振動(dòng)導(dǎo)致的異常；維護(hù)人員需要對配電變壓器運(yùn)行狀況進(jìn)行持續(xù)觀察，如果異常聲音逐漸變大，需要及時(shí)停止配電變壓器運(yùn)行；如若出現(xiàn)強(qiáng)烈、不均勻異響，并且伴有爆炸聲和放電聲，可能是因?yàn)殍F芯螺紋松動(dòng)并且鐵芯體松動(dòng)，持續(xù)性振動(dòng)造成硅鋼片絕緣材料破壞，鐵芯溫度逐漸升高，持續(xù)性的放電對絕緣材料也會(huì)造成破壞，甚至引發(fā)火災(zāi)，當(dāng)出現(xiàn)這種聲響，維護(hù)人員需要及時(shí)停止配電變壓器運(yùn)行工作，對故障原因進(jìn)行詳細(xì)分析。

三、配電變壓器接地裝置安裝與試驗(yàn)的注意事項(xiàng)

（一）接地裝置敷設(shè)方面的注意事項(xiàng)

若采用角鋼或鋼管應(yīng)用于接地裝置敷設(shè)，一般采用垂直接地或垂直布置方式進(jìn)行，保證不同接地體之間具有足夠間距，一般間距應(yīng)大于接地體長度的兩倍，同時(shí)接地體的接線部分也應(yīng)該進(jìn)行防機(jī)械損傷和防腐蝕處理。對于一個(gè)接地線而言，不能同時(shí)串聯(lián)不同的電氣設(shè)備用于接地，避免安全隱患，對于已經(jīng)敷設(shè)好的接地體在完成施工之后必須進(jìn)行處理，分層回填夯實(shí)。

（二）維護(hù)注意事項(xiàng)

在進(jìn)行配電變壓器運(yùn)行維護(hù)工作前，首先需要制定比較合理、科學(xué)的方案，并在實(shí)際的維護(hù)工作中遵守維護(hù)方案的規(guī)定內(nèi)容進(jìn)行維護(hù)工作，使維護(hù)計(jì)劃的指導(dǎo)作用充分發(fā)揮。另外，還需要對配電變壓器進(jìn)行定期、嚴(yán)謹(jǐn)、精細(xì)的檢查維護(hù)，避免因配電變壓器老化導(dǎo)致的運(yùn)行故障。一般情況下，配電變壓器的磨損和老化情況較為突顯，進(jìn)行定期的檢查維護(hù)工作能夠?qū)匣F(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)的發(fā)生，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，最大程度減少電力故障的發(fā)生。維護(hù)計(jì)劃的制定能夠?qū)S護(hù)工作開展起到指導(dǎo)作用，因此，電力企業(yè)的維護(hù)工作人員需要對配電變壓器的實(shí)際工作狀況進(jìn)行調(diào)查研究，對配電變壓器維護(hù)人員進(jìn)行合理的分配，充分做好配電變壓器的維護(hù)工作，保證輸電工作的正常運(yùn)行。

（三）接地不良檢修

當(dāng)受外界因素干擾時(shí)，變電設(shè)備系統(tǒng)會(huì)發(fā)生誤動(dòng)和拒動(dòng)，從而影響到電廠運(yùn)行的穩(wěn)定性，特別是在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，電力系統(tǒng)通過因特網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制，因此，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)時(shí)，就會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)跳閘信息，從而使各環(huán)節(jié)的工作難以進(jìn)行。電網(wǎng)中的誤動(dòng)現(xiàn)象也會(huì)造成資源的浪費(fèi)，降低電廠運(yùn)行的可靠性，因此，必須結(jié)合電廠實(shí)際運(yùn)行情況，采取正確的方法進(jìn)行電力系統(tǒng)控制，實(shí)現(xiàn)對可靠性因素的實(shí)際應(yīng)用。目前的電力設(shè)備維修主要是采用定期檢修與日常故障檢修相結(jié)合的方式，同時(shí)，狀態(tài)檢修也是目前電力維修行業(yè)追求的目標(biāo)模式之一。

（四）避免配電變壓器發(fā)生自動(dòng)跳閘故障方法

在多數(shù)情況下，配電變壓器正常運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)器和斷路器裝置不會(huì)出現(xiàn)跳閘問題，如若發(fā)生故障，配電變壓器保護(hù)裝置采取跳閘保護(hù)，對故障進(jìn)行及時(shí)的控制，減小因故障導(dǎo)致的損失，當(dāng)發(fā)生跳閘情況時(shí)，維護(hù)人員需要及時(shí)停止配電變壓器的工作運(yùn)行，并將跳閘實(shí)際情況匯報(bào)給調(diào)度員，對于造成配電變壓器跳閘的原因進(jìn)行細(xì)致檢查，重新開啟變壓器，觀察變壓器內(nèi)部是否存在異響聲、短路、火光等現(xiàn)象。同時(shí)，重新啟動(dòng)配電變壓器自動(dòng)跳閘故障之后，需要確保配電變壓器內(nèi)部不存在其他故障的前提下恢復(fù)運(yùn)行，對于無法確定的情況，不可進(jìn)行運(yùn)行，避免配電變壓器出現(xiàn)燒毀情況。

（五）電網(wǎng)機(jī)構(gòu)布置的改善

在進(jìn)行配電變壓器防雷布置的過程中應(yīng)當(dāng)對電網(wǎng)中配電變壓器之間距離進(jìn)行積極的優(yōu)化，即使原有配變距離較長同樣也應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行防雷處理，積極地在配電變壓器周圍設(shè)置避雷器。其次，相關(guān)電力部門應(yīng)當(dāng)積極的完善重點(diǎn)用戶的線路，大多數(shù)情況下可以在其入戶前50米進(jìn)行避雷器設(shè)置，以此才能夠最大程度避免低壓用戶被雷電擊中的情況下電流逆向流入線路造成電壓越級的情況發(fā)生，對配電變壓器進(jìn)行一定的保護(hù)。

（六）低壓三相不平衡的處理措施

如果低壓配電網(wǎng)三相用戶負(fù)載平衡時(shí)，其三相不平衡度、用戶輸出相電壓、接地電阻電壓和電流與接地電阻大小沒有關(guān)系；如果低壓配電網(wǎng)三相用戶負(fù)載不平衡時(shí)，三相不平衡度、用戶輸出相電壓、接地電阻電壓和電流與接地電阻的大小存在一定的關(guān)系，影響用戶的用電質(zhì)量。具體的實(shí)際運(yùn)行如果接地電阻足夠小，其對三相不平衡度、用戶輸出相電壓、接地電阻電壓和電流與接地電阻大小影響也會(huì)隨之而小。通過Matlab軟件進(jìn)行simulink仿真實(shí)驗(yàn)證實(shí)，RJ分別取200Ω、50Ω、12.5Ω、3.125Ω時(shí)，其電阻在為3.125Ω的時(shí)候，即小于4Ω的時(shí)候輸出相電壓最佳、接地電阻電壓和電流最小。因此，可以通過改造配電變壓器中性點(diǎn)接地電阻值，使其小于等于4Ω，能夠解決三相負(fù)載不平衡導(dǎo)致用戶用電電壓質(zhì)量問題，進(jìn)而可以解決用戶用電設(shè)備因三相不平衡導(dǎo)致?lián)p壞的問題。然而，針對低壓配電網(wǎng)三相不平衡的研究還有斷線不平衡、單相直接接地不平衡、單相高阻狀態(tài)接地不平衡等導(dǎo)致三相負(fù)載不平衡的問題，接下來需要詳細(xì)研究中性線斷線、相線斷線等問題與變壓器中性點(diǎn)接地電阻大小相互影響的問題分析與研究。

（七）加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)和安全管理

對改造完成的線路，電力部門加強(qiáng)專業(yè)人員定期維護(hù)檢修設(shè)備和線路，提高設(shè)備線路的使用壽命。還要確保農(nóng)戶電力線路的布置和安裝由專人按照相應(yīng)的操作規(guī)范進(jìn)行，嚴(yán)禁農(nóng)戶私拉亂接、違規(guī)用電。通過禁止農(nóng)戶私自拉扯線路等一系列管理規(guī)范來保障用電安全。通過認(rèn)真準(zhǔn)備和精心實(shí)施，廟坪村全村電網(wǎng)改造工程順利實(shí)施，施工期間全體村民積極支持，沒有發(fā)生一起阻撓施工事件。安全完工并投運(yùn)成功后供電質(zhì)量和安全水平得到大幅度提升，生產(chǎn)生活供電問題徹底解決，尤其保證了村民在陰雨天氣里花椒烘干機(jī)也能夠按需隨時(shí)使用，不怕花椒發(fā)霉變質(zhì)，有力地支持了脫貧致富事業(yè)。同時(shí)，電網(wǎng)安全運(yùn)行和高損問題也得到顯著改善。

（八）配電變壓器接地裝置的優(yōu)化

通過對以往大量的配電變壓器雷擊事故進(jìn)行分析，我們可以明顯地看出，當(dāng)配電變壓器處于100KV 以上，那么相應(yīng)配電變壓器的接地電阻為 4 歐，而處于 100KV 以下的配電變壓器接地電阻在10 歐以內(nèi)。因此，在進(jìn)行配電變壓器安裝的過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況對配電變壓器的接地裝置進(jìn)行調(diào)整，建議采用水平放射接地、垂直接地、四邊形放射性接地。相較于其他的接地方式，四邊形放射性接地的效果更好，但是有著十分苛刻的地形需求，因此配電變壓器接地裝置安裝的過程中并沒有大規(guī)模的應(yīng)用這種四邊形放射性接地。由于我國山地較多，因此垂直接的方式是應(yīng)用最為廣泛的一種配電變壓器接地裝置施工方式。

四、結(jié)束語

配電變壓器的接地裝置安裝中必須從材料選擇、安裝環(huán)境選擇、工作人員素養(yǎng)提高等多方面入手，同時(shí)在接地裝置安裝完成之后需要進(jìn)行科學(xué)必要的試驗(yàn)，確定最終能夠應(yīng)用的反感。另外在接地裝置投運(yùn)期間，還必須要全面把握接地裝置運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行定期檢修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題解決問題，保證配電變壓器線路的安全運(yùn)行。