关于配电变压器防雷接地的问题摘要：针对地处多雷区的配电台区，提出了防雷措施，有效地防止了变压器受雷击而损坏事故，提高供电可靠率。

关键词：防雷接地?接地电阻?三位一体?四点共同接地中图分类号：tm8 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2012）09（c）-0094-02针对近几年来我市遇恶劣天气较多，我局配电变压器时有遭雷击并损坏造成供电可靠率下降，设备损坏，并致使用电客户家用电器烧坏，群众对此反应较大。

对损坏变压器进行接地电阻测试，接地电阻超出《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》及《电力设备预防性试验规程》规程规定，其主要原因是由于变压器接地方式不正确，接地装置不规范，导致避雷器降低或失去保护作用，如果有雷电击打在变压器上或线路上，变压器就会有被雷击坏的可能，使我局供电可靠性下降，设备损坏率上升，从而影响经济效益，造成社会负面影响。

1 现状调查及原因分析我局管辖有20个乡镇，143条10kv线路，其中4071台供电台区，多数是新型节能变压器，但也有不少的高能耗变压器，这些高能耗变压器运行时间长，缺乏运行维护，设备老化，本体性能差，加之防雷接地设计不周、结构不合理、施工质量差等诸多问题，时刻危及电网的安全运行，由于所辖供电区地质情况较复杂，各台区土壤电阻率相差较大，且配电变压器接地方式单一（只用两50×5，长约2.5m的角铁打入地下，且两个接地极没有用接地扁铁可靠连接），接地电阻多数超出《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》及《电力设备预防性试验规程》规程要求，没有符合《交流电气装置的接地》规程要求，致使高压侧避雷器的放电冲击电流无法快速泄入大地，降低或失去了保护变压器的作用。

1.1 目前我局采用的配变防雷接地方法目前我局配电变压器的防雷接地方式如图1所示，这种接地方式为三位一体，配电变压器防雷接地采取高压侧接避雷器上端，然后将避雷器下端用接地引下线与接地装置连接。

低压侧星点与配电变压器外壳、低压避雷器共用一个接地装置。

低压侧星点接地串联接在变压器外壳上按照《交流电气装置的接地标准》电气设备每个接地部分应以单独的接地线与接地母线相连接，严禁在一个接地线中串联几个需要接地的部分，如接地线串联使用，则当一处接地线断开时，造成了后面串接设备接地点均不接地，所以规定禁止串接。

我局配电低压侧安装有低压避雷器，但低压配电箱多数未能可靠接地，当低压侧有雷电波侵入时，容易引起正变换过电压，即当雷电波由低压线路侵入时，配电变压器低压绕组就有冲击电流流过。

这个冲击电流也同样按匝数比在高压绕组上产生感应电动势，使高压侧中性点电位大大提高，它们层间和匝间的梯度电压也相应增加，高低压线圈绝缘容易击穿。

高压线圈与外壳之间承受的电压除避雷器残压外，还增加了接地引下线的电感、电阻上的压降，这个压降在雷电流冲击下是不可忽视的，使其保护效果大为降低。

另外，接地电阻过大，如果三相负载不平衡，低压中性点位移，将在中性线和变压器外壳上产生电压，可能发生接触电压和跨步电压，对人身安全造成威胁。

1.2 配变接地装置分析我局配变接地装置的埋设位置多数随台架（电杆）敷设，一般间距为2.5m，间距较短，造成相互电流屏蔽效应（电流屏蔽效应是并联接地极的各散流电流出现彼此排挤的现象），接地极的距离越近，相互间电流的影响越大。

由于各接地极的电流向大地散流时，在空间上的电流互相排挤，谁都不可能像单独占用空间时那样自由顺畅地散流，使得每个接地极散流的阻力增大即散流电阻（接地电阻）增大，因而接地电阻并联值增大。

当高压侧侵入雷电波，引起避雷器动作时，在接地电阻上流过大量的冲击电流，当接地电阻超出规程规定（我局配电变压器接地电阻往往都超出规程规定），避雷器不能可靠动作，避雷器的残压很大，将作用在高压绕组的上，将造成高压或低压绕组绝缘降低或击穿。

2 要因确认各台区土壤电阻率相差较大，接地装置单一，接地装置间距较短，造成相互电流屏蔽效应，且多数没有通过扁铁可靠连接，未形成可靠接地装置，接地电阻超出《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》及《电力设备预防性试验规程》规程规定。

配电变压器中性点接地方式不正确且接地引下线大部分用铝线代替，变压器长期运行铝线会出现严重氧化，接地电阻增大，再加上地埋接地体锈蚀、断裂，造成中性点电位偏移，可能发生接触电压和跨步电压，对人身安全造成威胁，应用裸铜绞线截面不小于35mm2。

大多数低压配电箱未能可靠接地，使低压侧避雷器失去防雷作用，低压避雷器从安装到运行期间未做过试验。

根据《电力设备预防性试验规程》规程规定，接地装置不超过6年进行一次试验，但我局农村配电接地装置未做过试验3 制定对策变压器接地方法改造：提出以下整改方案如下（如图2所示）：该接地装置为四点共同接地，采取变压器外壳与高压侧避雷器共用一个接地装置，如将避雷接地线和变压器外壳连在一起再接地，那么只有避雷器残压作用在变压器上，可避免叠加高电压损坏配电变压器的绝缘。

低压侧中性点与低压侧避雷器共用一个接地装置，且两个接地装置的接地极要可靠连接。

其目的是为了防止流经避雷器的雷电流，在接地电阻上的压降施加在变压器绕组上。

共同连接以后，设备绝缘所承受的电压只是避雷器的残压，雷击电流在接地电阻上的压降，就不会作用在设备的内绝缘上。

该接地方式对高压线圈的防雷保护合理，且高压侧受雷击时对低压中性线的冲击也较小（部分雷电流已通过接地装置流入地中）（1）接地装置整改措施：按《交流电气装置的接地》标准规定，配电变压器台区的接地装置应敷设为闭合环形，并加垂直接地极，这是因为环形内的接触电压比较低，而沿环形接地体走路的行人，其跨步电压也较小，城区的配电变压器大多安装在路边，常有人走动，敷设为环形，可以保障行人人身安全。

环形的大小，一般以5m为直径，这是因为要发挥水平接地极和垂直接地极的散流效果，减少相互电流屏蔽效应，降低接地电阻而必需的。

但有些安装地点过于狭窄时，可为椭圆形，短轴距不得低于3m。

（2）对已建成台区进行改造：测试接地电阻、土壤电阻率、接地导通试验，接地装置是否能满足变压器工作、保护与防雷接地要求，对不合格或腐蚀严重的接地装置，应及时予以更换或改造。

对三位一体接线方式，改为四点共同接地。

可以测量土壤电阻率制定接地极数量及形状，对土壤电阻率低的台区，采取适当增加不同形状的复合接地体，变达到需要的接地电阻值。

对高土壤地区应根据实地情况，选择接地装置如放射状或作水平延伸。

土壤电阻率大于500 mω时，每根最大长度为40m，大于1000 mω时，每根最大长度为60m，我局土壤电阻率通常为mω。

如还不能满足规定的接地电阻时，可采用降低以下降低接地电阻的措施：①更换土壤采用电阻系数较低的黏土、黑土及沙质土代替原有电阻系数较高的土壤，一般换掉接地体上不部1/3长度，周围0.5m以内的土壤。

②人工处理土壤在接地体周围土壤中加入化学物，如食盐、木炭、炉灰、氮肥渣、电石渣、石灰等，提高接地体周围土壤的导电性。

其中食盐工程造价较低而且效果明显，但土壤经人工处理后，会降低接地的热稳定性、加速接地体的腐蚀、减少接地体的使用年限。

因此一般来说，是在万不得以的条件下才建议采用。

③深埋接地极当地下深处的土壤或水的电阻率较低时，可采用深埋接地极来降低接地电阻值，这种方法对含砂土壤最有效果。

但施工困难，土方量大，造价高，在岩石地带困难更大。

4 关于接地装置的施工对新建的配电台区进行安装前，要进行土壤电阻率测试，进而制定接地装置数量及制定接地装置方案。

选取接地装置材料应按《交流电气装置的接地》规程规定，按土壤对接地体的腐蚀，使用年限按30年，年腐蚀率0.1～0.2mm及接地装置按热稳定要求选取。

施工要求：（1）接地体的埋设深度其顶部不应小于0.6m，角钢及钢管接地体应垂直配置。

（2）垂直接地体长度不应小于2.5m，其相互之间间距一般不应小于5m。

（3）接地体埋设位置距建筑物不宜小于1.5m；遇在垃圾灰渣等埋设接地体时，应换土，并分层夯实。

（4）当接地装置必须埋设在距建筑物出人口或人行道小于3m时，应采用均压带做法或在接地装置上面敷设50～90mm厚度添置沥清层。

其宽度应超过接地装置2m。

（5）接地体（线）的连接应采用焊接，焊接处焊缝应饱满并有足够的机械强度，不得有夹渣、咬肉、裂纹、虚焊、气孔等缺陷，焊接处的药皮敲净后，刷沥青做防腐处理。

（6）采用搭接焊时，其焊接长度如下：①镀锌扁钢不小于其宽度的2倍，三面施焊。

（当扁钢宽度不同时，搭接长度以宽的为准）敷设前扁钢需调直，煨弯不得过死，直线段上不应有明显弯曲，并应立放。

②镀锌圆钢焊接长度为其直径的6倍并应双面施焊（当直径不同时，搭接长度以直径大的为准）。

③镀锌圆钢与镀锌扁钢连接时，其长度为圆钢直径的6倍。

④镀锌扁钢与镀锌钢管（或角钢）焊接时，为了连接可靠，除应在其接触部位两侧进行焊接外，还应直接将扁钢本身弯成弧形（或直角形）与钢管（或角钢）焊接。

（7）当接地线遇有白灰焦渣层而无法避开时，应用水泥砂浆全面保护。

（8）采用化学方法降低土壤电阻率时，所用材料应符合下列要求：①对金属腐蚀性弱；②水溶性成分含量低。

（9）所有金属部件应镀锌。

操作时，注意保护镀锌层。

接地体间的扁钢敷设：（1）扁钢敷设前应调直，然后将扁钢放置于沟内，依次将扁钢与接地体用电焊（气焊）焊接。

扁钢应侧放而不可放平，侧放时散流电阻较小。

扁钢与钢管连接的位置（2）距接地体最高点约100mm。

焊接时应将扁钢拉直，焊好后清除药皮，刷沥青做防腐处理，并将接地线引出至需要位置，留有足够的连接长度，以待使用。

5 结语在雷雨多发地可增加10kv配电线路避雷器，建立配电变避雷器校验档案记录，并曾加开展低压侧避雷器校验工作，对供电所人员进行培训，使其能正确使用接地电阻测试议，在雷雨季节来前，对配电台区接地电阻进行测试。

所以我们必须严格按标准的有关规定执行，认真施工，以确保防雷和接地的安全运行。

参考文献[1] 韩爱芝.判断变压器绕组变形的简单方法[j].变压器，2003（4）.[2] 陈化钢.电气设备预防性试验方法[m].北京：水利电力出版社，1994.[3] dl/t 596-1996电力设备预防性试验规程[s].。