电力变压器的接地保护技术探究

刘恩义

贵州电网有限责任公司毕节市郊供电局贵州毕节551700

摘要：目前我国城市发展迅速，电力系统为城市发展做出了很大贡献。电力系统中，变压器的主要作用为，依据电力系统运行状态以及各个区域的用电需求对电压进行自动调整，保证电力系统的稳定运行。然而电力系统运行的过程中，受到多种因素的影响很容易出现短路问题，对供电质量与供电效率带来较大影响，此时就突出了变压器接地保护技术的重要性。因此要想保证电力系统的稳定运行，就必须加大对变压器接地保护技术的重视。文中就从变压器的接地要求入手，对变压器接地保护技术的要点内容进行阐述。

关键词：电力变压器；接地保护技术

引言

在经济和社会迅猛发展的今天，电力的供应和安全成为全社会和电力行业的关注要点，随着电力网系统的复杂和承载负担的增加，实现电力稳定和运行安全的难度越来越高。变压器接地保护是电力系统安全和功能安全的主要保障，只有变压器接地保护的功能发挥，才能够有效控制电力网功能和安全障碍与威胁的影响，可见加强变压器接地保护的价值与意义。应该从变压器接地保护的单项短路、接地电阻过大等实际常见问题的分析出发，确定控制变压器接地电阻的方法和技术，以施工和技术两个环节为主要途径，控制变压器接地保护工作的要点，在提升变压器接地保护工作水平的同时，做到对电力网和变压器性能稳定和功能安全的技术保障和管理支持。

1变压器接地的要求

我国当前的低压配电系统中，接地方式以中性点接地为主，这就意味着，变压器、避雷器、低压绕组以及配电变压器的外壳等装置使用同一个接地装置。我国电力安全运行方面的相关规定中明确指出，对于不同容量的变压器来说，接地电阻的限制也存在一定的差异，例如，容量为100kV·A以下的变压器，要求其接地电阻在10Ω以内，而对于容量为100kV．A以上的变压器，则要求其接地电阻在4Ω以内。一般而言，当配电变压器出现接地问题或者电阻值与规定需求不符时，便会对设备的运行安全形成较大威胁。但是，现阶段所采用的接地保护系统并不会由于发现故障问题而断电，致使这些接地问题时常被人们忽略，这不仅会造成设备损坏，还会对作业人员的安全性带有一定影响。为此，电力企业在后续的发展中，需要以严谨的态度，对待配电变压器的接地保护问题。

（1）对土壤条件的要求：由于电阻值对接地装置的应用性能具有较大的影响，为此，在进行接地装置安装时，需要考虑到区域内的电阻值问题。一般要求，将接地装置安装在电阻值较小的区域内，使其接地电阻与土壤电阻呈现正比关系，从而保证接地装置的运行质量。

（2）对接地材料和规格的要求：对于接地装置材料的选择，应该优先选用自然接地。主要表现为电力厂房的钢筋结构和各类管道。需要特别注意的是，需要确保接地部分的可靠性。

（3）人工接地连接要求：对于水平接地装置来说，为了保证接地质量，需要采取人工干预的方式，对接地装置进行合理焊接。

（4）人工接地敷设要求：对于接地极敷设深度的有效确定，不仅能够减少电阻值，还能确保接地质量。然而，深埋接地极的操作会加大施工的难度，同时也会增加一定的施工成本投入。为此，需要在保证电阻值的基础上，对其深度有效设计。根据人工接地施工的经验，将其深度控制在0.6-0.8m为宜。

2接地电阻过大对变压器接地保护的影响

2.1变压器接地电阻过大的原因

一方面，接地装置所使用的材料不达标变压器中性点接地中连接的接地体，在安装掩埋过程中会出现不正当操作，安装时也会存在不合理，再加上制造工艺等原因，常常会出现接地体与线头连接处出现松动，有时候还会受到环境的影响，如接地体附近的土壤过于干燥等原因，这些情况都可能造成接地体的电阻阻值出现增大的结果。另一方面，对变压器接地保护认识不足，没有在变压器接地安装中采用的中性线的截面积较小，当系统中的三相负荷出现不平衡时，中性线上的电流变得太大时会烧断电线。某些情况下，由于受到较大的外力破坏，接地线被盗或被施工所损坏，都有可能导致接地线电阻过大。

2.2变压器接地电阻过大的危害

一方面，过大的变压器接地电阻会造成触电事故的发生，这会使相线的绝缘受到损害，比如，当B相接地时，在变压器的接地线中会有电流，当接地电阻增大时，在接地电阻上分得的电压相应就会越多。若此时出现有人不慎接触到变压器外壳、中性线或者变压器的接地线，将会导致接地电阻和人体形成并联电路，此时接地电阻越大，在人体上产生的分压越大，威胁着人体的安全。当变压器的中性线与设备外壳相连接时，保护接地，但是用电设备对地并不绝缘，这种情况当B相处于接地状态时，若不慎接触到用电设备外壳，也将会造成触电事故。另一方面，过大的接地电阻会导致电力网中用电设备烧毁，若是在电力网三相四线制的变压器出现中性线断线，这时将整个变压器将会出现负载不平衡，负载的接地点会发生偏移，使得变压器相电压升高，损坏变压器用电设备，影响变压器和电力网的稳定。

3变压器接地保护技术要点阐述

3.1接地极材质的选择

通常接地材料选用钢结构，对接地体进行选材时，要注意材料不能出现较大腐蚀，或结构存在畸形，质地不均匀等。垂直掩埋的接地体应当使用镀锌角钢，镀铜的角钢效果也较好，深埋土壤中可以起到很好的抗腐蚀作用。

3.2TN—C系统中需要注意的问题

对于TN—C系统来说，一般是将变压器和避雷器通用一个接地装置，在这种应用制式中，为了避免爆炸问题的发生，需要尽量将外壳单独接地。需要特别注意的是，在容易发生爆炸隐患的作业区域，应尽量避免使用中性点接地方式进行接地保护，从而保证不会由于各个相线的接触所产生的火花造成火灾隐患或者爆炸风险。

3.3变压器低压侧中性点接地

在变压器接地保护装置安装时，对于低压侧中性点接地的施工，实际上就是为了保证电力施工的安全性，避免发生短路现象对施工人员人身安全带来影响，为此，又可被称为是工作接地。其作为主要表现为两个方面：一方面为降低一相接地的危险性。采取中性点不接地的方式实行接地保护，一旦发生接地故障问题时，接地中性线和设备外壳中的电压对地，但是无法有效导入地下，致使施工人员在接触到电压之后会对自身安全造成较大影响。且由于电压无法得到有效疏导，接地故障维持的时间越长，所积蓄的电压也就越多，对施工人员人身安全的影响较大。而在采用中性点接地方式进行接地保护时，在发生接地故障之后，中性线可以将外壳的电压值控制在安全范围之内，从而保证作业安全；另一方面表现为降低高压窜入低压的危险问题。在中性点接地的状况下，一旦发生高压进入低压线圈且对其造成击穿反应，必定会引发高压系统的接地故障问题。针对此类问题，可以依据接地电阻的特点，对其电压进行调整，使其形成分压回路，从而降低外壳的电压值，保证作业人员的人身安全。

3.4重复接地

在特定的作业环境下，可以采取重复接地的方式，来提升接地保护装置的应用效果。对于户外的架空线路以及终端来说，可以在其零线上设置多处接地位置，一般在200m的范围内便需要存在一处接地保护。另外，在高低压线路的辐射作业中，其两端的零线也需要采取重复接地的方式实行接地保护。对于电网车间内的设备外壳处的零线在必要的时候也可以采取重复接地的方式。

结语

变压器中性点部分接地可以保证变电站系统的稳定运行，降低事故造成的损失，良好的接地体是变压器稳定运行的可靠保障。本文的研究结果对于变电站变压器的安装、正常运行具有重要的借鉴意义。

参考文献

[1]黄燕艳，邓秋荃，施围.系统的运行方式与工频过电压[J].高压电器，2003（03）.

[2]朱天游.500kV自耦变压器中性点经小电抗接地方式在电力系统中的应用[J].电网技术，1999（04）.