1.6關于低壓側(cè)裝避雷器由于采用三點共地后,高壓側(cè)避雷器的放電電流(特別當三相同時放電時)很大,在接地電阻上的壓降也很高。該壓降加在低壓線圈上,通過低壓線路電容接地,在低壓線圈中就有一沖擊電流使線圈勵磁,通過電磁感應使高壓線圈感應出很高的電壓。高壓側(cè)電壓受高壓側(cè)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,導致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(cè)也加一組避雷器。當?shù)仉娢簧邥r,通過避雷器放電,使低壓線圈只承受低壓避雷器的殘壓(1300V左右),這樣高壓中性點附近的過電壓就被限制在可承受范圍之內(nèi),這就是防止逆變換損壞變壓器,見圖5。同樣當?shù)蛪壕€路感應雷傳到配電變壓器時,低壓側(cè)避雷器也會動作,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內(nèi),防止配電變壓器高壓側(cè)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(cè)絕緣裕度高于高壓側(cè),所以配電變壓器雷擊事故常發(fā)生在高壓側(cè),尤其是中性點附近,配電變壓器正變換情況低壓側(cè)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(cè)加裝一組避雷器,尤其是當35kV線路開路運行,高壓側(cè)無避雷器保護時。加裝低壓避雷器后,原來的三點共同接地就成了四點共同接地,見圖1。1.7關于中性線及連接中性線在三相負荷不平衡時流過電流,按有關規(guī)定該電流不得大于相線電流的25。另外,中性線、中性點接地線與配電變壓器低壓中性線端頭的連接應可靠,應制作接線鼻(板),螺栓應壓緊,防止接觸不良流過電流時發(fā)熱燒斷。中性線斷線意味著低壓系統(tǒng)失去接地,成為不接地系統(tǒng)。三相負荷不平衡時,導致三相電壓相差很大,燒毀用電設備。
2關于柱上開關的防雷接地
高壓柱上開關及隔離開關一般作為聯(lián)絡開關用,標準規(guī)定應在一側(cè)或兩側(cè)裝設避雷器(開關經(jīng)常斷開),且避雷器引下接地線應與開關外殼(包括隔離開關底座)連接,這是為了保證開關對地絕緣只承受避雷器殘壓,而得到有效的保護。但觀察中發(fā)現(xiàn),不少柱上開關兩側(cè)的高壓避雷器接地線都是直接引入地下,未與開關外殼相連。此時開關對地絕緣所承受的除避雷器殘壓外,還包括引線和接地裝置電阻上的壓降。如接地引線電感為1.67μH/m,引線長10m,雷電波波頭2.5μs,幅值5kA,加上接地電阻上的壓降,避雷器的殘壓取50kV,則開關承受的電壓為133.4kV,已超過了開關的沖擊絕緣水平75kV,避雷器就起不到保護作用。有些開關外殼雖有引下接地線,也是單獨入地,即使共用一個接地裝置,開關絕緣所承受的電壓也高于殘壓。單獨柱上開關的接地裝置,其接地電阻不應大于10Ω,這也是標準的規(guī)定,柱上開關的外殼,隔離開關閘刀的底座,以及旁邊的絕緣子橫擔(金屬),應連在一起與避雷器的接地引下線相連,這樣就使隔離開關支持絕緣子都能得到保護,防止雷擊閃絡,充分發(fā)揮避雷器的作用。其連接線可采用Φ8mm的圓鋼或20mm×3mm的扁鋼。線路中所裝設的高壓無功補償電容器也應加金屬裝氧化物避雷器,其接地引下線也應與電容器的外殼相連。
3配電變壓器低壓側(cè)的接地型式
前述配電變壓器低壓側(cè)中性點接地,并與高壓側(cè)避雷器接地共用一個接地裝置,適應于大量采用的低壓系統(tǒng)為TN和TT,但是如采用IT制式,則中性點就不能接地。TN系統(tǒng),又分三種情況:?TN-C系統(tǒng),整個系統(tǒng)中用電氣設備外殼保護線與中性線合一;?TN-S系統(tǒng),整個系統(tǒng)中電氣設備外殼保護接地線與中性線分開,有專用保護線;?TN-C-S系統(tǒng),系統(tǒng)中有部分線路的中性線和保護線合一。TT系統(tǒng),系統(tǒng)中有一點直接接地,用電設備外殼采取接地保護。IT系統(tǒng),配電變壓器低壓中性點不接地,用電氣設備外殼單獨接地保護。(1)TN-C系統(tǒng)(2)TN-CS系統(tǒng)(3)TN-S系統(tǒng)(4)TT系統(tǒng)(5)IT系統(tǒng)圖
一般居民用戶可用TN-C-S系統(tǒng),即低壓從配電變壓器引出的主干線可以采取TN-C系統(tǒng)(四線制),到用戶的支線采取TN-S系統(tǒng);工廠車間可以采用TT系統(tǒng),電動機用三相電源,照明用單相電源,配電變壓器中性點接地,到車間后,車間設備的外殼單獨接地。需防爆的場所最好采用IT系統(tǒng),三根相線或四根(加中性線)送過去,中性點不接地,外殼單獨接地,這樣相線碰地或碰外殼,電流很小,不會產(chǎn)生火花,防止爆炸。如接地點和中性點接地電阻都是4Ω,TN、TT系統(tǒng)相線接地時,中性點上會產(chǎn)生危險的電壓,該電壓U0=110V。4接地電阻的測量測量配電變壓器接地電阻應停用配電變壓器(TN或TT制式),拆開中性點接線及與外殼的連線。主要目的是防止重復接地影響測量結(jié)果。測量可用接地電阻測試儀,布線方向應與架空線垂直方向(電纜線路不限)。電壓電流極應打在比較潮濕的地方,減少其接地電阻,減少測量誤差。測量點的選取,測量接地裝置電阻應包括引線和接頭的電阻。判斷標準:如為共用接地裝置,接地電阻據(jù)所在系統(tǒng)的電容電流按R≤50IC計算出要求值,如計算值超過4Ω,則按4Ω選取。配電變壓器防雷接地工程是一項復雜的工程,要考慮防雷接地、保護接地、工作接地的各種要求,以其中最小值為標準來設計和施工。不要認為“接地”可以馬虎從事,它關系到人身和設備安全的大事,即防雷保護的有效性。接觸電壓、跨步電壓的大小,人體接觸外殼時的電壓高低都涉及到電擊事故發(fā)生的機率,及危害程度,所以必須認真施工,按標準的有關規(guī)定執(zhí)行,以確保防雷和接地的安全運行。