卢国勇

（中国船舶七五〇试验场，云南昆明 650217）

1 变电所的接地形式（共用接地和分开接地）

现阶段，我国10 kV电网系统的接地形式多样，日常建设工作中，通常考虑高低压两类系统保护接地的协同处理思路，将两者合并为一个接地，有利于降低工作量、简化接地装置的设置口。该思路也存在局限性，变电所充当多重角色，是高压系统的负荷端以及低压系统的电源端。需要取特定的中性线作为系统接地，提高低压系统的运行稳定性。

系统运行特性等方面均有独特性时，对应的接地方式不同。如TN-S系统中，变压器室PE线能够与变电所总PE线互连，但在TN-C、TN-C-S、TT系统中无法直接相连，需要与某些特定的接地装置实现稳定连接。选择接地方式时，应充分考虑系统的具体类型，保证所用接地形式的适用性。

在部分环境中，10 kV电网采取小电阻接地的方法，容易迫使故障电流和故障电压异常增加，对安全性进行考虑，高、低压系统宜分开设置，在某些特殊需求下，必须共用一个接地时，采取针对性防护措施，防止诱发危险事故。

2 10/0.4 kV变电所低压侧中性点的接地

10/0.4 kV变电所的接地主要有两种形式，即系统接地和保护接地，不同接地形式的应用特点存在差异。

系统接地时，系统对地绝缘的要求较低，有利于维持配电系统的稳定性，切实保证电气安全。保护接地时，可以形成一套具有可行性的安全防控机制，为故障电流返回电源提供通道。发生某些故障后，电气装置的外露导电结构的对地电压能够被控制在相对较小的范围内，故障电流的产生将触发保护电气动作，在较短的时间内响应，及时切断电源，以免造成更大范围的不良影响。

现阶段，10/0.4 kV变电所变压器中性点接地普遍的思路为接地装置引出接地干线，与变压器的低压侧中线点形成稳定可靠的连接关系。变压器箱体、干式变压器配套的支架装置均应采取接地措施，对于接地干线与箱式变电所的N母线和PE母线，在接地工作中采取直接连接的处理方法。高低压开关室和变压器室，在其配套的所有接地干线中，与接地装置引出干线形成连接关系，应达到2条或更多。

按照该数量要求操作后，存在低压侧中性点被多点接地的情况，为中性线电流返回电源提供多条路径，接地导体的状态可能趋于异常（存在杂散电流）。在周边因素的作用下，易诱发火灾、电磁干扰故障。需要围绕接地方法进行进一步探索。

3 接地分析方法

引入电流路径分析法判断接地方法的可行性，考虑正常运行和故障时两类工况，展开分析。

正常工作时电流如图1所示。

图1 正常工作时电流示意图

发生接地故障时电流如图2所示。

图2 接地故障时电流示意图

3.1 正常运行状态

相线电流从变压器流向负载，中性线电流从负载流向变压器中性点，在此流动路径中，不允许该部分电流流经接地导体，容易产生杂散电流或造成其他干扰。

3.2 接地故障状态

故障电流从相线流经接地故障点，顺着PE线流动，返回变压器中性点，在该路径中故障电流必须满足过流保护电气动作要求。

4 10/0.4 kV变电所的接地设计方法

4.1 接地设计做法

依托接地线的连接作用，实现变压器中性点向室外接地装置的可靠连接。设置变压器室和高低压配电室时，分别沿各自的墙脚布设接地保护干线，此部分连接对象包含PE接线端子、室外接地装置，实现与柱内筋的连接，发挥保护接地作用。采取接线连接方法后，低压配电屏中N母排与PE母排结合，形成一套相对完整的TN-S系统。

（1）正常工作状态下，N线电流在进线低压配电屏内的连接点处（指N母排与PE母排的连接部位）有分流的现象，形成两条路径，分别为大量电流IN1经由N线返回；剩余的少量电流IN2绕经PE母线返回，最终返回变压器中性点。

（2）低压侧绕组故障时，产生接地故障电流，形成两条路径。

①经接地干线、室外接地装置返回。

②经保护接地线、PE母排、N母排返回，两者最终均回至变压器中性点。

4.2 主要问题

正常运行状态下未发生故障，但室内保护接地线、室外接地装置均有一定受扰因素，存在杂散电流以及潜在的安全隐患，可能在外部因素的诱发下发生地下金属腐蚀、火灾等危害。

接地故障时，接地短路电流经由PE干线返回变压器，接地故障所处位置并不在变电所内，仅存在相对较小的回路阻抗，短路电流偏大，必须充分考虑环形PE干线使用状态，要求其电流热稳定性满足要求，避免异常。变压器中性点实施多点接地的模式时，将产生多条路径以供中性线电流的流通，经过特定路径后返回变压器。

4.3 合理的设置方法

禁止在变压器处直接接地，可以在变电所低压配电柜内的合适点位采取一点接地的方法。在正常运行条件下，N线电流的流动机制可靠，经由N线返回变压器中性点，在该过程中不存在杂散电流；发生接地故障时，对应电流的流动路径为沿着PE线返回。

变压器引出的N线只能分布在低压配电柜上方的N母排和下方的PE母排中，在该连接方式进行跨接，达到一点接地的效果。无论何种场景，均禁止出现在变压器处直接接地的行为。采取此方法后，可有效规避杂散电流，减小不良因素的干扰；系统内接地故障电流能够获得一条顺畅的流通路径，高效返回变压器。

5 施工注意事项

5.1 变电所内PE线的设置

变压器、配电柜及电气设备金属外壳安装中，应与总接地端子连接，提升安全性，避免人身电击故障。多数变电所的建设工作中，通常采取沿墙角敷设环形PE干线的方法，达到保护接地的效果。

变压器低压侧绕组对外壳接地故障时，通过配电柜内PE母排的连通作用，使故障电流返回变压器中性点。设置环形PE线时，保持相对稳定的状态，无须承受主接地故障电流。为了兼顾短路热稳定性、机械强度等多重要求，应注重对材料的选择，25 mm2的铜导体较为合适。变压器外壳保护接地的关键作用在于承受主接地故障电流；设置时着重考虑接地导体的截面大小，要求其不小于PE母排截面。

5.2 变电所的接地电阻

接地电阻通常不超过4 Ω，严格控制接地电阻的阻值是保证人身安全的关键前提。随着接地电阻减小，低压系统的安全性突出。部分项目在变电所外地下设置多组接地极，将该部分作为变电所的接地，可以产生稳定性强、安全特征突出的电位。地质条件较差时，部分场景下接地电阻的阻值难以达到4 Ω的要求，且接地极易受到外部因素的干扰。如接地极在泥土的作用下腐蚀，需要定期检查，及时予以维护，必要时换新。设置接地装置时，利用建筑物自然接地极，提升接地效果，在建筑物内部采取等电位联结措施。

5.3 灵活接地

部分区域接地难度大，直接与大地相连，与变电所的“地”相比，并非完全是大地，采取接地措施时，需要注重对实际情况的分析，灵活采取接地方法。干式变压器变电所的接地具有特殊性，常规的思路是接楼外的大地，但楼层内等电位联结系统内的金属结构或其他装置，无额外的人工接地极接地电阻，电阻相对较小，建筑的接地效果突出。

存在布设人工接地极的工作需求时，在变电所外地搭设人工接地极，其与泥土接触后容易发生腐蚀，随时间的推移，需要重新设置，导致工作量明显增加，经济效益下降。可以预埋扁钢或圆钢，结合钢筋网作接地极，其阻值较小，钢筋网设置在基础水泥材料内，可以得到有效防护，受腐蚀概率较低。必须提前与土建专业进行紧密地协调，在指定安装位置设置标记。

6 结语

电气施工是建筑工程领域的重要内容之一，具有复杂性，容易因设计缺陷、方法不合理等原因影响电气施工效果。文章着重围绕具体的接地形式以及PE线配电箱接法展开探讨，提出一些工作思路与要点，为类似工程提供参考。