麦美欢

【摘 要】随着我国经济的突飞发展，民用建筑用电的不断增多，城市10/0.4kV 变电所存在不同现象问题，保护接地故障电流返回电流提供通路，有效降低电气装置外露导电在股占时的对地电压，同时能降低配电线路的保护作用，变电所接地设计有着很大的意义，本文主要分析了10/0.4kv变电所接地设计的不合理性，并提出相对合理的设计，仅供参考。

【关键词】10/0.4kV；变电所接地设计

引言

10/0.4kV变电所的接地分为电源中性点接地（系统接地）与电气设备外露导电部分接地（功能性接地）。系统接地给配电系统提供了一个参考电位，降低了系统对地绝缘的要求；保证配电系统的正常运行和电气安全。当低压配电线路发生接地故障时。保护接地为故障电流返回电源提供了通路，降低了电气装置的外露导电部分在故障时的对地电压或接触电压，同时故障电流还能使低压配电线路上的保护电器动作，及时切断电源。本文谈了10/0.4kv接地设计的不合理性，并提出相对合理的接地方式。

1.变电所接地电流分析法

变电所的接地，一般采用电流路径分析法来研究接地的合理性。下面图从正常工作时电流路径和发生接地故障时电流路径两个方面来分析，见图1和图2。

1.1 变电所接地正常运行时

变电所接地正常运行时相线电流从变压器（电流端）流向负载， 中性线电流（包括三相不平衡负荷电流和零序谐波电流）从负载流向变压器中性点。中性线电流在流回变压器中性点的过程中，不应流经接地导体，以免产生分散电流和不良后果。

1.2 发生接地故障时

发生接地故障时（相线对PE线或外漏可导电部分单相短路），故障电流从相线经接地故障点，引起的故障电压小，沿PE线返回变压器中性点 此故障电流应满足过流保护电器动作要求。在变电所内高压系统保护接地与低压系统的系统接地通常合并为一个接地，以简化接地装置的设置。

随着我国经济飞速发展，用电量剧增，一些大城市将10kV 电网改为经小电阻接地方式，故障电流和故障电压大增，这种情况下，高压系统保护接地与低压系统的系统接地最好分开设置，如仍共用一个接地，需采取适当措施防止变电所10kV 侧的接地故障导致低压系统内的电气危险。

2.分析工程应用中10/0.4kV变电所的接地设计做法

2.1 实际工程中的接地设计做法

变压器中性点通过接地线直接引至室外接地装置。变压器室和高低压配电室沿墙角设一圈保护接地干线，连通PE 接线端子、室外接地装置，并与柱内主筋可靠连接， 以实现保护接地。在低压配电屏内N母排与PE母排连接构成TN.S系统。

1）正常工作时，N 线电流在由负载流回变压器中性点的过程中，在进线低压配电屏内N母排与PE母排连接点处发生分流，大部分N线电流IN1通过N线返回变压器中性点；少部分电流IN2绕经PE母线、室内保护接地干线、室外接地装置返回至变压器中性点。

2）变压器低压侧绕组发生对外壳接地故障时，接地故障电流在变压器室保护接地干线处分流，一部分故障电流经变压器室及变配电室四周接地干线、室外接地装置返回至变压器中性点。另一部分接地故障电流经保护接地线、低压配电柜PE母排、N母排返回变压器中性点。

2.2 变电所接地存在的问题

变电器正常运行时室内保护接地线及室外接地装置裸露的PEN 线与地接触时产生杂散电流，电流可引起电气火灾、对地下金属部分的腐蚀、引起对信息系统的干扰等危害。变电所内的变压器、配电盘以及电气设备的金属外壳都需接PE 线以防人身电击。变压器低压侧绕组发生对外壳接地故障时，接地短路电流是通过变配电所墙角敷设的一圈-40mmx5m镀锌扁钢环形PE干线返回变压器的。由于接地故障发生在变电所内，故障回路阻抗小，短路电流大，需慎重校验环形PE干线的电流热稳定。

总上分析，产生上述问题主要原因是变压器中性点处被多点接地，必然导致中性线电流及单相短路电流沿多条路径返回变压器。

2.3 较为合理的做法：

按照国际电工标准《低压电气装置》IEC60364-1：2005 第1 部分：基本原则、一般特性评估、和《低压电气装置》第4 部分：安全防护，第44 章：《电压扰动和电磁干扰的防护》IEC60364-4-44：2007 规定，不允许在变压器处直接接地，只允许在变电所低压配电柜内进行一点接地，正常运行时N 线电流通过N 线返回变压器中性点，不会产生杂散电流。接地故障时，接地故障电流沿PE 线返回变压器中性点。依据国际电工规定10/0.4kV 变电所两台变压器的TN 系统接地。

各台变压器引出的N 线只能集中在的低压配电柜上方的N 母排和下方的接地PE 母排做跨接实现一点接地，不允许在变压器处就地直接接地。只有如此，才可避免杂散电流，且系统内接地故障电流返回变压器的通路最为便捷。

3.变电所的接地电阻

变电所系统接地的接地电阻一般按不大于4Ω设计，现时的“接地”也可是指一个电气系统与它所依附的导体相连接，以导体电位作为该系统的参考电位，该导体即是该系统的“地”。例某高层建筑地22 层楼的干式变压器变电所的接地并非接楼外的大地，而是接该楼层内等电位联结系统内金属结构、管道等装置外导电部分。由于这一接地不存在有大幅值的人工接地极接地电阻，变电所的接地电阻仅为接地线的若干欧姆，对本建筑物而言，变电所接地的效果非常好，没必要来规定接大地的接地电阻不大于若干Q的要求。

变电所需要通过总等电位联结的地下部分与大地连通实现了自然接大地，它用以泄放低压系统内可能出现的雷电流、静电荷等。以避免可能发生的电气事故，它对接地电阻值的要求不高，总等电位联结的自然接地一般可满足要求。

关于人工接地极的设置，我国建筑电气设计中一般在变电所外地下打入不大于若干欧姆的人工接地极作变电所接地，因阻值过大，效果并不佳。

4.结语

总上所述：10/0.4kV变电所接地在电气设计中是十分重要和复杂的问题，目前我国的做法多数参照地方接地标准，因此存在做法出入，导致接地系统存在安全问题，这应引起电气设计人员的重视。

参考文献：

[1]王厚余. 变电所的系统接地和杂散电流[J]. 建筑电气， 2007（9）： 4-7.

[2]王厚余.10/0.4kV 变电所的接地需要更新观念[J]. 建筑电气， 2009（11）： 3-6.