10 kV 变电所接地做法简析

变压器中性点就近接地原理图见图1，接地平面画法见图2。 变压器中性点引出N线和PE线至低压配电柜的N母排和PE母排，变压器中性点及变压器金属外壳就近接地，均接到总接地母排上，接地母排采用铜带或扁钢沿变电所室内四周墙上明敷。此种接法从变压器中性点开始，接至低压配电柜上的N线和PE线就严格分开，可认为是从变压器开始的TN - S接地系统，是供电公司通常的做法，适合单电源系统。

对于单电源系统，还有一种接地做法，接地原理图见图3，接地平面画法见图4。此种接法是从变压器中性点引出PEN线到低压配电柜，在配电柜处分出PE母排，PEN和PE在低压柜一点连接后接到总接地母排（也称为总等电位母排）MEB上，变压器金属外壳就近接地。此种接地做法是从低压柜开始的TN - S接地系统，此系统还可以引出TN - C系统、TN - S系统和TT系统。

民用建筑内的变电所通常采用两台变压器配对，单母线分段供电，两台变压器属于多电源供电，根据GB / T 16895.10 - 2021的规定，为减少接地线环流干扰，其接地应按“一点接地”处理。变压器中性点进线柜处一点接地原理图见图5。变压器中性点引出线为PEN线，在一处进线柜内与PE线连接后接地，不应再多处连接和接地，变压器金属外壳等保护接地可就近接地并多处与建筑物钢筋连接，作为保护等电位联结，主进线和母联开关均采用三极开关。接地平面图见图6。

由于PEN母排靠近相母排，在配电柜上方通过母线桥连通配电柜，PE母排在配电柜底部，变电所一点接地时，如在1 ^# 变压器主进柜处接地，则1 ^# 变压器电源进线柜内PEN线（在柜上方）与PE线（在柜底部）连接一次，并在此处接地。在2 ^# 变压器电源进线柜内不需要再将PEN线与PE线连接，在夹层或电缆沟内敷设PE连接线把两列低压配电柜的PE母排连通即可。1 ^# 和2 ^# 变压器接地与低压进线柜的连接剖面见图7。

当低压开关柜设有电缆沟或电缆夹层时，PE线通过电缆沟或电缆夹层把两列低压柜连通，联络母线桥应采用4芯，双路电源母联及接地做法示意见图8。

当变电所低压开关柜采用上进上出，柜下没有电缆沟或电缆夹层时，两列低压柜的PE线连通方式通过联络母线桥实现，联络母线桥应采用5芯，低压开关柜内下部的PE母线应引至上部与联络母线桥内的PE母排连接，此时图纸应明确联络母线桥内PE母线与母联低压开关柜PE母线的连接线位置（开关柜编号）、型号及规格，母联桥顶部至低压柜底部PE排的PE连接线应由低压开关柜厂家配套并在出厂前安装固定完毕，如果在现场安装会出现极大困难。具体做法见图9。

> > > >  柴油发电机房与变电所贴临

柴油发电机组作为备用电源在民用建筑中是常用方案，两台变压器加一台柴油发电机组组成的供电系统，柴油发电机房与变电所贴临时，变电所与柴油发电机房共用接地极，应急段（SPS）配电柜与正常电源段（NPS）配电柜PEN线和PE线连通，柴油发电机与变压器也在一处接地（变压器进线柜一处PEN与PE连接），主开关均采用三极开关。一点接地原理见图10，接地平面见图11。

> > > >  柴油发电机房与变电所距离较远

两台变压器加一台柴油发电机组组成的供电系统，柴油发电机房与变电所相距较远时，变电所与发电机房如果采用共用接地，其接地原理见图12，接地平面见图13。变压器和柴油发电机组中性点在低压柜内一点接地，变压器保护接地就近接地，柴油发电机保护接地在发电机房就近接地，此时应急母线段的电源由市政电源与柴油发电机母线采用双电源四极转换开关。

两台变压器加一台柴油发电机组组成的供电系统，柴油发电机房与变电所相距较远时，变电所与发电机房也可以不共用接地，此时变电所与柴油发电机组分别一点接地，变电所与柴油发电机组中性点分别在低压主进柜和柴油发电机进线柜内一点接地，柴油发电机房可以看成另一个变电所，应急母线段的电源由市政电源与柴油发电机母线采用双电源四极转换开关，其接地原理见图14，接地平面见图15。

当备用电源有多台柴油发电机组时，一般情况下，柴油发电机房与变电所都相距较远，柴油发电机组可看作独立电源，变电所与柴油发电机组分别在各自机房一点接地。应急母线与市政电源采用双电源四极转换开关，接地原理见图16，接地平面见图17。

独立变电所的接地，当有条件时，应将低压工作接地与保护接地严格分开。从绝缘的PEN母排引出一根单芯绝缘电缆在户外距保护接地RE至少20 m处另打工作接地RB，该PEN母排与PE母排一点接地后，在变电所内与外露可导电部分及PE母排严格分开。变电所供其他建筑TN系统的PEN线均从PEN母排引出。独立变电所所供TN系统建筑物内应实施总等电位联结，其户外电气装置应改用局部TT系统。接地原理见图18，接地平面见图19。

国家标准GB / T 50065 - 2011《交流电气装置的接地设计规范》对建筑物内高压装置、低压装置的接地电阻给出了相应公式，除满足公式要求外，都要求接地电阻不应大于4 Ω。变电所接地应具体情况具体分析，满足不大于4 Ω的电阻值并不一定能保证安全。

> > > >  10 kV不接地系统

10 kV不接地系统多用于10 kV架空线，在变电所高压侧发生接地故障时，接地故障电流通过非故障相的相对地电容返回电源，故障电流值很小，10 kV不接地系统变电所的接地，按电力部门规范要求，接地故障电流Id不得大于10 A或20 A，接地电阻RB ≤ 4 Ω（接地故障电流为20 A时，建议接地电阻RB ≤ 2 Ω），能够保证工频故障电压Uf在安全特低电压限值内，10 kV不接地系统见图20。

> > > >  10 kV小电阻接地系统

建筑物内的变电所目前多采用10 kV小电阻接地系统，低压工作接地与高压保护接地共用接地装置，即图21中RE与RB连接在一起合并成一个接地，接地故障电流I _d 经过R _B 、R _B '和R形成回路，电流较大，可以使继电保护动作及时切断电源。

高压接地故障时，对低压侧低压装置中的低压设备将产生工频应力电压U ₁ ，对低压电气装置产生工频应力电压U ₂ 和工频故障电压U _f 。工频应力电压U ₁ 、U ₂ 对低压设备耐暂时工频过电压的绝缘有较高要求，幅值较大时，会击穿低压电气装置的对地绝缘，引起设备损坏和电气短路火灾。

对于TN系统，U1和U2都为220 V，不需考虑低压设备耐暂时工频过电压的绝缘问题。而U _f = R _E × I _E ，低压系统的PEN导体为多点接地，在这种情况下，总并联接地电阻降低，对于多点接地的PEN导体，U _f = 0.5R _E × I _E 。由于接地故障电流较大，U _f 也较大，接地电阻即使为0.5 Ω，U _f 也会超过50 V，接地电阻已经很难使得故障电压在安全特低电压限值以下，此时做等电位联结是保障人身免受电击的主要措施。