干式变压器如何做接地

干式变压器的接地是保障电力系统安全稳定运行的关键环节，其核心在于构建一个低阻抗、连续可靠的接地通路。本文将深入探讨干式变压器接地的完整体系，涵盖从接地类型与原理、系统构成、设计与安装规范，到测试验证与日常维护的全流程。内容严格依据国家及行业权威标准，旨在为电气工程师、安装及运维人员提供一套详尽、专业且极具操作性的实践指南，确保人身与设备安全。

       在现代化电力系统中，干式变压器因其无油、防火、免维护等优势，被广泛应用于楼宇、医院、数据中心、工矿企业等对安全有高要求的场所。然而，无论变压器的性能如何优越，其安全运行的基石始终离不开一个设计合理、施工规范、维护到位的接地系统。接地，这个看似简单的电气连接，实则是确保人身安全、设备稳定、抑制电磁干扰的生命线。本文将系统性地阐述干式变压器接地的完整知识体系与实践要点。

       

一、 接地的基本原理与核心目的

       接地并非简单地将设备外壳与大地相连。对于干式变压器而言，其接地系统是一个精密的工程，主要服务于三大核心目的。首要目的是保障人身安全。当变压器内部绝缘发生破坏，导致带电导体与金属外壳接触时，接地系统能为故障电流提供一条低阻抗的泄放路径，促使线路保护装置（如断路器、熔断器）迅速动作切断电源，从而避免外壳长期带电，防止人员触电。其次，是确保设备安全与系统稳定。良好的接地能稳定变压器绕组的中性点电位，限制系统过电压（如操作过电压、雷电过电压），为雷电流或浪涌电流提供泄放通道，保护变压器绝缘不受损害。最后，是提供一个稳定的参考电位，有助于抑制电磁干扰，保障与之相连的敏感电子设备的正常运行。

       

二、 干式变压器接地的类型划分

       根据功能与接地点位的不同，干式变压器的接地主要可分为以下几类。保护接地，这是强制性安全措施，指将变压器金属外壳、铁芯、夹件及所有非带电的金属部分，通过接地干线可靠连接至接地装置。其作用是防止间接触电。工作接地，指根据系统运行需要，将电力系统的某一点（通常是绕组的中性点）进行接地。例如，在十千伏及以下系统中，常采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式；而在低压四百伏系统中，则普遍采用中性点直接接地方式，即形成三相四线制系统，以获取相电压与线电压。

       防雷接地，是为泄放雷电流而设置的接地。对于干式变压器，尤其是通过架空线路供电时，需在高压进线侧安装避雷器，避雷器的接地端必须与变压器的保护接地以及低压侧的中性点接地相连后，共同接入同一接地网，以实现等电位连接，防止反击过电压。此外，还有屏蔽接地，用于变压器外壳或专用屏蔽层的接地，以抑制电磁干扰；以及重复接地，在低压系统中，除了电源端中性点接地外，在干线末端或分支线处再次将中性线接地，以进一步降低中性线断线时的风险。

       

三、 接地系统的关键构成部件

       一个完整的干式变压器接地系统，是由多个部件协同构成的。接地体，又称接地极，是埋入土壤中直接与大地接触的金属导体。常见的有垂直敷设的角钢、钢管，或水平敷设的扁钢、圆钢，也可使用铜覆钢、离子接地棒等低电阻材料。接地干线，是在室内沿墙面或地面敷设，用于连接多个接地支线的导体，通常采用镀锌扁钢或铜排。接地支线，是直接连接电气设备（如变压器外壳）与接地干线的导体。对于变压器，其专用接地端子与接地支线的连接至关重要。

       接地端子，是变压器本体上预留的、用于连接接地导线的螺栓孔或接线柱，通常位于变压器底座或外壳明显位置，并有明确的接地符号标识。接地连接线，是具体实现连接的导线，要求具有一定的机械强度和热稳定性。最后是接地网，由众多接地体通过接地干线相互连接而成的网状结构，其目的是降低整个接地系统的接地电阻，并均衡电位。

       

四、 接地电阻的要求与测量

       接地电阻值是衡量接地系统效能的核心指标。根据国家标准，不同用途的接地，其电阻要求也不同。对于电力系统工作接地，一般要求不大于四欧姆。对于保护接地，通常要求与工作接地共用接地装置，电阻值亦不大于四欧姆。对于防雷接地，独立避雷针的接地电阻要求较严，通常不大于十欧姆，而与建筑物共用的接地装置则需满足所有接入设备中最严格的要求。

       测量接地电阻需使用专用的接地电阻测试仪，常用的方法有三极法。测量时，需在土壤电阻率相对均匀的地区，按仪器要求布置电压极和电流极，并尽量避开地下金属管道、电缆等设施。测量应在干燥季节土壤电阻率最高时进行，以确保全年接地电阻均能满足要求。测量结果需详细记录，作为工程验收和后期运维的重要依据。

       

五、 接地系统的设计原则与前期规划

       优秀的接地始于精细的设计。设计首要考虑的是等电位连接原则，即将变压器机房内所有可能同时触及的金属设备外壳、金属管道、建筑物金属结构等进行电气连接，并与主接地端子相连，以消除危险的电位差。其次是接地电阻的达标设计，需根据现场土壤电阻率、可用面积、气候条件等，通过计算确定接地体的材质、数量、埋深和布置方式，确保在最不利条件下接地电阻仍能满足规范。

       设计还需考虑接地网的均衡电位分布，采用网格状或环形接地体可以有效降低跨步电压和接触电压。对于高土壤电阻率地区，需采用换土、添加降阻剂、使用深井接地或外引接地等特殊措施。同时，设计中必须明确不同接地类型（如保护地、工作地、防雷地）是采用独立接地还是共用接地网。现代建筑电气设计普遍推荐共用接地网，并实施等电位连接，这更有利于安全。

       

六、 接地装置的安装施工规范

       施工是将设计蓝图变为现实的关键，必须严格遵守规范。接地体的埋设深度应不小于零点六米，在寒冷地区应埋在冻土层以下。垂直接地体通常采用长度不小于二点五米的角钢或钢管，间距不小于其长度的两倍。水平接地体采用扁钢时，其截面积应符合载流和腐蚀余量的要求。所有焊接点必须牢固，扁钢搭接长度为其宽度的两倍，且至少三面施焊；圆钢搭接长度为其直径的六倍，双面施焊。焊口应作防腐处理。

       室内接地干线应明敷，沿墙面距地面二百五十至三百毫米处敷设，并涂以黄绿相间的条纹标识。穿越墙壁或楼板时，应加装保护套管。接地支线应从干线引出，以最短路径连接至变压器接地端子，避免迂回。连接处应使用镀锌螺栓加弹簧垫片压接紧密，接触表面需去除漆层或氧化层，确保电气接触良好。

       

七、 变压器本体接地端子的连接要点

       变压器本体是接地系统的终端，其连接质量直接影响整体效果。首先，应仔细核对变压器铭牌和说明书，找到制造厂明确标识的专用接地端子，通常不止一处（如外壳、铁芯夹件）。每一处都必须单独引接地线连接至接地干线或同一接地端子排，不允许串联连接。连接线宜采用多股软铜线，其截面积需满足热稳定和机械强度要求，一般不小于电源线截面积的一半，且低压系统通常不小于十六平方毫米。

       连接前，需用砂纸打磨干净接地端子处的接触面。压接端子应使用与导线匹配的铜鼻子，用液压钳压接牢固。紧固螺栓时需用力矩扳手，达到厂家规定的扭矩值，防止因松动导致接触电阻增大而过热。最后，应在连接点涂抹导电膏或凡士林，以防止氧化。

       

八、 高低压侧避雷器与中性点的接地

       干式变压器的防雷保护至关重要。高压侧（如十千伏侧）的避雷器应尽量靠近变压器进线端安装，其接地端应通过最短的路径与变压器外壳的保护接地端子相连。低压侧（零点四千伏侧）若装有浪涌保护器，其接地端同样需可靠接地。对于低压系统的中性点接地，接地线应从变压器低压中性点端子直接引出，连接至专用的接地端子排或就近的接地干线，该连接同样需保证低阻抗与高可靠性。

       这里需要强调“三点共地”原则：即变压器金属外壳的保护接地、低压侧中性点的工作接地、以及高低压侧避雷器的防雷接地，这三者的接地引下线应在变压器近端相互连接后，再共同引至接地装置。这样做可以保证在遭受雷击时，各点电位同时升高，避免设备间产生危险的电位差而击穿绝缘。

       

九、 等电位连接与接地网络整合

       现代电气安装中，干式变压器的接地不应是一个孤立的系统。它必须整合到建筑物或厂区的总等电位连接网络中。变压器室内的接地干线应与建筑物的主接地端子或总等电位连接端子箱可靠连接。变压器室内的金属门窗、电缆桥架、金属通风管道等所有外露可导电部分，均应通过等电位连接线与接地干线相连。

       对于数据中心、医院手术室等特殊场所，还可能涉及功能性接地或直流接地，这些接地系统在与防雷、保护接地系统连接时，需遵循相关专业标准，通常通过等电位连接器在一点进行连接，以防止杂散电流干扰。整合的目标是形成一个“法拉第笼”式的等电位体，最大程度保障安全。

       

十、 接地系统的测试与验证方法

       接地系统安装完毕后，必须经过严格的测试验证方可投入运行。除前述的接地电阻测试外，还需进行连续性测试，使用低电阻欧姆表测量从变压器接地端子到主接地端子之间的电阻，该值应尽可能小，一般要求不大于零点零五欧姆，以验证接地通路的完整性。对于焊接点和螺栓连接点，可进行抽查，采用直流压降法测量接触电阻。

       还需进行目视检查，确认接地线规格、颜色标识、敷设路径、连接牢固度、防腐处理等均符合设计图纸与规范要求。所有测试数据应形成正式的测试报告，作为工程竣工资料的一部分存档备查。对于不合格项，必须立即整改并重新测试，直至全部合格。

       

十一、 常见接地故障与安全隐患分析

       在实际运行中，接地系统可能出现多种故障。接地线断开或虚接是最常见的隐患，多因机械损伤、腐蚀或安装不牢所致，导致接地系统失效。接地电阻超标，因土壤干燥、接地体腐蚀或施工质量差引起，使保护动作不灵敏或雷电流无法有效泄放。错误地将中性线当作保护地线使用，或在插座中将保护地线与中性线短接，这都是极其危险的做法。

       不同接地系统间存在电位差，因未做好等电位连接或存在地环路引起，可能导致设备损坏或干扰。此外，接地线截面积选择过小，无法承受故障电流而熔断。这些故障轻则导致设备误动、损坏，重则引发人身触电或火灾事故，必须通过规范施工和定期维护加以杜绝。

       

十二、 运行中的定期检查与维护保养

       接地系统并非一劳永逸，需要持续的维护。应制定定期巡检计划，每半年或一年进行一次全面检查。检查内容包括：目视检查所有接地连接点有无松动、锈蚀、断裂；检查接地线及标识是否完好；检查接地体附近土壤有无沉陷、挖掘或化学污染。应定期测量接地电阻值，特别是在雷雨季节前，并与历史数据对比，若电阻值有显著增大趋势，需查明原因并及时处理。

       对于暴露在大气中的连接部位，应定期清除氧化物，涂抹新的防护剂。当进行变压器维修或周边土建施工后，必须重新检查相关接地连接。所有检查和测试记录都应妥善保存，形成设备接地档案，为状态评估和预防性维护提供依据。

       

十三、 特殊应用场景下的接地考量

       在某些特殊环境中，干式变压器的接地需额外考量。在医疗场所，如手术室、重症监护室，需采用局部等电位连接，并严格区分保护接地与功能性接地，确保医疗设备的安全与抗干扰能力。在数据中心，接地系统不仅要保证安全，还需为信息技术设备提供洁净的参考地，常常采用网状接地方案，并关注高频接地阻抗。

       在易燃易爆场所，接地系统必须保证绝对可靠，防止电火花引发事故，所有连接需采用防松措施，并增加检查频次。对于安装在高层建筑内的变压器，其接地可能通过建筑基础钢筋作为自然接地体，此时需验证其接地电阻和连接可靠性，并确保与防雷引下线的安全距离。

       

十四、 相关标准与规范的核心引用

       干式变压器的接地设计与施工必须严格遵循国家及行业权威标准。主要依据包括：《电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范》，该规范详细规定了接地装置的材料、施工、验收要求；《交流电气装置的接地设计规范》，是接地系统设计的主要依据；《干式电力变压器技术参数和要求》，其中对接地端子等有明确要求。

       此外，还有《建筑物防雷设计规范》、《系统接地的型式及安全技术要求》、《低压配电设计规范》等。在实际工作中，应以最新有效版本的标准为准。熟悉并理解这些规范，是从事相关设计、安装、验收工作的必备基础。

       

十五、 新材料与新技术在接地中的应用

       随着技术进步，接地领域也涌现出新材料与新技术。铜覆钢接地体，兼具铜的耐腐蚀性和钢的机械强度，寿命长，在腐蚀性土壤中表现优异。非金属导电接地模块，利用低电阻率材料与保湿配方，能有效降低接地电阻，尤其在岩石或高土壤电阻率地区效果显著。电解离子接地系统，通过内部的电解材料不断向周围土壤释放导电离子，改善土壤导电性，维持接地电阻长期稳定。

       在连接技术方面，放热焊接因其焊接点熔点高、导电性能等同于导体、抗腐蚀性强等优点，正逐步替代传统焊接，尤其适用于接地主干线的连接。这些新技术虽可能增加初期投资，但从全生命周期成本和安全可靠性来看，往往更具优势。

       

十六、 从案例看接地不良的严重后果

       真实案例最能警示接地的重要性。某工厂干式变压器因安装时接地螺栓未紧固，运行多年后接触点氧化导致接地不良。在一次内部短路故障中，外壳带电，因故障电流无法有效泄放，上级断路器未能及时跳闸，导致一名巡检员触碰外壳时触电身亡。另一起案例中，数据中心变压器避雷器接地线截面积不足，遭雷击时接地线熔断，雷电流无处泄放，转而击穿变压器绝缘，导致整个机房宕机，造成巨大经济损失。

       这些血与泪的教训反复证明，接地系统上的任何疏忽和侥幸，都可能酿成无法挽回的灾难。它绝不是电气工程中可被轻视的“辅助环节”，而是与主回路同等重要的安全命脉。

       

十七、 建立完善的接地安全管理文化

       技术措施的落地，离不开管理文化的支撑。建设单位、设计单位、施工单位、监理单位和运维单位，都应对接地安全负有责任。应建立从设计审查、材料进场检验、施工过程监督、到竣工验收测试的全流程质量控制体系。加强对电气作业人员的专业培训，使其深刻理解接地原理，熟练掌握安装与测试技能。

       运维单位应将接地系统纳入关键设备管理清单，制定详细的运维规程和应急预案。通过定期开展安全警示教育，让每一位相关人员都树立起“接地无小事”的牢固意识，将规范操作变为自觉行动，从而在源头上杜绝安全隐患。

       

十八、 总结：系统思维贯穿接地全生命周期

       总而言之，干式变压器的接地是一项涉及多学科、贯穿设备全生命周期的系统工程。它始于精准的设计计算，成于规范的安装施工，验于严格的测试调试，终于持续的维护保养。每一个环节都至关重要，环环相扣。从业者必须以系统性的思维来对待它，深刻理解其原理，严格遵守规范，关注每一个细节。

       一个优质的接地系统，是沉默的守护者，平时默默无闻，却在关键时刻挺身而出，保障生命与财产的安全。在电力技术日新月异的今天，我们更应夯实接地这一基础，以严谨的态度和专业的行动，筑牢电力安全运行的坚实防线。

       

       （全文完）