3、无功补偿

? 100kVA及以上专用配变用户应在提高用电自然功率因数的基础上，按有关设计标准安装无功补偿装置，安装的无功补偿装置应能做到随负荷和电压变动及时投入或切除电容器，且用户的无功功率不得向上级电网倒送。

? 配变0.4kV无功补偿装置应根据就地平衡和便于电压调整的原则进行配置和自动投切。公用配变0.4kV无功补偿装置推荐采用动态无功补偿装置，并采用综合补偿（即三相共补+分相补偿）的补偿方式，控制器应能根据当前各相负荷和电压的情况对多组电容器作出投入或退出的判断，并有限制涌流的措施以及过零触发等功能。低压电容器应选择干式免维护的电容器。宜向专用配变用户推荐使用动态无功补偿装置。

低压配电网无功补偿采用集中补偿（即在配变低压侧安装集中无功补偿装置）和分散补偿（在低压线路末端安装无功补偿装置）相结合的补偿方式为最优方式，但因个别区域分散补偿较难实施且低压配电网的变化较大，所以现时大部分均采用集中补偿方式。

低压无功补偿容量的确定：

不同容量配变需补偿的无功容量QK    （kvar）可根据下面公式算出。

QK=[Ksinφ+(K2UK+I0)]Se

上式    UK─配变短路电压百分数（%）；

I0─配变空载电流百分数（%）；

K─配变负载率；

Se    ─配变额定容量（kVA）

4、防雷和接地

? 10kV绝缘导线防雷

? 绝缘导线雷击后比较容易造成断线事故的主要原因如下：架空绝缘导线线路遭受雷击后，直击雷或感应雷过电压作用于导线，引起绝缘子闪烙并击穿导线绝缘层，被击穿的绝缘层呈针孔状，接续的工频短路电流电弧受周围绝缘的阻隔，弧根只能在针孔处燃烧，在极短的时间内导线就会被整齐地烧断（事实显示，架空绝缘导线雷击断线大部分发生在绝缘子与导线固定处，且都是整齐被烧断的）。同样，裸导线也会由于雷击引起绝缘子闪烙，也存在工频续流的问题，但工频续流在通电导线电动力的作用下，电弧会沿着导线向背离电源方向滑动，不会集中在某一点烧蚀，所以不会严重烧伤导线，故架空裸导线较难被烧断。另外，固定导线的绑扎线与绝缘导线之间存在间隔，该间隔也容易发生局部放电。

? 防范架空绝缘导线雷击断线的办法：概括来说主要有“堵塞”和“疏导”两种方式。“堵塞”就是阻止雷击闪烙后工频续流起弧

而“疏导”就是将绝缘子附近的绝缘导线局部裸线化，使工频电弧弧根转移，从而保护导线免于烧伤。具体方法和措施如下：

方法一：安装架空地线和避雷器等避雷装置，限制雷电过电压和分流了雷电能量。

1、架空地线主要防止直击雷，对于10kV架空线路其效果不是非常明显，而且安装架空地线需要对现有的杆塔进行大规模的改造甚至重新组立，增加了施工的难度和成本。2、安装避雷器是比较容易实现的办法之一。与输电线路相比，配电线路需要保护的范围更广，要完全消除配电线路的雷故障是很难的。根据研究表明，安装避雷器的密度与限制雷电感应过电压的水平成正比关系，所以如果要消除配电线路的雷电事故，必须每基杆塔的每相都要安装避雷器。对于镇区内的线路，如果只单纯限制雷电感应过电压事故，则避雷器的安装密度可以降低至每隔200m~360m每相安装避雷器。

安装的避雷器可采用带串联间隙的架空配电线路复合外套避雷器，当雷击线路后，避雷器间隙击穿，雷电流经过间隙→避雷器→大地，从而保护了绝缘导线。避雷器选型时的主要参数如下（参考）：

额定电压（有效值）：12.7kV

系统标称电压（有效值）：10kV

持续运行电压（有效值）：9.6kV

直流参考电压（U1mA）：    18Kv

标称电流下冲击残压（峰值）：35.8kV

方波通流能力（2ms）：150A

大电流通流能力（4/10）：65kA

串联间隙特性：100±5mm（间隙大小随被保护绝缘子型号而稍有变化，该数值相应于线路使用PQ1系列针式绝缘子。）

工频放电电压（有效值）：≥31kV

1.5/50μs冲击放电电压（峰值）：≤105kV

避雷器与绝缘子并联安装。首先将不锈钢电极装配到一起并套装到避雷器螺栓上，将绝缘支架与不锈钢电极装配到一起并套装到绝缘子的螺杆上，将避雷器接地侧的支架接到绝缘子的螺杆上，调整放电间隙（即调整不锈钢电极在避雷器高压端螺栓上的位置以及接地电极的安装位置），使绝缘导线与不锈钢电极之间的距离控制在设计要求的范围内，且不锈钢电极至绝缘子螺杆的距离不小于50mm，对杆塔的接地电阻要求控制在30Ω以下。

方法二：局部增加绝缘厚度，或采用长闪烙路径避雷装置，延长闪烙路径，导致电弧容易熄灭。

雷电过电压作用在配电线路上，当绝缘子的绝缘水平低于过电压峰值时，配电线路将发生闪烙，而闪烙后是否产生工频续流引起短路故障则取决于线路的额定电压、闪烙路径的长度、发生闪烙的时刻以及雷电流强度、线路参数等，其中线路的工作电压Uph（kV）及闪烙路径的长度L（m）是最重要的因素。对于中性点非直接接地配电系统，当工作电压与闪烙路径长度的比值即电场强度（E=    Uph    /L）减少时，由雷电闪烙发展为工频续流的可能性将大为减小，当E=7~10kV/m时，由雷电闪烙发展为工频续流的可能性基本为零，即建弧率为零。

该办法的实施方案有两种：

1、不破坏绝缘导线的绝缘，在设计时考虑绝缘导线的绝缘没有被破坏前长闪烙避雷器与绝缘子的配合问题。但在长闪烙避雷器一旦发生一次沿面闪烙后，意味着绝缘导线与避雷器对应处的绝缘已被破坏，这样，长闪烙避雷器的冲击放电电压会比绝缘子的低得多，两者之间的配合就宽松了。

2、在安装长闪烙避雷器时，事先破坏与避雷器对应处绝缘导线的绝缘，在设计时则只需考虑绝缘导线的绝缘被破坏后长闪烙避雷器与绝缘子的配合问题，这种方案在绝缘配合上是极其宽松的，实现起来十分容易。

方法三：采用新型结构的绝缘子，在绝缘子与导线联接处，剥离局部绝缘导线的绝缘层，使电弧能够在剥离部分滑动，而不是固定在某一点烧蚀，该绝缘子应设计为带有灭弧外间隔，雷电过电压作用时，能切断工频续流，防止续流烧断导线。

方法四：在架空绝缘导线上安装防弧金具。该办法需要破坏绝缘导线的绝缘层，具体做法如下：

1、对于辐射型线路将导线的绝缘层由绝缘子轴线起向负荷侧剥离100~150mm，在剥离段负荷侧端部加装一个厚重的铝合金线夹，当雷击引起绝缘子闪烙后，工频续流电弧在电动力的作用下迅速沿着被剥离的导线段向防弧线夹处移动，且弧根固定在防弧线夹上燃烧。

2、对于环网线路将绝缘子两侧的导线绝缘层分别剥离100~150mm，剥离段的两侧端部都加装防弧线夹，当雷击引起绝缘子闪烙后，工频续流电弧在电动力的作用下迅速沿着剥离导线段向背离电源方向的防弧线夹处移动，且弧根固定在防弧线夹上燃烧。

综上所述，对于防止架空绝缘导线的措施是多种多样的，各有优缺点，而且某些办法还是比较容易实施，比如避雷器或防弧金具。因其中一些方法实施时需要破坏绝缘导线的绝缘层，此时应注意做好剥离断口的防水措施。另外，在配电线路上加装避雷器后，因避雷器事故率较高，导致增加维护费用。各单位应根据本身的实际情况选择合适的防绝缘导线雷击断线事故措施，保证配电网的安全运行。

有关接地的概念：

2.1接地    ：将电力系统或建筑物中电气装置、设施的某些导电部分，经接地线连接至接地极。

2.2    工作接地    、系统接地

在电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地(如中性点直接接地或经其他装置接地等)。

2.3    保护接地

电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地。

2.4    雷电保护接地

为雷电保护装置(避雷针、避雷线和避雷器等)向大地泄放雷电流而设的接地。

2.5    防静电接地

为防止静电对易燃油、天然气贮罐和管道等的危险作用而设的接地。

2.6    接地极

埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地极。兼作接地极用的直接与大地接触的各种金属构件、金属井管、钢筋混凝土建(构)筑物的基础、金属管道和设备等称为自然接地极。

2.7    接地线

电气装置、设施的接地端子与接地极连接用的金属导电部分。

2.8    接地装置

接地线和接地极的总和。

2.9    接地网

由垂直和水平接地极组成的供发电厂、变电所使用的兼有泄流和均压作用的较大型的水平网状接地装置。

2.10    集中接地装置

为加强对雷电流的散流作用、降低对地电位而敷设的附加接地装置，一般敷设3～5根垂直接地极。在土壤电阻率较高的地区，则敷设3～5根放射形水平接地极。

2.11    接地电阻

接地极或自然接地极的对地电阻和接地线电阻的总和，称为接地装置的接地电阻。接地电阻的数值等于接地装置对地电压与通过接地极流入地中电流的比值。按通过接地极流入地中工频交流电流求得的电阻，称为工频接地电阻；按通过接地极流入地中冲击电流求得的接地电阻，称为冲击接地电阻。

2.12    接地装置对地电位

电流经接地装置的接地极流入大地时，接地装置与大地零电位点之间的电位差

2.13    接触电位差

接地短路(故障)电流流过接地装置时，大地表面形成分布电位，在地面上离设备水平距离为0.8m处与设备外壳、架构或墙壁离地面的垂直距离1.8m处两点间的电位差，称为接触电位差；接地网孔中心对接地网接地极的最大电位差，称为最大接触电位差。

2.14    跨步电位差

接地短路(故障)电流流过接地装置时，地面上水平距离为0.8m的两点间的电位差，称为跨步电位差。接地网外的地面上水平距离0.8m处对接地网边缘接地极的电位差，称为最大跨步电位差。

2.15    转移电位

接地短路(故障)电流流过接地装置时，由一端与接地装置连接的金属导体传递的接地装置对地电位。

2.16    外露导电部分        平时不带电压，但故障情况下能带电压的电气装置的容易触及的导电部分。

2.17    装置外导电部分            不属电气装置组成部分的导电部分。

2.18    中性线            与低压系统电源中性点连接用来传输电能的导线。

2.19    保护线

低压系统中为防触电用来与下列任一部分作电气连接的导线：

a)    线路或设备金属外壳；

b)    线路或设备以外的金属部件；

c)    总接地线或总等电位连接端子板；

d)    接地极；

e)    电源接地点或人工中性点。

2.20    保护中性线

具有中性线和保护线两种功能的接地线。

2.21    等电位连接

各外露导电部分和装置外导电部分的电位实质上相等的电气连接。

2.22    等电位连接线

为确保等电位连接而使用的保护线。

低压配电网接地系统及其要求：

低压配电网接地系统按配电系统和电气设备接地的不同组合分类，即按照IEC规定分类，低压系统接地分TN、TT、IT三种形式，其文字代号的意义为：

（一）第一个字母表示配电系统的对地关系：

T——电源端有一点直接接地；

I——电源端所有带电部分与地绝缘，或有一点经阻抗接地。

（二）第二个字母表示电气装置的外露导电部分与地的关系：

T——外露导电部分对地直接做电气连接，与配电系统的任何接地点无关；

N——外露导电部分与配电系统的接地点直接做电气连接（在交流配电系统中，接地点通常就是中性点）；

S——中性线和保护线是分开的；

C——中性线和保护线是合一的（PEN）线。

备注：外露导电部分——平时不带电压，但故障情况下带电压的电气装置的容易触及的导电部分。

装置外导电部分——不属电气装置组成部分的导电部分。

中性线（N）——与低压系统电源中性点连接用于传输电能的导线。

保护线（PE）——低压系统中为防触电用来与下列任一部分作电气连接的导线：线路或设备金属外壳；线路或设备以外的金属部件；总接地线或总等电位连接端子板；接地极；电源接地点或人工中性点。

保护中性线（PEN）——具有中性线和保护线两种功能的接地线。

TN系统

在TN系统中，所有电气设备的外露导电部分接到保护线上，与配电系统的接地点相连接。这个接地点通常是配电系统的中性点。根据中性线N与保护线PE是否合并的情况，TN系统又分为TN-C、TN-S及TN-C-S系统。

TN-C系统（见下图）：配变低压侧中性点直接接地，整个系统的中性线（N）与保护线（PE）是合一的，系统内所有受电设备的外露可导电部分用保护接地线（PE）与保护中性线（PEN）相连接。

TN-S系统（见下图）：配变低压侧中性点直接接地，整个系统的中性线（N）与保护线（PE）是分开的。

TN-C-S系统（见下图）：配变低压侧中性点直接接地，系统中有一部分的中性线（N）与保护线（PE）是合一的。

在TT系统中有一个直接接地点，电气装置的外露导电部分接至电气上与低压配电系统的接点点无关的接地装置。

在IT系统中，带电部分与大地间不直接连接（经过阻抗接地或不接地），而电气装置的外露导电部分则是接地的。

各种接地型式的配电系统的适用范围

1、在一般三相负荷基本平衡，有专人负责维护管理电气设备的可采用TN-C系统。

2、在单相试验负荷较大和可控硅负荷的用户（科研试验单位），宜采用TN-S或TN-C-S系统。

3、附设有或附近有配电所的高层建筑可采用TN-S系统。

4、电子计算机房、生产和使用电子设备的厂房，当电子计算机和电子设备本身未制定接地型式时，宜采用TN-S、TN-C-S或TT系统。

5、负荷小而分散的低压配电网宜采用TT系统。

6、在火灾和爆炸危险场所中宜采用TT、IT或TN-S系统。

7、对不间断供电要求高的某些场所宜采用IT系统。

各种接地型式的保护配置及要求

TT系统，为保证人身安全，用TT接地系统时须满足以下要求。

（1）除配变低压侧中性点直接接地外，中性线不得再行接地，且应保持与相线同等的绝缘水平。

（2）电流互感器二次绕组（专供电能表者除外）一端接地。

（3）保护中性线的截面不应小于下表要求：

相线截面S 中性线截面S0    （mm2）

S≤16 S

16＜S≤35 16

S    ＞35 S/2

注：相线的材质与中性线的材质相同时有效。

（4）必须实施剩余电流保护，包括剩余电流总保护和剩余电流末级保护。

（5）中性线不得装设熔断器或单独的开关装置。

（6）配变低压侧各出线回路，均应装设剩余电流总保护和过电流保护，包括短路保护和过负荷保护。

TN-C系统，为保证低压设备、线路及人身安全，采用TN-C接地系统时须满足以下要求。

（1）在低压配电线路的主线和各分、支线终端处，保护中性线应重复接地。每回主线接地点不应小于三处；在线路引入车间或大型建筑物处，也应将中性线重复接地。

（2）电流互感器二次绕组（专供电能表者除外）一端接地。

（3）用户端应装设剩余电流末级保护。

（4）中性线截面要求同上。

（5）配变低压侧及各出线回路，应装设过流保护，包括短路保护和过负荷保护。

（6）保护中性线不得装设熔断器或单独的开关装置。

接地装置要求

电气装置和设施的下列外露可导电金属部分，均应接地或接零。

（1）配变、箱式变和户内开关设备等的底座和外壳，以及手握式及移动式电器；

（2）电气设备传动装置；

（3）互感器的二次绕组；

（3）发电机中性点柜外壳、发电机出线柜和封闭母线的外壳；

（4）气体绝缘全封闭组合电器（GIS）的接地端子；

（5）配电柜（箱）以及控制、保护屏等的金属构架；

（6）电力电缆的金属外皮，铠装控制电缆的外皮；

（7）户内外配电装置的金属架构和钢筋混凝土架构以及靠近带电部分的金属围栏和金属门；

（8）配电线路的金属保护管、各种金属接线盒（如开关、插座等金属接线盒）、敷设的钢索。

下列电力装置的外露可导电部分，可不接地或接零：

（1）在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内，交流额定电压380V及以下、直流标称电压220V及以下的电力装置外壳，但当工作人员可能同时触及电力装置外露可导电部分和接地（或接零）物件时除外。

（2）安装在配电柜已接地的金属构架上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器，当发生绝缘损坏时不会引起危及人身安全的绝缘子金属底座；

（3）安装在已接地的金属构架上的设备（保证电气接触良好），如套管等。

（4）额定电压为220V及以下的蓄电池室内支架。

下述场所电气设备的外露可导电部分严禁保护接地：

（1）采用设置绝缘场所保护方式的所有电气设备及装置外可导电部分。

（2）采用不接地局部等电位联结保护方式的所有电气设备及装置外可导电部分。

（3）采用电气隔离保护方式的电气设备及装置外可导电部分。

（4）在采用双重绝缘及加强绝缘保护方式中的绝缘外护物里面的可导电部分。

爆炸性气体、爆炸性粉尘环境下列部分应进行接地：

（1）在不良导电地面处，交流额定电压为380V及以下的电气设备正常不带电的金属外壳。

（2）在干燥环境，交流额定电压为127V及以下，直流电压为110V及以下电气设备正常不带电的金属外壳。

（3）安装在已接地的金属结构上的电气设备。

10kV侧工作于不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统、向建筑物电气装置供电的配变，其保护接地的接地电阻符合下列要求时，其低压侧电源接地点可与该配变保护接地共用接地装置。

（1）配变安装在其所供电的建筑物外时，应符合下式的要求，但不应大于4Ω。

R≤50/I

式中    R—考虑到季节变化接地装置最大接地电阻，Ω；

I—计算用的单相接地故障电流；消弧线圈接地系统为故障点残余电流。

（2）配变安装在由其所供电的建筑物内时，不宜大于4Ω。

配变安装在由其供电的建筑物内时，10kV侧工作于低（小）电阻接地系统时，当该配变的保护接地接地装置的接地电阻符合下式要求，且不大于5Ω时，且建筑物内采用（含建筑物钢筋的）总等电位联结时，低压侧电源接地点可与该配变保护接地共用接地装置。

R≤2000/I

式中    R—考虑到季节变化接地装置最大接地电阻，Ω；

I—计算用的流经接地装置的入地短路电流，A。

10kV侧工作于低（小）电阻接地系统时，除《10kV配电所及低压配电线路运行管理规程》第6.3.2.18.4的规定外，低压系统不得与配变的保护接地共用接地装置，低压系统电源接地点应在距该配变适当的地点设置专用接地装置，配变的保护接地电阻及低压侧专用接地装置的接地电阻应满足以下要求：

（1）配变的保护接地电阻满足下式要求，但不宜大于10Ω。

R≤250/I

式中    R—考虑到季节变化接地装置最大接地电阻，Ω；

I—计算用的接地故障电流，A。

（2）低压侧专用接地装置的接地电阻不宜超过4Ω。

? 配电柜、箱，户内开关设备金属构架以及靠近带电部分的金属围栏和金属门等的接地电阻不应大于30Ω。

? TN-C系统中保护中性线的重复接地的接地电阻不宜超过10Ω；当配变容量不大于100kVA，且重复接地点不少于3处时，允许接地电阻不大于30Ω。

? 户外配电所配变的接地装置宜敷设成围绕配变台的闭合环形。

? 户内配电所内的配变的接地装置应与配电所建筑物基础钢筋等相连。

? 户外配变应装设避雷器保护。保护配变的10kV避雷器的接地电阻不宜大于10Ω，其接地线应与配变低压侧中性点以及金属外壳等连在一起接地，避雷器的接地引下线应尽可能短，并采用绝缘铜芯导线，为防止导线断线，宜采用两根接地引下线，对于台架式配变接地圆钢宜引至高于变台架的底部。

? 建筑物处的低压系统电源接地点、电气装置外露导电部分的保护接地（含与功能接地共用的保护接地）、总等电位联结的接地极等可与建筑物的雷电保护接地共用同一接地装置。接地装置的接地电阻，应符合其中最小值的要求。

? 建筑物电气装置采用接地故障保护时，建筑物内电气装置应采用总等电位联结。对下列导电部分应采用总等电位连接线可靠连接，并在进入建筑物处接向总等电位联结端子板：

1. PE（PEN）干线；

2. 电气装置的接地装置中的接地干线；

3. 建筑物内的水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道；

4. 便于联结的建筑物金属构件等导电部分。

接地装置的连接要求

? 接地装置的地下部分应采用焊接，其搭接长度：扁钢为其宽度的2倍（且至少3个棱边焊接）；圆钢为其直径的6倍；圆钢与扁钢连接时，其长度为圆钢直径的6倍；扁钢与钢管、扁钢与角钢焊接时，除应在其接触部位两侧进行焊接外，并应焊以由钢带完成的弧形（或直角形）卡子或直接由钢带本身弯成弧形（或直角形）与钢管（或角钢）焊接。地下接地体应有引上地面的接线端子。

? 保护接地线与受电设备的连接应采用螺栓连接，与接地体端子的连接，可采用焊接或螺栓连接。采用螺栓连接时，应设有防松螺帽或防松垫片。

? 每一受电设备应用单独的保护接地线端子或接地干线连接，该接地干线至少应有两处在不同地点与接地体相连。禁止用一根保护接地线串接几个需要接地的受电设备。

? 携带式、移动式电器的外露可导电部分必须用电缆芯作保护接地线或作保护线。该芯线严禁通过工作电流。

在高土壤电阻率的地带，为能降低接地电阻，可采用如下措施：

? 延伸水平接地体，扩大接地网面积；

? 在接地坑内填充长效化学降阻剂；

? 如近旁有低土壤电阻率区，可引外接地。