【摘要】：隨著國家“十二五”規劃，國民經濟發展迅速，電力需求與日劇增，在建設工程中變電站的接地是一個不可忽視的問題，接地是否良好直接關系到人身的安全和設備的正常運行，接地問題會造成的主設備損壞、變電站停運等事故，給電網的穩定運行帶來極大的危害，本文是對新建和改造的變電站接地裝置問題進行了研究和分析。

　　【關鍵字】：接地裝置,設備安全,電網穩定

　　1、引言：

　　現在變電站建設多采用TN接地系統形式，如果接地存在著問題，會使變電站設備在雷雨季節經常遭受雷擊,這是由于接地電阻過大,達不到規程規定值,雷電流不能迅速泄入大地,造成避雷器自身殘壓過高,或在接地電阻上產生很高的電壓降,引起設備燒毀事故，因此造成停電事。后果是破壞了電網安全運行，給經濟的發展帶來很大的損害。還有，就是接地網為一次性建設，變電站投入運行后對接地網的監測以及維護非常困難。由此我們對變電站建設中的接地環節要給予充分重視。

　　2、變電站接地要求

　　變電站的接地網結構一般以埋深0.6～0.8m的水平接地體和2.5m～3.0m長的垂直接地極為主，目前正在施工的變電站地網要求水平接地體埋深則大于0.8米，這是為了更好的與大地相連。工頻對地短路時，保證流過接地網的電流在地網上形成的電位升高不致太大，同時保證人員所受的跨步電壓(0.8m)和接觸電壓(取人手摸設備的1.8m高處，人腳離設備的水平距離0.8m)不超過 (t-作用時間，單位：s)。變電站接地網的工頻接地電阻計算公式為：

　　其中：L—接地體的總長度(包括水平與垂直)，單位：s

　　S—接地網的面積，單位：m2

　　ρ—土壤的電阻率，單位：Ω*M

　　在常規變電站施工下R取值一般為不大于0.5。

　　3、現場施工過程中遇到一些問題及原因分析

　　3.1、 設備的接地與地主地網之間的連接問題

　　經過對于新建和改造的若干座變電站進行全面檢查和試驗，發現存在的最大問題不是接地網的各項技術指標，而是變電站內的電氣設備與接地網的連接問題，容易出現由于接地不良殘壓高避雷器不動作而損壞重要設備。目前國家電網要求變電站的主要設備(變壓器、高壓電抗器、斷路器、避雷器、電壓互感器、電流互感器)需采用兩點接地，這個要求主要是考慮到變電站如果接地連通出線問題會發生雷擊燒壞斷路器、隔離開關、互感器和套管。造成上述情況的主要原因分析如下：

　　3.1.1主地網焊接部位或者是主地網與引下線之間的焊接部位經過長時間的腐蝕，容易出現開路。因此必須保證焊接牢固，無虛焊。

　　3.1.2變電站擴建時沒有擴建接地網，所以就把一些擴建設備的接地線利用電纜溝等處的扁鐵接至主網，這樣極易出現開路。

　　3.1.3設備接地引下線的截面過小，由于腐蝕或是受到應力，從地下斷裂。

　　3.1.4有些設備接地引下線與設備外殼用螺絲連接，時間長會生銹形成開路，因此在施工時應做表面處理。吧

　　3.2 、接地引下線及接地體的截面偏小滿足不了短路電流的熱穩定

　　經檢查這種現象較為普遍，由于接地部分不能滿足短路電流熱穩定的要求，接地引下線經常被燒斷，使設備外殼產生過電壓，嚴重時會涉及到二次回路，使事故擴大。造成接地引下線或主接地體截面不夠的主要原因如下：

　　3.2.1設計時只考慮當時電網的短路電流，沒有考慮到擴建后的情況，導致設備的接地已不能滿足熱穩定要求。

　　3.2.2設計時只考慮接地線的截面能滿足接地短路電流熱穩定的要求，而經過若干年的腐蝕，接地線和接地體已不能滿足接地短路電流熱穩定的要求。

　　3.2.3有些變電站是經過若干次擴建而成的，對接地網或擴建部分的接地引下線，在擴建時僅考慮了新增部分，而對原來的地網和接地引下線沒有及時進行改造，導致在一個變電站內，有部分設備的接地線和地網符合要求，而又有一部分接地線和地網不符合要求，這在不斷擴建的變電站存在此類問題較多。

　　3.2.4有時會因為施工單位沒安裝圖紙進行施工造成主接地網不符合要求。

　　3.3、接地裝置的腐蝕問題

　　接地裝置的腐蝕是一個普遍存在的問題，變電站接地網最容易發生腐蝕的是接地引下線。由于腐蝕，接地線形成開路，使設備失去接地。還有電纜溝內的接地扁鐵也容易發生腐蝕，尤其是各焊接頭。目前各個設備的接地引下線已不允許串接，尚不會造成設備單元失去接地。

　　4、變電站接地采取的技術措施：

　　4.1、土壤處理

　　這種方法是采用電阻率較低的土壤(如粘土、黑土及砂質粘土等)替換原有電阻率較高的土壤，或者是在接地體周圍土壤中加入化學物，如食鹽、木炭、爐灰、氮肥渣、電石渣、石灰等，提高接地體周圍土壤的導電性。前者相對于后者造價較高。

　　4.2、接地極深埋

　　可采取深埋接地極來降低接地電阻值，這種方法對含砂土壤最有效果。據有關資料記載，在3m深處的土壤電阻系數為100%，4m深處為75%，5m深處為60%，6.5m深處為50%，9m深處為20%，這種方法受到土壤凍結和干枯所造成的影響很小。

　　4.3、多支外引式接地裝置

　　如接地裝置附近有導電良好及水井、水庫、大樹下等土壤電阻率較低的地方，或者敷設水下接地網，以降低接地電阻。外引接地裝置應避開人行道，以防跨步電壓電擊，但在設計、安裝時，必須考慮到連接接地極干線自身電阻所帶來的影響，因此，外引式接地極長度不宜太長。

　　4.4、利用接地電阻降阻劑

　　在接地極周圍敷設了降阻劑后，可以起到增大接地極外形尺寸，降低接觸電阻的作用。降阻劑表面有活性劑，粒度較細，吸水后施用于接地體與土壤間，能夠使金屬與土壤緊密地接觸，形成足夠大的電流流通面，有效減小接地電阻;另一方面，它能向周圍土壤滲透，降低周圍土壤電阻率，在接地體周圍形成一個變化平緩的低電阻率區域。降阻劑是具有導電性能良好的強電解質和水分，這些強電解質和水分被網狀膠體所包圍，網狀膠體的空格又被部分水解的膠體所填充，使它不會隨地下水和雨水而流失，因而能長期保持良好的導電作用，降阻效果顯著，性能穩定，使用周期長，無腐蝕性。這是目前采用的一種較新和積極推廣普及的方法，比如采用離子緩釋劑。

　　4.5、施工現場采用火泥熔接技術

　　火泥焊接是利用化學反應時產生的超高熱在瞬間完成導體之間的連接。它是通過導體熔化后分子間力的作用來連接導體的，使被連接導體熔為一體，沒有接觸面，這樣就克服了傳統焊接工藝在連接點處存在表面接觸電阻等無法克服的困難。火泥熔接的接頭具有較大的散熱面積，熔點也與導體相同，故通電流能力與導體相同，能承受重復性大電流的沖擊。火泥熔接接頭不僅外形美觀一致，而且品質是其他連接方式無法比擬的，這樣避免了由于長時間埋于地下腐蝕接地體焊接處造成斷開的情況。

　　4.6、采用特殊防腐措施

　　包括在接地體周圍，尤其在拐彎處加適當的石灰，提高pH值;或在其周圍包上碳素粉加熱后形成復合鋼體。另外，在接地引下線地下近地面10～20cm處最容易被銹蝕，可在此段套一段絕緣，如塑料等，以防腐蝕。采用焊條焊接，需將焊接部位涂上瀝青，保證焊接部位不被腐蝕。

　　4.7、采用新技術、新工藝

　　目前出現了一些新型接地降阻材料，比如接地模塊、離子接地極等。接地模塊的特點就是主體材料與土壤的物理特性相似，所以能夠增加接地體與土壤的有效解除面積，除此以外，還有很強的保濕功能，使其導電特性不受環境影響。而離子接地極是由于內部含有特殊的電離子化合物，可以轉化成一種膠質化合物，使接地系統長期處于離子交換的狀態中，從而降低接地電阻。

　　5、結束語

　　變電站接地工程，是一項非常重要的系統工程，必須加以重視，統籌考慮，并認真分析已發現的以及有可能存在的各種接地問題;同時，還應根據具體的地形、地質情況，綜合對比分析各種防腐、降阻措施在功能、成本以及運行維護等方面的特點，從中選擇最優方案，并靈活采取多種措施，將接地電阻降至規程規定，從而最終確保變電所的人身和設備安全。

　　參考文獻：

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