【摘要】：隨著國家“十二五”規(guī)劃，國民經(jīng)濟發(fā)展迅速，電力需求與日劇增，在建設(shè)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(guān)系到人身的安全和設(shè)備的正常運行，接地問題會造成的主設(shè)備損壞、變電站停運等事故，給電網(wǎng)的穩(wěn)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(guān)鍵字】：接地裝置,設(shè)備安全,電網(wǎng)穩(wěn)定

　　1、引言：

　　現(xiàn)在變電站建設(shè)多采用TN接地系統(tǒng)形式，如果接地存在著問題，會使變電站設(shè)備在雷雨季節(jié)經(jīng)常遭受雷擊,這是由于接地電阻過大,達不到規(guī)程規(guī)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(chǎn)生很高的電壓降,引起設(shè)備燒毀事故，因此造成停電事。后果是破壞了電網(wǎng)安全運行，給經(jīng)濟的發(fā)展帶來很大的損害。還有，就是接地網(wǎng)為一次性建設(shè)，變電站投入運行后對接地網(wǎng)的監(jiān)測以及維護非常困難。由此我們對變電站建設(shè)中的接地環(huán)節(jié)要給予充分重視。

　　2、變電站接地要求

　　變電站的接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)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(wǎng)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(wǎng)的電流在地網(wǎng)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(shè)備的1.8m高處，人腳離設(shè)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(wǎng)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(wǎng)的面積，單位：m2

　　ρ—土壤的電阻率，單位：Ω*M

　　在常規(guī)變電站施工下R取值一般為不大于0.5。

　　3、現(xiàn)場施工過程中遇到一些問題及原因分析

　　3.1、 設(shè)備的接地與地主地網(wǎng)之間的連接問題

　　經(jīng)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(fā)現(xiàn)存在的最大問題不是接地網(wǎng)的各項技術(shù)指標(biāo)，而是變電站內(nèi)的電氣設(shè)備與接地網(wǎng)的連接問題，容易出現(xiàn)由于接地不良?xì)垑焊弑芾灼鞑粍幼鞫鴵p壞重要設(shè)備。目前國家電網(wǎng)要求變電站的主要設(shè)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(fā)生雷擊燒壞斷路器、隔離開關(guān)、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(wǎng)焊接部位或者是主地網(wǎng)與引下線之間的焊接部位經(jīng)過長時間的腐蝕，容易出現(xiàn)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(wǎng)，所以就把一些擴建設(shè)備的接地線利用電纜溝等處的扁鐵接至主網(wǎng)，這樣極易出現(xiàn)開路。

　　3.1.3設(shè)備接地引下線的截面過小，由于腐蝕或是受到應(yīng)力，從地下斷裂。

　　3.1.4有些設(shè)備接地引下線與設(shè)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(yīng)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(wěn)定

　　經(jīng)檢查這種現(xiàn)象較為普遍，由于接地部分不能滿足短路電流熱穩(wěn)定的要求，接地引下線經(jīng)常被燒斷，使設(shè)備外殼產(chǎn)生過電壓，嚴(yán)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(shè)計時只考慮當(dāng)時電網(wǎng)的短路電流，沒有考慮到擴建后的情況，導(dǎo)致設(shè)備的接地已不能滿足熱穩(wěn)定要求。

　　3.2.2設(shè)計時只考慮接地線的截面能滿足接地短路電流熱穩(wěn)定的要求，而經(jīng)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(wěn)定的要求。

　　3.2.3有些變電站是經(jīng)過若干次擴建而成的，對接地網(wǎng)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(wǎng)和接地引下線沒有及時進行改造，導(dǎo)致在一個變電站內(nèi)，有部分設(shè)備的接地線和地網(wǎng)符合要求，而又有一部分接地線和地網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)最容易發(fā)生腐蝕的是接地引下線。由于腐蝕，接地線形成開路，使設(shè)備失去接地。還有電纜溝內(nèi)的接地扁鐵也容易發(fā)生腐蝕，尤其是各焊接頭。目前各個設(shè)備的接地引下線已不允許串接，尚不會造成設(shè)備單元失去接地。

　　4、變電站接地采取的技術(shù)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(zhì)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(xué)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(dǎo)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(jù)有關(guān)資料記載，在3m深處的土壤電阻系數(shù)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(jié)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(dǎo)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(shè)水下接地網(wǎng)，以降低接地電阻。外引接地裝置應(yīng)避開人行道，以防跨步電壓電擊，但在設(shè)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(shè)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(xì)，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(qū)域。降阻劑是具有導(dǎo)電性能良好的強電解質(zhì)和水分，這些強電解質(zhì)和水分被網(wǎng)狀膠體所包圍，網(wǎng)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(dǎo)電作用，降阻效果顯著，性能穩(wěn)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(xiàn)場采用火泥熔接技術(shù)

　　火泥焊接是利用化學(xué)反應(yīng)時產(chǎn)生的超高熱在瞬間完成導(dǎo)體之間的連接。它是通過導(dǎo)體熔化后分子間力的作用來連接導(dǎo)體的，使被連接導(dǎo)體熔為一體，沒有接觸面，這樣就克服了傳統(tǒng)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?；鹉嗳劢拥慕宇^具有較大的散熱面積，熔點也與導(dǎo)體相同，故通電流能力與導(dǎo)體相同，能承受重復(fù)性大電流的沖擊?；鹉嗳劢咏宇^不僅外形美觀一致，而且品質(zhì)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(dāng)?shù)氖?，提高pH值;或在其周圍包上碳素粉加熱后形成復(fù)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(shù)、新工藝

　　目前出現(xiàn)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(dǎo)電特性不受環(huán)境影響。而離子接地極是由于內(nèi)部含有特殊的電離子化合物，可以轉(zhuǎn)化成一種膠質(zhì)化合物，使接地系統(tǒng)長期處于離子交換的狀態(tài)中，從而降低接地電阻。

　　5、結(jié)束語

　　變電站接地工程，是一項非常重要的系統(tǒng)工程，必須加以重視，統(tǒng)籌考慮，并認(rèn)真分析已發(fā)現(xiàn)的以及有可能存在的各種接地問題;同時，還應(yīng)根據(jù)具體的地形、地質(zhì)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(yōu)方案，并靈活采取多種措施，將接地電阻降至規(guī)程規(guī)定，從而最終確保變電所的人身和設(shè)備安全。

　　參考文獻：

　　[1] 解廣潤. 電力系統(tǒng)過電壓. 水利電力出版社.1985

　　[2] 國家電網(wǎng)公司人力資源部. 電力系統(tǒng)(分析).中國電力出版社.2010

　　[3] 國家電網(wǎng)公司基建部.質(zhì)量通病防治工作要求及技術(shù)措施.中國電力出版社.2010

　　[4] 天津電力設(shè)計院.某220kV工程電氣設(shè)計圖紙.2009