摘要：变电站接地网是变电站工作接地、保护接地和防雷接地的必要设施，是电网的安全稳定运行的重要保障，而接地电阻阻值大小是衡量地网性能的重要指标。随着电力系统网架结构的进一步密集化，系统短路容量迅速扩大，系统发生接地故障后流经变电站接地网的入地电流不断增大。较大的入地电流会造成地网局部电压过高，甚至反击破坏二次设备绝缘，对人身安全及设备正常运行构成极大威胁。因此，对变电站接地网进行优化设计，选用合理的降阻措施，有着及其重要的意义。
关键词：接地电阻；降阻；户内变电站
引言：变电站的接地电阻对设备和人身安全有着直接影响，接地电阻偏高危害非常大。随着经济的发展，社会用电需求的增大，要求新建更多的变电站，可是变电站用地的选择越来越少。为了节约土地资源，单个变电站的用地面积变小，站址选在地质条件较差的地区情况增多。因此部分变电站接地电阻达不到规范要求，必须采用合理的接地网降阻措施。一般的接地网降阻方法有以下几种:第一，更换原来高电阻率的土壤；第二，填充降阻剂；第三，做深井接地极；第四，铺设水底接地网；第五，外引接地极等。采用什么样的方法措施要根据变电站现场地质条件、周边的地理环境、土壤电阻率、投资等来择优选择。下面结合几个变电站的降阻措施，探讨应如何择优选择接地网的降阻措施。
1.某220kV变电站降阻措施
通过调查情况显示，该变电站是建设在向南的半山坡上。场地是在削平的半个山坡上，有一小部分区域是回填土。上层是黄泥沙土，底层是花岗岩。站内接地网按设计做完后。接地电阻值实测为3．4Ω。远大于规范要求。为了解决降阻问题，施工方建议在变电站北面围墙外增加两口深井，另外在东面山谷水田中做外引接地网。通过查看地质报告和对周边土壤电阻率进行分析，发现上面所提的降阻方案不够完善。站址地质深层电阻率高于表层电阻率，而且底层为较厚的花岗岩层，地下也没有金属矿带。深井施工难度大，并且很难打到含水层。如果采用深井降阻，效果非常不明显。因此我们建议向东边山谷水田外引接地网的措施不变，取消深井，另外在变电站南面空地中外引接地网。使用负离子接地棒做接地极，配合离子缓释剂一起使用。考虑到底层为花岗岩层，如果使用一般的降阻剂，扩散和渗透作用较差。难以达到预设的效果。而负离子降阻剂的扩散和渗透性强，降阻性能明显。本站址的地质为上层是黄泥沙土，下层是密实的花岗岩层。在这种地质条件下，负离子降阻剂不容易随雨水向地下流失。增加了降阻剂的时效性。最后业主采取了我们的建议。施工完成后，接地电阻降到了0．46Ω，满足了接地电阻的要求。
2.某110kV变电站
本站站址与上面介绍变电站的形式类似，也是建在半山坡上。地质条件有所不同，本站的地质主要是风化岩。在变电站的西北面山谷中有一条小溪。变电站的周边土层较厚。站内接地网按设计图施工完成后接地电阻实测达到了2．1Ω。业主不想与周边村民发生青赔等问题。决定在站内增加垂直接地极。接地极使用的是离子接地棒。因为站内场地小接地棒之间产生屏蔽，施工完成后，电阻值仅降到1．5Ω。而中山地区雨水多，该站的地层又是风化岩，降阻剂向地下流失较严重，降阻剂的长效性较差。考虑到以上因素及变电站周边的地质条件，我们建议增加外引放射接地的方法。经业主和设计同意后，从变电站外引6个接地点，向变电站的北面山谷中的农田方向、西北面小溪边、西南面山坡空地处各引入两条水平敷设接地极。沿小溪边的接地极，每隔15米打入一根垂直接地体。为了避免与村民发生青赔等问题。施工人员从变电站周边使用小型顶管机施工。打通后拉入接地体，同时灌入降阻剂。因为外引地点选择的较好，地下水丰富，土壤电阻率较小。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆施工完成后接地电阻下降到0．42Ω左右，满足要求。
3.某35kV变电站
相对于我国某些地区来说，地质状况对接地来说非常差，表面土层非常薄，只有几厘米至十几厘米厚。底层是几十米、几百米鹅卵石、沙石地层。气候干燥，含水率低。土壤电阻率基本上都在2500Ω．m以上。站内场地小，地质条件差，接地网电阻很难达到规范要求。考虑到实际情况，接地施工采用了少部分换土另外加降阻剂的方法。对主变、箱式配电箱的集中接地处进行换土处理。站内的接地网使用膨润土类降阻剂。此类降阻剂具有较强的吸水性和保水性。吸水后体积膨胀并能长期保持水分。使电阻能够长期保持较稳定的状态。并且可以减缓水分在鹅卵石、沙石土层中的流失。起到较好的降阻效果[1]。
4.分析探讨
第一，换土的方法:因为工程量大，费用较高，只适用于较小的工程或者局部地方换土；第二，填充降阻剂的方法:①化学降阻剂扩散和渗透性较好。但是时效性较差，容易随雨水流失。雨水多的地方、土壤渗水强的地区建议少使用。使用时可以配合离子缓释剂(具有吸水、保水的作用)一起使用。②膨润土类降阻剂，扩散和渗透性不如化学降阻剂，但是具有较强的吸湿保湿性，时效长、稳定性好。可以用于风化岩、砂石、沙土等地质条件中；第三，深井式接地极:适用于地下较深处的土壤电阻率比上层土壤电阻率低，或者底层有地下水、金属矿带等地质条件处；第四，外引接地极:如果现场条件允许，土壤电阻率又比较好的情况，采用外引接地极方法效果最好，投资也相对较低。因此这种方法使用较为广范；第五，增大接地网面积。其一，外引接地。外引接地是指将发变电站主接地网与主接地网区域以外某一低土壤电阻炉区域敷设的辅助接地网相连的方法，以达到降低整个接地系统接地电阻的目的。该降阻措施在实施过程中需注意的是，变电站和远处接地设备之间电位差较大，应确保主接地网与外引接地有多根接地导体连接[2]。其二，扩大接地网尺寸。接地网的接地电阻与接地网面积的平方根成反比，接地网面积越大，其接地电阻越低。这种方法需综合考虑变电站所在区域地形以及征地等问题来实施。其三，利用自然接地体。变电站在接地设计时应充分利用自然接地体，包括无爆炸、燃烧危险的金属管道，与大地有可靠连接的建筑物及构筑物的金属结构和混凝土基础，穿线的钢管，电缆的金属外皮和非绝缘的架空地线等。其四，双层地网。采用敷设双层地网的方式也是降低接地电阻的有效措施。这种方法结合土壤电阻率分布实际情况，如果下层土壤电阻率较低，可在水平主地网下方敷设一层辅助水平接地网，并预留接头使之与水平主地网可靠连接；第六，添加降阻剂。降阻剂是用来降低高土壤电阻率接地体接地电阻的物质，它是由多种化学物质配制而成的。在接地体周围敷设降阻剂后，可以起到增大接地体外形尺寸、降低与其周围大地介质之间接地电阻的作用。降阻剂用于小面积的集中接地及小型接地网，可以明显地降低接地体的接地电阻。
结论：
简而言之，通过文章分析可以看出，如何正确的选择接地网的降阻措施非常重要。选择正确，即节约投资又起到很好的降阻效果。因此我们要根据现场的实际情况来选择最适合的降阻措施，才是我们应考虑的最好的降阻方案[3]。
参考文献：
[1]解广润．电力系统接地技术[M]．北京：科学出版社，2016．
[2]夏斌强，曹军，郑智勇等．基于精确土壤结构模型的外延接地网的设计[J]．云南电力技术，2017,43（4）:89
[3]杨永昆．110kV变电站接地网新材料应用[J]．云南电力技术，2017,40（2）:95
论文作者:甄景君
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/5
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