（1国网江西省电力有限公司经济技术研究院 江西省南昌市 330043；
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摘要：深水井接地极利用地下水自然向水井渗透聚集的原理，增加接地极周五土壤的湿度，降低这部分土壤的电阻率，从而达到降低接地极的电阻的目的。依托某220KV变电站新建工程开展了深水井接地极与常规钢管接地极的降阻效果实测对比，探索深水井接地极的实际效果。
关键词：变电站接地；深井接地
引言
随着电网系统短路容量越来越大，系统故障电流越来越大，为防止变电站地电位被大幅度抬升造成扩大事故，必然对变电站接地网接地电阻提出更高要求。而另一方面，“两型一化”理念在变电站建设中不断落实，变电站站址面积逐步缩小，导致传统的主接地网面积越来越小，降低接地电阻更加困难。变电站接地电阻不满足要求的问题也越来越严峻，因此，研究提出更加高效的降阻措施显得更加迫切。
1 深水井接地极
变电站常常采用深井接地手段，传统深井接地垂直放将接地极（一般为镀锌钢管）放置于孔内，用低电阻率回填土回填紧密，保证接地极与土壤紧密接触即可。本文在此基础上探讨提出一种深水井接地极。深水井接地极正如水井一样，利用地下水自然向水井渗透聚集的原理，增加接地极周围土壤的湿度，降低这部分土壤的电阻率，从而达到降低接地电阻的目的。
2 应用研究方案
本工程在某220kV变电站实施，场平完成后，在站址范围内布置多组常规深井接地极（作为对比组）及深水井接地极，通过实测接地电阻，探索深水井接地极的实际降阻效果。
2.1 场地地质情况
本站场地为丘陵低岗地貌，自地面向下分别为粉质粘土、凝灰质砂岩全风化、凝灰质砂岩强风化。地下水主要以第四系孔隙潜水及基岩裂隙水为主，地下水的补给方式为大气降水和地表水，排泄方式为蒸发及向低处渗透。勘察期间测得地下水位在2.00米至5.80米之间（场地平整前），主要赋存于粉质粘土层和凝灰质砂岩全风化土层。
2.2 接地材料准备
深水井接地极本体采用桥式滤水管。桥式滤水管是一种有桥形孔眼的滤水器材。桥型孔眼的结构特殊，其通水孔在管壁切线方向，而导致砾石泥沙向滤水管聚集的土压力在管壁的垂直方向，因此其结构决定了其透水孔不易被堵塞。桥式滤水管一般为碳钢材料，壁厚5mm以上，为了防止腐蚀，通体做热镀锌。滤水管在导电性能、防腐蚀方面与常规的镀锌钢管并无太大差别，是作为接地极的理想材料。
其次是井管周围的填充材料。从降阻角度出发，本研究项目提出采用细碎的石墨颗粒替代砾石作为填充材料。石墨材料电阻率低，同时其化学性质稳定。用石墨颗粒既可以起到滤水挡砂的作用，又有利于降低接地电阻。
对比组的常规深井接地极仍采用常用的镀锌钢管的形式。考虑到桥式滤水管外径约为160mm，为了减少接地极直径尺寸对接地电阻的影响，提高对比试验的可信度，常规深井接地极的镀锌钢管直径也同样选用160mm。
试验时，深井钻孔直径取250mm，垂直下管后，对深水井接地极，在桥式滤水管管壁与井壁之间填充石墨颗粒夯实；对深井接地极，镀锌钢管用原土回填夯实。
2.3 对比布置方案
为了最大限度提高试验数据可信度，考虑在变电站场地范围内尽可能多的布置接地极，并根据钻井时的水面深度设置不同长度进行对比。最终确定方案图1所示。
图1.试验接地极布置方案图
图中A1~A9组为深水井接地极，B1~B9组为对比组的常规深井接地极。其中A1、B1、A9、B9考虑采用36米深度，基本布置于围墙四角。其余接地极采用埋深较浅的长度，A3、B3、A7、B7采用8米深度，未进入含水层。其余5组采用12米深度，部分深入含水层。最终全站设置2组36米，5组12米，2组8米，共9组18根接地极。
3 测试结果及分析
3.1 测试数据
接地极现场施工完毕后，20天后进行第一次电阻测试，再过20天进行第二次电阻测试。最终测试结果如表1。
表1.接地极测试结果
3.2 结果分析
（1）、两次接地电阻测试结果来看，总的来说，深水井接地极接地电阻确实小于常规的深井接地电阻。
（2）、随着时间推移，A组和B组的接地电阻测试结果均有所降低。考虑由于接地极包围土壤等逐步更加落实，从而接地电阻降低。
（3）、A组深水井接地极接地电阻降低更快，与B组对比降阻效果更加显现。从第一次测试时下降24.8%变为下降31.8%。可见随着时间增长，深水井接地极的聚水效果更加明显。
4 结语
由于观测时间尚较短，因此，虽然可以看出深水井接地极降阻效果确实优于常规深井接地极，但深水井接地极最终能达到何种程度的降阻效果还需要进一步更长周期的跟踪观测。另外本次试验采用的深水井接地极桥式滤水管直径较大，导致钻井孔径加大，并且需要填充石墨颗粒，从经济性角度来讲造价高于常规的钢管接地极。后续工作更需要从经济适用性角度出发，探索研究更简易经济的深水井接地极，以利于推广应用。
参考文献：
[1]袁锦平．利用深水井接地极方法降低变电站接地电阻的研究［D］. 北京：清华大学，2001
[2] GB/T 50065—2011 交流电气装置的接地设计规范［S］．北京：中国计划出版社，2012.
论文作者:田冬冬1,赵甲2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/16
标签：深水论文; 电阻论文; 深井论文; 变电站论文; 水管论文; 常规论文; 钢管论文; 《电力设备》2018年第32期论文;