摘要：从我国现阶段国民经济发展体系的角度上来说，电力事业的基础性地位是非常显著的，其相对于整个社会的发展、经济水平的提升而言，都有着重要的价值与意义。在变电站建设的过程当中，其主要的职责在于服务社会，但实际作业过程中仍然存在着一定的问题，需要相关人员进一步的展开思考与研究。变电站电气设备运行的安全性非常重要。在这其中，接地网起着至关重要的作用。因此，本文对变电站电气一次主接地网设计进行了分析。
关键词：变电站；电气；一次主接地网；设计
1变电站电气一次主接地网设计中的相关基础工作
在实施变电站电气一次主接地网设计作业计划时，应落实好相关的基础工作，以便后期的设计作业计划得以顺利实施，为整个设计工作的按期完成打下坚实的基础。这些基础工作包括：①结合电气一次主接地网设计工作的实际需要，结合设计中所需的各种资料，为各种设计参数确定提供必要的参考依据，确保主接地网设计质量可靠性；②由于不同形式的主接地网实际的作用效果有所差异，因此，在开展主接地网设计工作时，应充分地考虑设计方案的可行性及经济性，避免设计中出现与实际情况不相符的问题，增强变电站电气一次主接地网设计合理性；③做好主接地网设计中的整体规划设计，合理设置相关的技术指标，促使设计得到的主接地网在应用中能够达到预期效果，为后续设计作业的顺利实施打下坚实的基础。某变电站电气一次主接地网中保护配电系统的金属避雷器示意图如图1所示。
2变电站电气一次主接地网在设计中存在的问题
伴随着电力工业的迅速发展，一次接地网在运行中，安全因素越来越多，传统的所谓经验的公式，当用于设计复杂工程的条件下的相对大型接地网时，表现出明显缺陷。这些缺陷主要有（1）在设计手册上，相关经验的公式并未将土壤存在不均匀性考虑在内。（2）在设计手册上，相关经验的公式并未考虑到接地网上存在的不等电位分布。（3）在设计手册上，经验的公式并未考虑到，某种情况下，接地电流的入地点位置如果存在不同，那么其对接地网的相关安全性能会造成不同影响。（4）在设计手册上，经验的公式是仅仅只能初步的进行估算，以得到变电站内其相关地表电位升，得到的是相对平均值，无法分析出变电站内的任意一点的接触电压与跨步电压，因此，无法估计出这些点是否存在安全问题。（5）在设计手册上，经验的公式并未考虑到，如果出现现实情况时，不仅仅相关的电气设备接在接地网上，其他电气设备也会接地与接地网构成回路。万一发生故障，那么，这些电气设备也仍然地相当于接在接地网上。于是，就会出现与接地网之间存在相互影响的现象。（6）在设计手册上，经验的公式不能解决日益严重的电力系统的电磁兼容问题。
3变电站电气一次主接地网设计的措施
3.1电气主接线设计
电气主接线设计是变电站电气部分的主体，它决定着变电站在电力系统中的地位及设备制造的水平。并且对拟定电气设备的选择、继电保护、配电设备的布置、自动设备和控制方式也有着十分重要的影响。电气主接线设计应在确保变电站使用占地面积小，低能耗损少的前提下进行设计。
3.2现场勘测
现场勘测是接地网敷设的前提，它主要包括：地质勘察、现场占地测量、土壤电阻率测量。其中土壤电阻率是接地网如何设计的关键步骤，它直接影响到接地电阻能否满足要求、接地系统的成本和接地系统的寿命。土壤电阻率主要受四大因素影响：（1）土壤类型。（2）土壤的疏密度。（3）土壤的温度。（4）土壤水分含量。因此测量结果要考虑到土壤温度及水分对接地网设计的影响，尤其是水分的影响，应据地质详细分析，择好的依据而定。若电阻率过高不便施工布设，应减小土壤电阻率。减小土壤电阻率的方法有：（1）更换土壤。如：砂质粘土、黑土电阻率较低，可做首选使用。（2）增加下埋的深度。此做法可有效避免因土壤结冰及干旱问题使土壤电阻率升高。（3）做化学处理。如：锅炉渣与土壤混合可大幅度降低土壤的电阻率。（4）外引接地处理法。如：在金属引线的帮助下将接地体埋入电阻率较低的土壤里。
3.3接地技术
接地的设计对保证电气设备的正常工作及防止人身触电事故起到关键性的作用。接地的目的有以下几个：（1）防止电气设备的机械性损坏。（2）防止人身触电。（3）防止火灾及爆炸。（4）控制地网额定电位的具体数值。所以接地技术是接地网设计中不可或缺的环节。接地体的接地装置是由接地线和接地体两部分组成。接地线通常才用扁钢或者圆钢，接地体通常采用角钢来铺设。一组好的接地体是至关重要的，接地体可分为自然接地体与人工接地体两类：（1）自然接地体即利用与地有可靠性连接的各种金属结构、管道和设备作为接地体，在变电所周围进行敷设。如果自然接地体的电阻能满足要求且不对自然接地体产生安全隐患，在没有强制规范时就可以用来做接地体。（2）人工接地体即人为埋入地下作为接地装置导体的接地体。一般将符合接地要求截面的金属构件埋入适合深度的地下，电阻符合规定要求，则做为接地体。
3.4合理选择电气设备
合理选择电气设备需遵守：（1）短路条件下时，电气设备的动、热额定值。（2）根据工作环境、安装地点来选择适合的电气设备（如：水分较高的土壤应选用质地厚的设备，并涂上防潮油）。（3）正常工作时电气设备的额定数值。这是选择电气设备的基础条件，根据一般工作下的额定值可以大体确定主变压器的台数，然后再根据城区的供电条件、负荷性质及城区经济和电力技术做详细选择。
3.5防雷设计
雷电对于接地网存在较高的危害性，做好防雷设计是保护接地网安全的重要手段。（1）自然情况下直击雷是最为常见的，这就需要变电站采用屋顶避雷带防止雷击。如在屋顶避雷带采用扁钢与接地网进行连接并热镀锌进行隔离。（2）雷电压过大会造成接地网的整体崩塌，所以防止线路侵入的雷电波过电压是防雷设计的关键。如在每段进线上安装避雷器，主变压器侧利用母线避雷器来保护过电压，为了进一步安全隔离还应在主变压器中性点上装置一台避雷器。
4结语
变电站电气一次主接地网工程设计应该遵循安全、可靠、节省投资、减少施工安全风险的原则，保证工程顺利、安全投入运行。变电站经过电气一次主接地网设计后运行平稳，接地网的各项指标均符合有关设计要求与规范，保证人员与设备的运行安全，满足变电站安全稳定、经济运行的需要。
参考文献：
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论文作者:徐明明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/8/7
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