（丰满大坝重建工程建设局 吉林吉林 132108）
摘要：水电站电力系统发生短路故障或是其他大电流入地时，如果地网的接地电阻较大就会造成地网电位异常升高。高压窜入控制室，轻则导致监测、控制设备发生误动或拒动，重则破坏监测设备从而扩大事故，造成巨大的经济损失和社会影响。变电站的接地系统是保证电气设备安全运行和人身安全的重要举措。
关键词：接地网；接地电阻；保障措施
一、电站接地系统
（一）接地电阻
据DL/T621-1997《交流电气装置的接地》要求， 有效接地和低电阻接地系统中变电站电气装置保护接地的接地电阻宜符合：R≤2000/I。其中：R为考虑到季节变化的最大接地电阻，单位是Ω；I为计算用的流经接地装置的入地短路电流，单位为A。随着系统的发展，短路电流越来越大，接地电阻要达到此值，会存在困难。故在DL/T621-1997中还规定，接地电阻虽可适当加大，但不得超值5Ω， 且应按第6.2.2条进行校验。这同以往规范相比，不再强制规定了直接接地和小电阻接地系统中接地电阻必须小于0.5Ω的要求， 而以往习惯上认为在110kV及以上变电站中，接地电阻小于0.5Ω就是合格， 无论短路电流多大都不采取措施，这也是不合理的。接地电阻的合格值应根据工程具体入地短路电流确定。在满足附加条件的要求下，接地电阻不超过5Ω也是合格的。
（二）接地系统设计的原则
典型的接地网设计可遵循如下原则：
1.布置围绕变电站的实际区域外围的连续接地导体回环。这能避免大的电流集中， 避免在接地网区域和突出的电缆端的高电位。接地网外围导体包围更大的区域将导致接地电阻的降低。
2.接地网网孔的边长比一般从1：1到1：3变化。交叉连接也能确保多个故障电流流散通道，使接地网本身的电位降至最小，当一个接地极导体故障时，能确保故障电流的流散。
3.变电站的埋深一般为0.5～1.0m，间距为10～15m。水平接地导体的交叉点应可靠的搭接在一起。垂直接地极也可以布置在主要设备处，特别是避雷器附近。在多层或高阻土壤中，在连接点处布置长垂直接地极是有效的。
4.在回环内布置平行接地导体，一般沿结构物或设备布置的行列方向布置接地导体，以确保设备的最短的接地连接。
二、降低接地电阻的有效措施
（一）深接地法
由变电站外延接地线（40×4的镀锌扁钢），在进线塔下端打有一口约200m超深接地井，用钻机钻孔，把直径100mm的镀锌钢管接地极打入井孔内，并向钢管内和井内灌注泥浆。此法经过工程实际测量，系统接地电阻为0.442Ω，符合设计效果很好。下面就采用深井接地降低接地电阻作一下探讨。和其它辅助降阻措施相比，深井接地法有以下优点大大降低接地电阻；减少变电站占用地表面积，是改造优化的最好方法；设计寿命可以非常长，设计裕度非常大；深层的土壤电阻率不受气候、季节影响， 数值稳定。因此，接地电阻值也不会随气候、季节变化，这是深井接地最大的优点。深井接地极技术的特点适应自然条件，扬长避短，充分利用有利地形；排流特点，由于在地层深处导电层，利用地层10m以下地下水层的导电性，大大降低接地电阻，增大系统稳定性；性能稳定、可靠，不受地下水层水文变化层影响；排流量大，分布均衡、合理。
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（二）放置电解地极
对于高土壤电阻率地区，降低变电站地网的接地电阻是比较困难的。在设计或改造地网以降低其接地电阻时常常会遇到的问题。因此，当变电站的土壤电阻率较高，用于接地网的面积不能将接地电阻降低至设计要求值时，可采用DK-AG电解地极来实现降阻。
（三）换土和使用降阻剂
有的变电站采用紧凑型布置，占地很小，这些使得变电站的接地电阻很难满足要求，必须在接地设计中结合实际情况考虑降阻措施。
1.换土：在土壤电阻率高的地区进行换土，是普遍采用的有效办法，且施工简单。施工完成后实测接地电阻完全满足设计要求。
2.使用降阻剂：降阻剂的主要作用是减小接地体与土壤的接触电阻和降低周围土壤的电阻率。在高土壤电阻率的地区，使用降阻剂的例子很多，大多数是和换土措施同时使用。
三、变电站接地网
（一）接地网截面的选择 ：首先，接地装置的截面选择要满足热稳定的要求，验算热稳定的关键是确定短路电流作用的时间，此问题应该结合保护的可靠性、施工情况、经济情况进行综合考虑。交流电气装置的接地新规程（DL/T621 -1997）附录C（标准的附录）接地装置的热稳定校验规定有效接地系统接地装置热稳定校验时间应该取主保护动作时间加上失灵保护动作时间；不接地、消弧线圈接地和高阻接地系统接地装置热稳定校验时间应该取2s，即第一后备保护动作时间。110kV及以下变电站一般为普通降压变电所，属于不接地、消弧线圈接地系统，在电网中的重要性相对低一些，保护的可靠性要差一点，这些变电站按第一后备保护考虑所确定的截面比按主保护考虑所确定的截面增大较小，所以，为了防止接地装置扩大事故，110kV及以下系统热稳定校验时间宜按第一后备保护考虑。
（二）关于接地网的配置
在前面提到的，接地设计规程中对于变电站接地设计提出了具体要求。当I>4000A时，R≤0.5Ω，限制地网电位升高是为了防止对二次设备形成反击， 但是，随着电力系统不断增大，短路电流越来越大，限制地网电位低于2000V实际上难以实现，而事实上，也有地电位远远大于2000V变电站仍然安全运行的例子。可见，影响变电站二次设备安全的最主要因素不是地电位抬高多少，而是变电站内整个地网是否始终保持同一电位，从而在二次设备上不出现高电位差。因此，在变电站接地工程设计上，除降低接地电阻值，更重要的是考虑整个地网，各处电位的均衡以及应考虑土壤和大气对接地线的腐蚀影响。
四、做好接地装置定期进行检查和试验
接地装置运行中，接地线和接地体会因外力破坏或腐蚀而损伤或断裂，接地电阻也会随土壤变化而发生变化，因此，必须对接地装置定期进行检查和试验。
（一）检查周期
1.变（配）电所的接地装置一般每年检查一次。
2.根据车间或建筑物的具体情况，对接地线的运行情况一般每年检查1～2次。
3.各种防雷装置的接地装置每年在雷雨季前检查一次。
4.对有腐蚀性土壤的接地装置，应根据运行情况一般每3～5年对地面下接地体检查一次。
5.手持式、移动式电气设备的接地线应在每次使用前进行检查。
（二）检查项目
1.检查接地装置的各连接点的接触是否良好，有无损伤、折断和腐蚀现象。
2.应检查地面下500mm以上部位的接地体的腐蚀程度。
3.在土壤电阻率最大时（一般为雨季前）测量接地装置的接地电阻， 并对测量结果进行分析比较。
4.电气设备检修后，应检查接地线连接情况，是否牢固可靠。
5.检查电气设备与接地线连接、接地线与接地网连接、接地线与接地干线连接是否完好。
（三）接地装置的接地电阻值不符合要求时的改进措施
1.增加接地体的总长度或增加垂直接地体的数量。比如海南电网的澄迈九龙35kv站，东方的感城35kv站。
2.在接地体周围更换土壤电阻率低的土，如黄粘土、黑土（土壤电阻率在50ωm以下）。比如海南电网的澄迈文儒站。
3.采用化学降阻剂，处理接地体。比如海南电网的乐东孔文35kv站降阻剂还有儋州南丰35站采离子阻剂。
五、结语
接地网的设计要根据区域的地质条件,采取不同的降阻措施,以最高性能价格比来设计其接地网,同时应采用新技术和新材料。接地技术是一门多学科的综合技术,故在今后的工作中去研究,在实践中不断探索,以使其更加趋于完善,保证变电站设备的安全稳定运行。
作者简介
宋明钰，1977.4，男，吉林省吉林市，国网新源丰满大坝建设局高级工程师，电气一次设备管理工作。
论文作者:宋明钰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/13
标签：电阻论文; 变电站论文; 装置论文; 土壤论文; 电阻率论文; 接地线论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第32期论文;