关键词：变电站；电气接地技术；分析
电气接地作为变电站电气系统重要组成部分，其乃是维护电力系统安全、可靠运行，并保证运行人员和电气设备安全的重要手段。近几年来，电气系统的快速发展使得电气故障产生时的过网电流越来越大，电位也不断升高，再加上电气系统接地本身也存在有一定的缺陷，这使得电气接地技术的应用效果并不如预期理想，常常会为故障维修人员带来极大的安全隐患，同时也会对电气设备绝缘体造成严重破坏。为此，我们需要研究变电站电气接地技术的科学合理应用方法，以便保障电气系统的正常运行。
1、变电站中的电气接地技术
1.1 接地网概述
所谓的接地网主要是指那些由多个导体连接而成，并深埋指地下呈现出网格形状接地物体的总称。接地网作为变电站中交直流电气设备和防雷保护的重要接地组织，其对于变电站电力系统的稳定运行有着重要的作用。当变电站出现接地短路故障时，变电站电气接地就可以对其升高的电位值进行有效的控制，从而使变电站的设备与维修人员不会受到伤害。
1.2 电气接地的重要性
由于接地网与整个变电站中的低压电气的接地线、 高压电气的接地线、电力屏蔽的接地、通信系统的接地、低压电系统的接地、监视系统的接地及检修暂时性接地等进行连接，若接地电阻过大，那么电力系统的接地出现故障时，或者其余电流进入接地时， 都会导致变电站接地电位出现异常的升高现象。 再者，接地网设计存在缺陷，则导致接地电位出现分布不匀现象，部分电位超出安全定值，对操作人员生命安全造成很大威胁，同时可能导致电缆或者设备绝缘体受到破坏，高压进入保护控制系统、监视系统中，造成严重的电力安全事故。 因此，做好变电站电气接地很重要。
1.3 电气接地的设置原则
在电力系统不断扩大条件下， 变电站每级电压母线的接地故障产生电流也不断增大，因此，在变电站电气接地中要达到 R≤2000/I 是很困难的。 但是对变电站接地的电阻数值要求不再限制在 0.5Ω ，而其电阻数值允许范围扩展至 5Ω ，但是变电站电气接地电阻数值允许范围的扩展要满足一定条件，主要包括： ① 要对电位移动形成的危害进行隔离控制和保护。② 需对变电站电气接地短路产生的电流分类进行充分考虑，若变电站接地电位值上升至 3~10kV 时，其避雷器不能发生动作，或者发生动作之后，不能出现任何损坏现象，都实行平均压防护措施， 对变电站电气接地中的跨步电位差值和接触电位差值进行计算和检验，当接地施工完成后，在对其接地电位进行测量，并绘制电位曲线。 设置原则： ① 使用的接地网要统一、规范，利用一点接地模式来进行电气接地。 ② 必须要以天然的接地物作为电气接地基础， 对人工式的接地物进行有效的补充，主要接地物应呈闭合环形。 ③ 合理利用建筑地基中的金属和钢筋等接地物进行有效的连接，组成完整的接地网。
1.4 选择适宜接地电阻
按照我国对变电站的要求，其出现短路故障时，接地电流最大值为 30.2kA ， 接地电阻必须要达到 R＜2000/I 的条件，并把变电站换流系统中的对应的接地电阻值控制在 R＜0.06620的范围中。 但是这个接地电阻值在我国变电站中是很难实现的。 所以，必须通过增加变站接地电阻值来实现，但是要求接地电阻的最大值在 5Ω 以上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 如变电站电气接地电阻值为0.5Ω ， 其换流系统对用接地网的电位就会升高至 15.12kV ，导致变电站电气系统化出现很大的风险。 如变电站电气系统处于正常运行状态时， 其接地网单位为 0 。 当其出现短路故障时，其电位就会升高。 因此，在进行变电站电气接地时，要对其接地网的电阻值进行有效的测量和试验， 以保证变电站电气接地的可靠性和安全性。
2、电气接地施工技术改进
2.1换土法
为了降低高土壤电阻率区的接地电阻，采取换土法是比较有效的措施，主要包括更换土壤和人工处理土壤两种方式。更换土壤是指将接地体0.5m 范围内、接地体 1/3 范围内的原有高电阻率土壤，替换为如粘土、黑土、沙质粘土等低电阻率土壤。虽然这种方式的优势性十分明显，但是考虑到不同变电站的地质状况，有些情况下很难在附近寻找到低电阻土壤。因此，为了更好地改良变电站周围土壤的导电性，可将电石渣、木炭、食盐等物质添加到附近的土壤中，这种方法的成本低、效果显著；但是经过处理的土壤可能会降低热稳定性，并导致接地极的腐蚀速度加快，降低使用寿命，因此需根据实际情况选择使用。
2.2爆破接地技术
爆破接地方法是近年来我国最新提出的有效降低高土壤电阻率地区的接地电阻方法。其主要原理是采取钻孔机在地中垂直钻直径是 100 毫米，深度约几十米、甚至 100 米以上的钻孔，在钻孔中布置接地电极，再将岩石爆松、爆裂，采取压力机将低电阻率的材料探入深孔中以及由爆破产生的裂缝中，保证低电阻率材料与地下大范围土壤的沟通。
爆破接地技术主要采用以下原理：一是利用电阻率较低的地下水层、地下土壤层、金属矿物层等来改善散流情况；二是低电阻材料能较好地与接地极、各种类型的岩石、土壤等良好接触，以降低接触电阻；三是在大范围内采取降低土壤电阻率的方法，实际上就是大范围地应用换土方法，以减少土壤中的散流电阻；四是通过由爆破而产生的缝隙，将岩石中的节理缝隙贯通，通过灌注压力的电阻率材料能够形成低电阻率通道，并与原有的裂隙共同通向远处土壤，和土壤中的低电阻率区相连。五是当压力灌注低电阻率材料后，会形成由填充低电阻率材料而形成的通道，这利于电流通过缝隙中的低电阻率材料而散流至外部岩层中；同时也可以通过对缝隙散流至低电阻率或者地下水、金属矿物质等地层中，进而方便接地极或者接地网的散流。
2.3深水井降阻技术
利用深水井来降低接地电阻技术，主要是通过深水井来改变接地极附近的土壤周围地下水的运动方向，利用地水中的毛细水、重力水、气态水以提高接地极附近的土壤湿度，以降低这些土壤的电阻率，进而降低接地电阻。在深水井接地极导体中，采用带渗水孔的钢管，既能发挥接地极导体的作用，又能作为坚固的深水井井壁。无论是在坚硬的岩石中，还是松散的沉积土，都有数量不等、大小不一且形状各异的空隙，主要为存储地下水及运动提供空间。由于人类的生活离不开水，任何建设电力的地方均会有不同数量的地下水，这也为利用地下水而降低接地电阻提供了方便。深水井作为聚集地下水的主要方法，可通过深水井来降低接地电阻。
结语：
综上所述，变电站电气接地技术的应用还是存在着一些问题的，这对于变电站电力系统操作人员的生命财产安全有着极大的威胁，同时也将影响到电力系统的运行状态。因此，我们必须优化变电站电气接地，同时根据不同的情况来采取适当的降阻措施，及时对接地电阻进行有效的测量及试验，这也将是变电站电气接地系统的设计重点。只有做好上述所说的事情，我们才能真正的保证变电站电气接地的可靠性和安全性，从而为人们的用电安全带来保障。
参考文献：
[1]装配式变电站土建设计[J].陈莹.科技视界.2014(22)
[2]关于220kV变电站的设计与研究[J].周绍奎,严之斌.通讯世界.2015(01)
[3]浅谈解决变电站交流接触器频繁跳闸的方法[J].杜淑雁,常慧莲.黑龙江科技信息.2013(33)
论文作者:宗凯
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 18期
论文发表时间:2020/1/16
标签：变电站论文; 电气论文; 电阻率论文; 土壤论文; 电阻论文; 电位论文; 深水论文; 《当代电力文化》2019年 18期论文;