（新疆电力勘察设计院 新疆乌鲁木齐市 830011）
摘要：近几年变电站因为接地不良而导致的安全事故时有发生，这种情况下接地问题引起了大家的注意。接地网对电力系统安全运行起到了重要作用，鉴于此，本文主要分析了变电站电气一次主接地网设计，相信一定可以为大家带来一些帮助。
关键词：变电站；电气一次；主接地网设计
0引言
变电站接地网主要连接接地线和计算机监控设备接地等线路，在接地电阻比较大的情况下发生接地故障，可能会出现地电位极异常性升高的现象，如果网格设计存在不合理现象，这时还有可能会出现更多相关问题，这将会对人员的人身安全带来一定的威胁，还会造成电缆及相关设备的损坏，最终酿成严重的事故。，所以，做好变电站电气一次主接地网设计是非常有必要的。
1变电站接地设计原则
近年来随着电力系统规模的不断扩大，在电力系统中，变电站不同级别电压母线，有接地故障发生时通过的电流会逐渐增大，这时要想符合R≤2000/I的要求难度非常大。依照我国变电站接地设计规范的相关要求，变电站接地的电阻值不可以超过0.5兆，但是有些变电站中的各级电压母线接地的故障电流相对较大，所以难以与相关规范中的要求相符。因此，当前的标准在使得条件得以满足的情况下将许可电阻值放宽到5兆，换言之，并非变电站中全部的接地电阻只要满足5兆就达标，其还有一定的条件制约。变电站接地标准中明确地规定，一定要采取适当的隔离措施使得转移点位所导致的危害得以有效避免。因为短路电流非周期分量会对接地网产生一定的影响，所以在其电位升高的情况下，3～10kV变压器不应该做动作或在动作之后不可受到损坏。对接地应采用均压的方法，而且对跨步电位差与接触电位差应该开展必要的验算，观察其是否与相关要求相符。为了使接地规程中的要求得以满足，在接地故障电流较大的时候，应尽可能使得接地电阻值不断降低。
此外，在设计变电站接地网的过程中应始终坚持以下原则：①在接地网设计过程中采用的方式通常为建筑物地基钢筋和金属接地物统一连接的方式；②基础尽量选择自然接地物，通常情况下采用闭合环形的外形；③采用统一接地网，选择一点接地的接地方式。
2变电站土壤电阻及降阻措施
接地网电阻主要由接地体本身电阻、接地体表面与土壤接触电阻、散流电阻等组成，其中，接地引线本身阻值以及接地体本身电阻阻值和引线及接地体的材质、尺寸等因素有关，同时接地体表面和土壤相接触电阻的阻值和土壤的含水量、土壤的性质等因素有关。要想在接地网设计中达到要求的电阻值，需要从接地体开始向20m的范围内扩散电流，电流经过的土壤其电阻就是通常所说的散流电阻，土壤的含水量的大小直接决定了散流电阻的大小。
变电站发生系统故障时，短路等故障电流将通过接地网排入大地，接地电阻值偏大的话，将产生很大的电位差，甚至局部电位会超过安全值，对人身及设备造成严重危害，因此变电站的设计中对接地网的电阻值有着严格的要求。
土壤电阻率过高是造成接地电阻不满足要求的主要原因，大量工程也是针对这点进行降阻改造，针对土壤电阻率的主要降阻措施有以下几种方法：（1）外引接地。通常而言，接地网在室外地坪之下的0.8m处进行敷设，但是在穿道路时可以在地下1.0m处进行敷设。然后从接地网向上引出接地线，并将其引到各个设备层中，将引上线敷设于墙体或者构造柱中，在引出层之上留出一些节点。（2）井式或深钻式接地极。当地下较深处的土壤电阻率较低时，可采用井式或深钻式接地极。采用钻机钻孔（也可利用勘探钻孔），把钢管接地极打入井孔内，并向钢管内和井内灌满泥浆。（3）换土法。在接地体周围1~4m范围内，换上比原来土壤电阻率小得多的土壤，可以是黏土、泥炭、黑土等，必要时也可以使用焦炭粉和碎木炭。需要注意的的是这种方法其土壤电阻率容易受到外界压力和温度的影响，在地下水位高、水分渗入多的地区使用效果较好，但在石质地层则难以取得较满意效果。（4）降阻剂法。常用化学降阻剂可分为高分子树脂类和无机化合物类。实测表明，降阻效果为未处理之前电阻值的50%~30%。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆长效化学降阻剂不但具有高导电性，而且降阻效果能够长久保持，即使放在流动的地下水中也不会流失，还具有降阻效果好、耗钢材量少、施工方法简单、占地面积小、节省劳动力等优点。（5）敷设水下接地网。充分利用水井、水池等水工建筑物，以及其他与水接触的混凝土体内的金属体作为自然接地极，可在水下钢筋混凝土结构内绑扎成许多钢筋网中，选择一些纵横交叉点加以焊接，并与接地网连接起来。
3变电站电气一次主接地网设计措施
3.1设置接地网间距
在过去的变电站接地设计中，接地网均压导体都是根据5m、7m、10m等间距开展布置，由于受到端部效应与邻近效应的影响，边角网孔电势比中心网孔电势高，而且随着地网面积与网孔数的增多，其差值也不断增加。在不等距布置的情况下，中部导体泄漏的电流密度会不断增大，可以使得中部导体得以更充分的利用。
3.2布置地网中垂直接地极
由于受到水平接地极屏蔽的影响，使得垂直接地极对地网接地电阻所产生的改善效果较弱，垂直接地极仅仅对一些设备具有增强散流效果的作用。因此，除了避雷器、构架避雷针、变压器中性点、除消弧线圈中性点等需要设置垂直接地极以外，还可以在其他的具有一次设备的位置装设。除此之外，还可以围绕地网边沿多装设一些垂直接地极，这样能够使得散流的效果有效增强，增设垂直接地极的作用等同于扩大了地网的面积，能够使得接地电阻得以有效减小。
3.3接地极的热稳定性校验
通常而言，热稳定校验主要根据流经接地线的短路电流的稳定值来开展，相比于地网主干线界面，该设备的接地引下线界面的面积应更大，这样能够使得主干线中的短路电流朝两侧进行分流。但是由于地下主干线容易腐蚀而且购置的钢材规格不应太多，使得地下主干线通常和接地引下线采用同样规格的钢材。
3.4设计接地引下线
依照有关规定中的要求，在变压器中性点中应该有两根接地引下线，其与不同干线中的主地网进行连接，接地引下线应该与热稳定校核要求相符。对重要的设备及设备构架而言，应该有两根和主接地网不同地点连接的接地引下线，而且应该保证两根接地引下线都与热稳定校核相关要求相符。除此之外，接地引下线的设计还应该为定期的检查与测试提供便利。
3.5应用接地装置
避雷针在实际使用中需要配套设置接地装置，而且必须实现内部建筑和外部接地体的连接，促进等电位效应的形成。为了进一步提高装置的安全系数和可靠程度，引下线的数量应进行合理的设置（至少保持在两个以上），并且以强度作为依据，适当的增加引下线的数量以降低冲击接地电阻；另外，为了避免发生反击，设备接地点的布置必须和避雷针引线的入地点拉开距离，后者的接地引线必须远离电气设备；注意装置的合理设置，对于有金属结构的部分，必须注意金属结构和地面的结合，针对屋顶是砼结构的特点，必须进行砼的焊接，以形成网接地，在屋顶结构不导电的情况下，必须采取防雷保护措施。
结束语
所以工作人员需要重视变电站电气一次主接地网设计，这不仅是对整个变电站的正常运行有意义，对于人们的身体安全也有着是非重要的意义。设计接地电网的时候，工作人员需要根据本地区的环境状况以及自然条件，对土壤的电阻进行测试调查，提高设计的科学性和合理性。
参考文献
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[3]刘欣,张正华,裴锋,贾蕗路.外加电流阴极保护技术在变电站接地网防腐中的应用研究[J].江西电力.2015(05).
论文作者:孙博
论文发表刊物:《电力设备》2016年第2期
论文发表时间:2016/5/21
标签：变电站论文; 土壤论文; 电阻论文; 电流论文; 电阻率论文; 设备论文; 地网论文; 《电力设备》2016年第2期论文;