石爱卿1 王鸿志2
（1国网山东省电力公司检修公司 山东济南 250000；2山东送变电工程有限公司 山东济南 250000）
摘要：变电站主电接地网工程应尽量减少工程量，节约投资资金，降低施工安全风险，确保工程顺利、安全、有效地进行。因此，在变电站以设计主接地网为核心的主要电气施工设计中，阐述了变电站电气主接地网接地措施的具体设计，为变电站电气一次主接地网设计提供参考，为变电站电气一次主接地网施工奠定了坚实的施工质量基础，以更加优质高效的满足电力客户的需求服务。
关键词：变电站；电气一次；主接地网；设计
随着国民经济的发展，社会用电需求量的增加，500kV变电站一次设计变得更加复杂和重要，在电网供电中扮演越来越重要的作用。500kV变电站的一次设计应依照相关的设计要求，综合考虑电网供电和居民用电各方面的实际情况，做到科学、规范地设计，保证变电站输电的安全性，向居民和企业提供正常的生活及生产用电，促进我国电力企业的进步和发展。
一、变电站电气一次主接地网的设计内容
1.1防雷设计
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，这就需要变电站的配电装置采用全户内布置，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。如将进线分为十段，再每段上安装避雷器，主变压器侧引出先利用母线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。
1.2主接地线设计
接地网中主接地线是不可缺少的一部分，科学的主接地线设计可以提高变电站运行能力。进行主接地线设计，为变电站内设备创造一个预防干扰的运行环境是极其重要的。在设计主接地线时，要最大程度的降低能耗、提高工作效率，特别是注重减小变电站的整体运行面积，保证运行高效、顺畅。
1.3接地设计
在整个设计中，接地设计同样重要，良好的接地设计可以促进整个电气设备正常高效地运行，最大化的预防安全隐患的出现，如电气设备发生机械性故障、引发火灾及漏电造成人身伤残死亡等事故。所以，电气设备中的接地工作要做好。其接地包含接地体和接地线；接地体包含自然与人工两种接地体，工程实践中以前者为主，接地体一般围绕变电站的周边进行敷设；接地线敷设前，先选用扁形钢为接地线，而接地体一般选用角钢，敷设时主要是将其底部削尖后再深埋。来保证接地的可靠性。
二、变电站电气一次主接地网在设计中存在的问题
伴随着变电站运行安全的要求越来越高，在运行中影响一次接地网安全运行的因素逐渐突出。主接地网在设计中存在以下问题：土壤电阻率的测量是工程接地设计重要的第一手资料，由于受到测量设备、方法等条件的限制，土壤电阻率的测量往往不够准确。现在的实测，往往只取2--3个测点，过于简单，影响接地网设计数据的准确性。另外，变电站内一次线对二次线的影响问题随着系统容量的增大及系统短路水平的提高，变电站内一次线对二次线的影响问题越来越突出。
系统发生接地短路时，强大的人地电流经地网向地中流散，在接地网上将产生强大的电位升，使接地网上的二次设备和二次电缆呈现很高的电位，很可能造成二次电缆或二次绝缘的击穿或烧毁，这就是反击事故。再者，接地网水平接地体、垂直接地体、接地引下线等接地体的接头焊接不牢靠，特别是铜与钢的普通焊接不牢靠，经过长期的锈蚀或腐蚀造成接地网上的开路。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆接地网中采用铜材与钢材混合的接地网，若铜材与钢材同时处于土壤中并连接时，则会形成原电池效应，加速土壤中钢材的腐蚀，极大影响接地效果。
三、变电站电气一次主接地网设计要点分析
3.1设计前准备
施工前，设计师应首先进入施工现场，对施工环境进行科学的调查。应调查地质条件、周围环境、气候、工程面积、土壤电阻率等基础数据。土壤电阻率测量在调查过程中是至关重要的，节点电阻有着非常重要的直接作用，如温度、密度、含水量和土壤类型等因素都会影响土壤电阻率，因此必须在调查和检测的前提下，采取相应的技术处理措施。目前，最常用的方法是增加埋深，如果调查发现，土壤电阻率较低，可采取深埋的方法，预防由于土壤冻结或干因素的电阻率的增加出现，也可用于低电阻率土壤置换，在置换土壤中的过程，要注意土壤置换的范围是接地体周围50cm土壤和地面上的土地1/3。除了处理高电阻率土壤最常用的两种方法外，在实际施工过程中，还可以采用化学措施、土壤保护和冻土处理来降低电阻率。
3.2确定设计方案
设计方案是整个工程建设的重要依据。因此，在整个设计中做好施工方案的设计是非常重要的。首先，在之前的设计方案，必须与工程特性紧密结合以接地布局和土壤电阻率确定箱式变电站接地设计；其次，需要仔细确定接地网的组数，并在变电站和接地网四周对接地网进行垂直接地埋设，并铺设镀锌角钢，每一组网络，应该选择一个长度2.5m，尺寸不小于50×50×5mm镀锌角设置，每个连接的电极和接地电极之间的距离为6m，这将降低放电电流、接地电阻，并避免由接触电压和跨步电压造成的事故；第三，应在变电站的四周打深井，一般深度应在30m左右，且不得低于6个，且在深井点不插入镀锌钢管，并敷设深威尔斯的减阻剂，并达到降低接地电阻的效果。如果选择水平地网作为变电站的接地网，所选钢管应为镀锌钢管。
3.3主接地网相关的接地线设计
在与主接地网相关的接地线设计过程中，首先要保证接地引线的质量满足主接地网运行的要求，同时要充分的分析对主接地网运行产生影响的环境因素，实现优化相关的主接地线设计形式的目的，在保证主接地线运行水平的基础上，促进变电站运行质量的提升。此外，要从节能消耗的角度出发，将相关接地线设计工作落实到位，合理设置变电站运行的面积，使主接地线服务功能得到充分发挥，促进主接地线运行水平的提升。
3.4主接地网相关的防雷设计
在与主接电网相关的防雷设计工作中，要选择质量优良的防雷装置，同时在主接地线设计中指定的位置安装防雷装置，尽可能保证防雷装置在中线点的位置，为防雷装置安装工作的质量奠定基础。此外，要根据行业技术规范的要求和主接地网设计的标准，进行防雷设计工作，保证防雷设计工作的合理性和可行性，降低雷雨天气对主接地网的影响，为主接地网运行水平的提升奠定基础，从而促进变电站运行水平的提升。
四、变电站电气一次主接地网的设计策略
精心确定设计方案。设计方案是整个工程施工的重要依据。所以整个设计中做好施工方案设计非常重要。①在设计方案前，要紧密结合工程特点和接地体布置情况等针对性的确定设计方案；②结合变电站接地需要，精心确定接地网的组数，将接地网垂直接地埋设在变电站和接地网四周，镀锌处理所埋设的角钢，在各组接地网中，要选用一条长度为2.5米和规格大于等于50×50×5mm的镀锌角钢进行组建，每一组接地极与接地极间的距离大于等于5米，以此将电流排出，实现降低接地电阻的目的，从而防止因接触电压和跨步电压而发生安全事故；③在变电站四周打深井，通常深度在30米左右，且必须要高于6个，再分别在深井中插入镀锌钢管，并在深井之中铺设降阻剂，同样达到降低接地电阻的效果，但值得注意的是，若变电站接地网选用的是水平的接地网，那么就应该选用镀锌圆钢钢管，而且圆钢应为9毫米的半径，八米的间距。另外，设计接地系统时，要把接地系统和变电站的主设备进行多点连接，而且还要将变电系统和自然接地极相连接，最大程度的保证接地系统设计的安全性和可靠性。
结语
在电力系统正常运行的过程中，变电站主要发挥对电力系统中电压的转化的作用，随着电力市场的改革发展，发电企业对于电气一次设备的性能、安全性和稳定性以及施工的安全和质量等各方面的要求也越来越高。
参考文献：
[1]储雷.变电站电气一次主接地网设计[J].中国科技信息，2014.
[2]赵明.变电站电气一次主接地网的设计论述[J].科技与企业，2013.
作者简介：
石爱卿（1988.12），女，山东济南人，华北电力大学本科，国网山东省电力公司检修公司，研究方向：变电站设计电气一次专业。
王鸿志（1986.06）男，山东济南人，华北电力大学本科，项目经理，山东送变电工程有限公司，研究方向：变电站施工。
论文作者:石爱卿1,王鸿志2
论文发表刊物:《河南电力》2018年5期
论文发表时间:2018/9/6
标签：变电站论文; 接地线论文; 电阻率论文; 土壤论文; 电气论文; 镀锌论文; 设计方案论文; 《河南电力》2018年5期论文;