摘要：变电站接地网关系到电网可靠运行和人身、设备安全，但近年来电网建设中地网接地电阻不符合要求的问题日益严重。一方面电网电压等级不断提高，系统容量不断增大，接地故障电流不断增大，对地网接地电阻提出更高要求。另一方面，由于采用GIS设备，大大缩小了变电站占地面积，使高土壤电阻率区域地网的接地电阻更加难以满足要求，并且国内许多地区土壤电阻率很高，部分地区土壤电阻率甚至高达以上。
关键词：高土壤电阻率地区；接地网；降阻措施
高土壤电阻率地区采用降阻剂法通常具有较高经济性。同时，还应注意多种降阻方法综合应用，比如变电所场地表层需铺碎石，道路需表面配筋，在屋外高压设备本体、支架，操作机构，端子箱或就地控制柜等周围敷设均压环等等。
1变电站接地要求
在高土壤电阻率地区，变电站的接地电阻应满足以下要求：（1）大接地短路电流系统的接地电阻不大于；在小接地短路电流系统中，电力设备的接地电阻应不超过；变电站的接地电阻不大于，但应满足发生单相接地或同点两相接地时，接触电压和跨步电压的要求；（2）独立避雷针（线）的独立接地装置的接地电阻做到有困难时，允许采用较高的接地电阻值，并可与主接地网连接，但从避雷针与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备的接地线与主接地网的地下连接点，沿接地体的长度不得小于15m，且避雷针到被保护设备的空气距离和地中距离还应符合避雷针对被保护设备反击得要求。
2接地网的降阻措施
2.1扩大接地网面积
当处于均匀土壤条件下时，变电站的接地电阻可以用以下方式进行计算：
R=0.5ρ/S
式中：ρ-土壤电阻率，Ω•m；S-接地网的散流面积，m2。通过对该公式的分析可以知道，无论是增加地王面积，还是增加地网周长，亦或是减小土壤电阻率，其都可以起到降低接地电阻的作用，另外，若条件允许，也可以通过增加水平接地极总长度的方式来达到这一目的。在众多措施中，若以增加参数的形式进行，则往往难以收到可观作用。以我国目前降阻措施发展来看，扩大接地网面积、引外接地网相当于在水平上增大了S和L0，接地井相当于在垂直方向上对此两个方面进行增大，降阻剂、电解离子接地极的作用与之有所不同，其主要是为了可以降低土壤电阻率。
2.2引外接地网
所谓因引外接地，其主要指的是将变电站主接地网、主接地网区域以外某一低土壤电阻率区域敷设的辅助接地网相连，这样一来就可以实现降阻目的了。该方式具有很好的应用效果，然而美中不足的是其应用范围较为狭窄，往往只能够在附近较低土壤电阻率的地区进行，且对辅助网、主网距离有要求，若太远，则会导致效果不佳，且需要投入很多建设资金。另外，鉴于辅助接地网往往不会在站区的保护范围内，因此更需要做好此方面的保护措施，一般以将接地体深埋作为主要措施，这也是减少安全事故发生的措施之一。此方面的其他弊端在于：①资金投入过大；②辅助网、站内主接地网的金属连接体容易被破坏。为了能够减少此方面问题，今后应在整体规划中做好此方面的优化方案。
2.3接地体局部换土
此理论与建筑行业中地基换土理念相似，在换土时，需要将土壤电阻率较低的土壤进行收集，并以此来替换接地体周围电阻率较高的土壤，这样一来也就达到了降阻目的。此种方式的缺点在于，若要进行换土势必会带来较高的成本，且我国很多变电站均为大中型规模，几乎不会考虑进行大规模换土，这也使得其应用领域极为有限，一般只能够在110kV以及以下变电站的接地网具有降阻作用。值得注意的是若要应用该方式，则需要针对经济性方面进行全面的考量，避免出现经济损失问题。
2.4深/斜井接地降阻
该方式具有较强的专业性，对相关人员的工作能力有很高的要求，同时需要有良好的设备来进行辅助。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其是利用地下深处的土壤电阻率较低的原理来进行深孔钻探，再埋入垂直接地极与水平主接地网可靠连接即可。在应用该技术时需要对周围地区进行勘探，确定存在下层土壤电阻率较低的部分，只有符合该条件才可以应用该技术，尤其对于地下有含水层的地域，该方式能够发挥更大的作用。在工程实际中，采用斜井的方式较多，相当于实际上加大了接地网面积。
2.5降阻剂降阻
此种技术较为直接，且操作最为方便，其只要将相关区域划分出来，再使用专门的降阻剂对其进行施加，这样一来降阻剂即可以在土壤中进行扩散、渗透，以达到改变土壤电阻率的效果。另外，此种方式对于改善土壤导电性也十分有效。其往往会被应用到单根水平接地体、小型接地网方面，但是由于经过一段时间运行往往降阻剂会不断流失，从而导致接地电阻不能满足要求，这也是其未成为主要措施的原因。
2.6爆破接地降阻
该技术原理在于采用钻孔机在地中垂直钻直径为100mm左右、深度为几十或几百米的深孔，并将接地电极置于其中，并设计好孔与孔之间的距离，以便于安置炸药，对坚固的岩石实施爆破，再使用相关设备将降阻剂推入其中，使其能够全面渗透进去，最后埋入垂直接地极、水平接地网并按照相关规范进行连接。该种方式具有一定的危险性，但却是其他方式所不能够比拟的，尤其在岩石地区。
2.7电解地极降阻
该方式是利用土壤电阻率和土壤中的导电离子浓度成反比的关系来进行操作的，重点在于人为制造电解地极，当使用该技术时电解离子会增加，接地电阻会随着其增加而减少。另外，敷设电解地极时可以在地极和土壤之间回填降阻剂，可以起到很好的优化作用。该方式在我国的应用时间并不长，很多方面还未得到印证，如其虽然较为适合应用到气候干燥的地区中，但使用寿命是否符合标准还有待考验，且成本高，因此目前还未实现全面推广和应用。
3工程应用降阻优化探讨
3.1工程概况
某220kV变电站位于我国某市八一开发区，面积为150m×160m，特征如下：①站址区属于溶残丘地貌，场地微地貌为土丘，地形起伏大；②站址东侧、北侧为冲沟，高程为126~130m；③场地内均为土层覆盖，原为种植桉树的山地。
3.2降阻方案分析
根据相关信息可以建立相应的降阻方案，具体如下：①扩大接地网面积降阻。根据公式可知，如果在进行降阻的过程中，只是以扩大接地面积为主的化，那么势必会导致所需要的面积与当前面积成倍数关系，然而该站的情况显而易见不适合进行此操作，若一定要进行则需要面临极大的施工难度，且成本高；②深井接地降阻。采用D50钢管，D=0.05，灌注降阻剂后D=0.15。若井深是60m，则可以考虑应用压力灌浆工艺；③斜井接地降阻。通过计算后可以确定，该站可以采用基于石油钻探顶管技术的非开挖导航设备施工斜井，并敷设外引接地极法在站外打6口总长度为1100m，深度为5~10m的深井，并在其中进行操作。
4结语
综上所述，研究关于高土壤电阻率地区接地网的降阻措施方面的内容具有十分重要的意义，其不仅关系到高土壤电阻率地区的接地网建设，也关系到整个电力行业的发展，甚至与人们的用电服务息息相关。如今人们对各个方面的要求越来越高，而电力建设在人们生活、工作中均占据着十分关键的地位，此方面发展情况如何一直备受关注。高土壤电阻率地区在此方面一直是建设难点，直到降阻措施的提出和应用，才使得此方面得以优化，但在实际应用中也会暴露出些许问题，因此相关机构和人员应加强此方面的研究。
参考文献：
[1]刘运龙，赵显义.高土壤电阻率地区接地网的降阻措施研究及应用[J].红水河，2017.
[2]沈晓龙，涂明，胡萍，等.输电线路高土壤电阻率地区降阻措施的应用[J].湖北电力，2017.
[3]彭敏放，何怡刚，俞东江.高土壤电阻率地区接地网建设中若干问题的探讨[J].华北电力技术，2017.
论文作者:刘金龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/10
标签：电阻率论文; 土壤论文; 电阻论文; 变电站论文; 地区论文; 方式论文; 措施论文; 《基层建设》2018年第21期论文;