摘要：众所周知，变电站的接地系统不仅是指用来工作接地、保护接地以及防雷接地的重要设施，还是确保人身、系统、设备等安全的重要保障。变电站的接地系统一般都隐蔽在地下，在工程施工以及运行的过程中容易被人们所忽视。然而，当带电体发生绝缘击穿或受到雷击等情况的时候，会导致接地系统的电位升高，与接地系统相连接设备的金属外壳出现带电现象，这种情况不仅会危害到工作人员的人身安全，甚至还有可能破坏到变电站接地系统及运行设备的绝缘。基于此，本文对变电站接地系统的改进进行了探讨，以此促进电网稳定、安全的运行。
关键词：变电站；接地系统改进；探讨
1 变电站接地系统的常见问题
1.1腐蚀问题。变电站的接地系统是最容易被腐蚀的部位，其主要原因有：接地材料防腐层厚度不足或是防腐层不均匀，接地材料在搬运过程中防护措施不当，致使防腐层划伤损坏，因接地体所处的环境比较潮湿，特别是水平接地体及均压带敷设地下，这样将导致接地体腐蚀加快；施工时没有按要求做，水平接地体预埋深度小于常规的0.8m，导致土壤中的高含氧量氧化了接地体；施工质量问题，焊接连接头的时候焊接不牢，有气泡存在，焊接头没有按规定做好防腐处理；接地环境变化较大，周围有腐蚀性的气体来源，引下线的连接部位没有做好防腐处理。
1.2均压问题。这种情况存在两方面的情况：（1）有的时候在设计接地系统的时，忽略了均压以及散流的情况，而那些即使考虑到了均压的变电站接地系统，由于没有处理好均压，导致横向电位的分布不平衡，有的地方电位梯度跨度过大。还有的变电站接地系统，没有合理规划，水平接地带随设备安装而埋压，或者是长孔与方孔不能合理布局与安排，有的情况是施工单位没有完全按照图纸施工，导致接地系统问题较多。（2）接地系统在施工中水平接地极埋深不足，因此造成地网均压不好。
1.3接地电阻问题。许多变电站接地电阻普遍不能满足要求，其主要原因有：（1）接地系统中相关设备没有同步更新，如电网容量增大，使得接地系统的接地短路电流相应增大，但是接地系统中的降阻并没有重新改造。（2）由于施工技术及施工现场监管缺失等原因，导致水平与垂直接地体缺少很多。（3）长时间的锈蚀后，氧化的接地体表面形成一些铁锈层，增大了接地体的接触电阻，影响了接地体的导流效果。（4）改扩建变电站时没有将接地系统进行同步改扩建。
1.4设备连接问题。设备在连接的时候出现了一些问题，如引下线的接地截面过小，接地效果较差，或者由于长时间缺乏维护，与地面的连接处出现锈蚀，而有的则通过混凝土结构中的钢筋来引入地下，钢筋截面较小容易出现因接地短路而熔断的问题；电缆的接地连接由于环境潮湿或者处于腐蚀性的气体中，造成连接处锈蚀或者断裂；接地电缆的防雷设备出现问题，雷电使得一些元器件损坏，造成线路保护不再起作用。
1.5雷电危害问题。（1）直击雷过电压。直击雷过电压是指雷云直接对电气设备或建筑物放电而引起的过电压。雷电击中避雷针接闪器时，在引下线和接地体上产生的高电位，在防雷装置附近的金属体会感应很强的过电压，它引起对地电位升高，如果与被保护设备之间的有效绝缘距离不够，极容易造成高电位反击和感应过电压事故。因此在一般情况下，接地电阻不宜大于4欧姆。（2）感应雷过电压。所谓感应雷过电压是指当架空线附近出现对地雷击时，在输电线路上感应的雷电过电压。当雷云对地放电后，线路上的束缚电荷被释放而形成自由电荷，向线路两端冲击流动。这就是感应雷过电压冲击波。这种过电压主要对线路器件、控制线路、集成电路危害较大。雷电对油开关、线路刀闸、绝缘子产生损害，这些设备在较高的雷电过电压作用下也会击穿或闪络，从而危害到变电站的接地系统。
2 对变电站接地系统采取改进措施的建议
2.1加强接地系统的抗腐蚀性。在选择接地体材料的同时，应该根据实际情况，进行科学技术以及经济成本的对比，目前我们国家常用的接地网导体有铜、铜覆钢、镀锌钢三种。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我们知道，铜的抗腐蚀性比较强，而没有镀锌的钢材在土壤里的腐蚀速度要比铜快得多，已经镀锌的钢材在腐蚀速率上要比没有镀锌的好些，一般是铜腐蚀速率的1-2倍左右，铜覆钢的腐蚀取决于所覆盖铜层的厚度。通过对变电站接地系统长期的观察以及从制造工艺、施工技术手段和经济效率等方面来看，铜是最好的防腐蚀接地体材料。
2.2采用不等间距接地网。变电站接地网边缘附近的导体散流一般是中心区域的3-4倍，所以说变电接地网边缘区域的电场强度要比中心区域的高，由于电位的梯度比较大，整个接地网的电位分布并不均匀。如果按照正方孔型进行均匀布置，将会增加接地系统中钢材的使用量，降低工程的经济性。因此，对于一些站区面积较大的高电压等级的变电站工程，可以采用不等间距的方式布置水平接地体。这种方式的主要特点是接地网中部的间距比较大，而其边缘的间距比较小。根据接地网散流的一些特征，我们可以看出不等间距的接地网布置，可以更好的弥补长孔或者方孔接地网的缺点。
2.3降低接地电阻的措施。变电站工频接地电阻在有着一定的要求，即在发生接地短路情况下，接地网地电位不得大于2kV，但随着供电系统的扩大，接地短路电流随之增大，因此在做了可确保人身及设备安全措施时，接地网地电位可以提高至5kV，即可适当放宽工频接地电阻的限定值。其中降低变电站接地电阻的措施有：变电站周围有低阻值且允许敷设接地网时可以采用外延接地网降阻；变电站土壤电阻率随着深度增加而降低的可以采用深井式接地极降阻；变电站土壤电阻率较高的可采用钻斜井爆破结合降阻剂进行降阻；其外还有采用水下地网法、等离子接地极等等方式降阻。
2.4 加强设备连接的可靠性。对于接地系统的各设备之间的连接，一定要保证所有的连接处可靠连接，尤其是接地线与接地极的连接，需要严格按要求进行焊接。如果接地系统中有多个地方需要接地，那么必须要保证每个连接部分都是独立的，坚决杜绝将多个部分一起连接在一条接地线上。接地体必须通过焊接的方式进行，并且要符合下面的几点：接地体连接线（即连接垂直接地体之间的扁钢）采用镀锌扁钢。扁钢要平直垂直埋入地下，与接地体焊接的部位必须保证与地面距离大于60cm。在焊接的时候需要做一些辅助处理，如用三角卡具或者弧形卡具将扁钢固定好，这样可防止扁钢活动难以焊接牢靠。焊接好后，连接部位能有很好的韧性，并且没有虚焊、遗留杂质、出现气孔等缺陷，焊好后需按严格按要求做防腐处理。
2.5 防雷改进。接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下线上的电压，避免发生反击。因此接地电阻越小，散流就越快，被雷击物体高电位保持时间就越短，危险性就越小，良好的接地装置应是防雷的重要措施。针对如何降低变电站的接地电阻，缩短接地体和接地汇流排的距离，减小雷电流的泄放时间，通过对接地系统的改进，使被保护设备的接地母线缩短，变电站初期的接地装置和新加的接地装置在电站周围形成L型接地系统，增加了接地点，降低了接地电阻，缩短了雷电流泄放时间，为变电站设备提供了良好的防雷保护。
3 结束语
综上所述，变电站是整个电网配电系统的枢纽，它的稳定运行是实现安全传输电能的重要保证。接地系统在变电站是一个比较重要的组成部分，它可以保护变电站的安全运行。本文对变电站接地系统常见问题进行分析，有针对性地提出能有效降低接地系统工频接地电阻的措施，对变电站的安全可靠运行提供了保障。
参考文献
[1]工厂接地系统的重要性分析[J].杨勤林.科技创新与应用.2013(24).
[2]变电站接地系统现状及思考[J].王富波.电气制造.2012(07).
[3]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].刘欣,张正华,裴锋,贾蕗路.江西电力.2015(05).
作者简介
黄金炼（1968.2），男，福建泉州人，山东矿业学院工业电气自动化专业，本科毕业，单位：福建亿兴电力设计院。
论文作者:黄金炼
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/4
标签：变电站论文; 过电压论文; 系统论文; 电阻论文; 设备论文; 电位论文; 雷电论文; 《电力设备》2017年第14期论文;