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摘要：在电力系统发生故障时，变电站接地网能够把故障电流及时地排泄入地，以控制接地网最大电位的升高，进而保障人和设备的安全，所以，接地网对于电力系统具有非常重要的作用。当然，变电站的安全运行也离不开接地网，而接地网接地电阻值偏高会影响其作用，所以必须降低其电阻。文章主要分析了变电站接地网电阻偏高的原因，并提出相关解决措施。
关键词：变电站；接地网；降阻措施
引言
在变电站运行过程中，接地网是十分重要的一个环节。接地电阻值是接地网的一项重要的技术指标，它的大小直接关系到整个变电站的安全和稳定。现如今，随着科技和经济的快速发展，我国电力系统的容量也在不断地扩大，因此，发生故障时流入接地网的电流也有了较大幅度的提高，这就需要有效降低接地电阻。由此可见，接地网的降阻问题已经成为变电站的主要问题，相关人员必须积极采取有效措施。
1接地电阻的要求
要想实现变电站的安全运行，接地网的接地电阻需低于一定值，相关电力设备接地设计技术规程指出，对于中性点直接接地系统，当I>4kA时，可采用R≤0.5Ω，同时根据《交流电气装置的接地》可知，通常情况下，接地电阻应符合R≤2000/I，此时可通过技术及经济的比较来增大接地电阻值，但需不高于5Ω，同时应对转移点位、跨步电压及接触电压等进行控制。这样即放宽了电阻值的要求，但由于目前还没有充分的理论依据来对转移电位、跨步电压及接触电压等的控制提出具体措施，所以在变电站接地网设计中更适合遵循R≤0.5Ω的原则。
2变电站接地网电阻偏高的原因
2.1土壤电阻率偏高
变电站地下土壤的电阻率对接地网的接地电阻有较大的影响。大地主要通过离子导电方式来扩散进入土地的大电流，若土壤电阻率过大，会不利于大电流入地扩散。尤其是在沙石土层地区，土壤干燥，土壤电阻率偏高，不利于离子导电，入地电流扩散效果差。造成此种情况原因主要有以下2种。
2.1.1没有对土壤电阻率进行实地测量
一些设计人员在设计接地网时，有时只是从地质资料中查找变电站所在地的土壤电阻率，根据设计手册进行设计。这样就忽略了一个问题：同一块地上，尽管是同一种土壤，但是不同点的土壤电阻率有较大偏差。特别是南北两个方向上，土壤电阻率差值很明显，从而造成设计安全隐患，在变电站运行过程中容易发生事故。
2.1.2实地测量方法不精细
若接地网埋设的地方，正好是地质断层或质地较复杂的地点，土壤电阻率的分布也会不均匀，这就需要相关人员进行仔细的测量，在土层的不同深度，沿横向及纵向对土壤电阻率进行精细测量。但是，目前很多设计人员测量变电站施工现场的土壤电阻率时，利用的是四级法，尽管四级法很精准，也符合设计规范的要求，但它属于抽样测量方式，若抽样点太少，测量值仍然是不准确的。最好的提高土壤电阻率测量精度的方法是在变电站初步设计阶段的地质勘察中增加土壤电阻率测量的环节。由于地质勘察要求的站址勘探孔通常有几十个，勘测的岩芯有几十米深，根据多根岩芯的土壤进行的测量值是十分精确和可信的。
2.2施工原因
对于变电站的接地电网来说，严格施工比精心设计更重要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于地形复杂，尤其是位于山岩区的变电站，接地地网水平接地沟槽的开挖和垂直接地极的打入都十分困难，而接地工程又属于隐蔽工程，如施工过程中不能实行全过程的技术监督，就可能出现以下一些问题：第一，上、下两层接地网之间的连接点没有全部引出，或者是引出后没有作好标记，导致上下两层接地网之间不是有效联接，结果使下层接地网的作用减弱甚至完全失效。第二，接地体埋深不够，山区、岩石地区，由于开挖困难，接地体的埋深往往不够，埋深不够会直接影响接地电阻值。第三，回填土的问题，有关规范要求用细土回填，并分层夯实，在实际施工时往往很难做到，尤其是在岩石地段施工时，由于取土不便，往往采用开挖出的碎石及建筑垃圾回填，这样还会加快接地体的腐蚀速度。
2.3运行过程中出现的问题
一些接地装置在刚刚使用初期是合格的，但经过一定时间的运行后，接地电阻就会变大，除了由于施工时留下的隐患外，以下一些问题也值得注意：第一，由于接地体的腐蚀，使接地体与周围土壤的接触电阻变大，特别是在山区酸性土壤中，接地体的腐蚀速度相当快，会造成一部分接地体脱离接地装置。第二，在接地引下线与接地装置的连接部分因锈蚀而使电阻变大或形成开路。第三，接地引下线接地极受外力破坏时误损坏等。
3降低接地电阻的措施
3.1改变接地体与土壤的接触电阻
3.1.1引外接地法
当变电站建于土壤电阻率很高的地区时，接地网的接地电阻就难以满足要求。若距离变电站不远处是低土壤电阻率的区域，或者是水源所在地时，就可将接地装置安装在这些区域，这就是引外接地法。也就是说，采用接地措施外延到变电站外来降低接地电阻。采用引外接地法时，应先选择地下水丰富或水位较高的地点。但应注意以下几点：第一，占地面积的大小；第二，对农田的影响；第三，地下水是否偏酸性及腐蚀性。另外，在采用引外接地时，若在变电站不远处的地方下土层含丰富金属矿物时，可将接地电极埋入此土层中。这样金属矿体相当于人工接地体的延伸体，扩大了人工接地体的尺寸及接触面积。
3.1.2深井接地法
深井接地法的具体实施过程为：首先，在变电站的进线塔下方打一口约200m超深接地井，并在井内钻孔，把一些直径100mm左右的镀锌钢管放入钻孔中，然后，将接地线延伸到这些钢管上，最后把泥浆灌注到接地井及钢管中。经过实际测量，深井法接地下可以降低接地电阻到0.4Ω左右，而且接地体等设备寿命也比较长，改造的余地也很大。这是因为外延接地体处于深层土壤中，接触电阻不受外界气候的影响，电阻值能保持稳定。这种方法能够有效减少变电站自身的占地面积。但是，其造价比较高，对钢管及接地线等镀锌工艺要求较高。在岩石层时不能采用此法。
3.2使用接地电阻降阻剂
在接地极周围敷设降阻剂，能起到增大接地极外形尺寸，降低接触电阻的作用。降阻剂通常是由几种物质配制而成的化学降阻剂，是具有良好导电性能的强电解质和水分。这些强电解质和水分被网状胶体所包围，网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充，使它不致于随地下水和雨水而流失，所以能长期保持良好的导电作用。而降低阻剂的主要作用是降低与地网接触的局部土壤电阻率，换言之，是降低地网与土壤的接触电阻，而不是降低地网本身的接地电阻。这是一种被积极推广的方法。
3.3增大地网面积
此法是降低地网接地电阻最为有效的措施，然而，随着面积的增大，电流密度的不均匀性也在增加，降阻的效果逐渐趋于饱和，当地网面积增大到一定程度时，效果明显减弱，因而在高土壤电阻率地区建变电站，采用这一方法，通常不能达到接地电阻的要求。此外，增大地网面积亦会大大增加投资，且受到可占地面积的限制，特别是在城区建变电站，由于城区用地的缺乏，这一方法大都无法采用。
结束语
总而言之，接地网是变电站人身安全及设备安全稳定运行的重要保障，所以研究接地降阻技术具有较大的现实意义。相关企业应该明确接地网接地电阻偏高的原因，然后根据变电站的实际情况，采取有效的降阻措施，以保障变电站的稳定、安全运行。
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论文作者:侯凯
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
标签：变电站论文; 电阻论文; 土壤论文; 电阻率论文; 测量论文; 措施论文; 是在论文; 《基层建设》2018年第2期论文;