浅析变电站电气接地新技术

摘 要：电力系统运行过程中，由于接地缺陷所导致的变电站运行事故时常发生，这就对变电站设备运行及检修人员的正常工作和人身安全造成了严重的影响，甚至制约着电力企业的经济效益和社会效益。本文就变电站电气接地新技术进行简要探索，以维护变电站的稳定运行，仅供相关人员参考。

关键词：变电站；电气接地；新技术

中图分类号：TM63 文献标识码：A

变电站电气接地技术的科学性，直接关系着电力系统的安全稳定运行。接地网是电力系统中的隐性工程，极易被变电站工作人员所忽视，一旦变电站出现接地短路的情况，会给设备及工作人员的人身安全造成严重的威胁。在此种情况下，加大力度对变电站电气接地新技术进行研究和分析，具有重要的现实意义。

1. 电气接地技术概述

在变电站运行过程中，接地网是变电站交直流设备接地及防雷保护接地的重要设施，是直接与大地接触的金属导体，直接关系着电力系统运行的安全性和稳定性。随着现代社会电力系统电压等级的升高以及容量的增加，变电站接地不良所导致的事故问题时常发生。在此种情况下，变电站电气接地新技术的研究，受到了社会群体的广泛关注。就电气接地的实际情况来看，接地电阻是衡量地网合格的重要参数，而其中电位在维护变电站设备及人员安全方面发挥着重要的作用。

在电力系统容量不断增大的条件下，变电站有效接地系统中单相接地时的短路电流普遍大于4kA，而实际接地电阻又难以满足0.5Ω标准，此种情况下，为了更好地维护变电站的稳定运行，在电气接地技术研究中，应当积极采取有效的防止高电位外引的隔离措施，从而最大程度上降低变电站运行过程中的安全隐患。

2. 变电站接地设计概述

2.1 变电站接地设计的原则

电力系统规模的不断扩大，对变电站接地设计也提出了更为严格的要求。变电站各级电压母线接地故障电流逐渐加大，从而在一定程度上加大了变电站电气接地设计的难度。当前关于变电站电气接地设计中，现行标准明确指出，变电站电气接地电阻值不再受到局限，可以放宽至5Ω，但这并不代表任何情况下变电站接地电阻都能够采用5Ω，而是为了防止注意电位对变电站设备以及工作人员造成伤害，进而采取多元化的隔离措施；与此同时，通过均压措施来有效地降低短路电流非周期分量的实际影响，并对接触电位差和跨步电位差的实际情况进行科学且准确的验算，从而确保其满足变电站电气接地设计的实际要求。那么在变电站电气接地电网设计过程中，应当遵循以下几方面原则，以保证变电站电气接地设计的科学性，从而维护电力系统运行安全。

首先，在变电站电气接地设计过程中，相关设计人员应当尽可能地选用建筑物地基的钢筋和自然金属接地物统一连接地，来保证变电站电气接地网设计的安全性，维护电力系统的安全稳定运行。其次，在变电站接地网设计时，应当尽可能立足于自然接地物的基础上，以人工接地体作为有效的辅助，并将电气接地网的外形设置为闭合环形，从而保证电气接地设计的安全性和有效性。最后，相关设计人员应当对电气接地网进行规范和统一，并通过一点接地的方式来进行接地网设计，以促进变电站电气接地新技术的实际应用价值得到有效的发挥，从而维护电力系统的安全稳定运行，最大程度上对电力事故进行有效的控制。

2.2 变电站接地设计的必要性

变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地，以及变电站维护检修时的一些临时接地。如果接地电阻较大，在发生电力系统接地故障或其他大电流入地时，则可能造成地电位异常升高。如果接地网的网格设计不合理，则可能造成接地系统电位分布不均，局部电位超过规定的安全值，这会给出运行人员的安全带来威胁，还可能因反击对低压或一次设备以及电缆绝缘造成损坏，使高压窜入控制保护系统、变电站监控和保护设备会发生误动、拒动，酿成事故，甚至是扩大事故，由此带来巨大的经济损失和社会影响。

2.3 接地网设计的要点

接地网的接地电阻主要与接地网的面积有关。加在地网上的2m～3m的垂直接地极对减小接地电阻的作用不大，一般仅在避需器、避需针（线）等处作加强集中接地散泄需电流用或为稳定地网在中间或外缘增设几个。接地网孔大于16个，接地电阻减小很慢对大型接地网，网孔个数也不宜大于32个。过分增加均压带根数并不能无限制地减小最大接触系数，实验研究最大接触系数最多只能减小到0.1～0.15。接地网埋深达一定时，接地电阻减小很慢，一般取0.6m～0.8m，在小面积地网内，采用置换或化学方法改善接地体附近的高土壤电阻率，对减小接触电阻有效果，对减小接地电阻作用小大。接地网的四角做成圆弧形可以显著改善接地网外直角处的跨步电势。

3. 电气接地电阻的选择

在对变电站电气接地电阻进行选择的过程中，应当明确变电站的最大接地短路电流，并以此为基础，严格遵照国家对电气接地电阻的设计要求，将其控制在合理范围内，并做好换流站中相对接地电阻的控制工作。但就当前我国变电站电气接地技术的实际情况来看，尚难以准确有效地达到R

4. 变电站降阻措施

4.1 变电站接地电阻

就变电站运行的实际情况来看，电气接地设计相关规范中明确指出，电力系统中多元化的接地装置的电阻值应当具有高度的可靠性和准确性，并以规范中的标准值为目标，来开展变电站的电网设计工作。就实际情况来看，接地网的电阻主要由接地引线电阻、接地体本身电阻以及接地体表面与土壤的接触电阻等组成，其中接地引线电阻的阻值与引线的几何尺寸和材质之间存在着密切的联系，其主要是指接地电体至设备接地母线之间引线本身的电阻。而接地体表面与土壤的接触电阻的阻值具有一定的特殊性，与土壤性质、颗粒、含水量以及土壤与接地体的基础面积和接触紧密程度之间都存在着密切的联系，并且土壤含水量的多少直接决定着散流电阻的实际大小。总的来看，变电站接地电阻中，接触电阻以及散流电阻直接决定着变电站接地电阻值大小。

4.2 变电站降阻的合理性措施

就变电站接地网电阻实际构成情况来看，若能够在设计中通过合理化措施来对接地网电阻进行有效的控制，能够为接地网电阻值的降低提供可靠的基础。相关电气接地研究资料表明，接地网接地电阻的大小与介电系数、土壤电阻率以及电容之间存在着密切的联系。一方面，通过增大接地体几何尺寸来增大接地体的电容，能够有效地降低接地网的接地电阻。另一方面，通过减小土壤电阻率和介电系数，来改善地质电学性质，能够有效地降低接地网接地电阻。

就变电站电气接地装置的总体情况来看，其主要敷设人工接地网，并且人工接地网主要以水平接地极为主，通过人工接地网的外缘闭合，来对土壤电阻率以及地网面积等影响接地电阻值的重要因素进行合理地控制，从而在不同的环境条件下，积极通过有针对性地降阻措施，来改善变电站电气接地装置，切实维护变电站的稳定运行。

就变电站电气接地的实际情况来看，通过不等距的地网电位的布置，能够有效地降低变电站接地电阻，并且此种方式在电力工程中得到比较广泛的应用，实际应用效果较好。与此同时，电位隔离、水平接地带换土以及加降阻剂交替使用等方式，都能够在一定程度上降低变电站接地电阻，确保变电站电气接地更具安全性和可靠性。那么在电气接地设计过程中，应当结合工程实际情况进行系统化衡量和分析，进而选取适宜的变电站降阻措施，切实保证电气接地安全。

结语

总的来看，本文主要对电气接地系统进行简要分析，并结合电气接地设计方案和相关参数来对变电站接地系统的合理化设计进行探索，以维护电力系统的安全稳定运行，并为变电站电气接地技术的未来发展提供参考。随着现代社会电力系统的不断进步，电网容量逐渐扩大，对电气接地技术也提出了更为严格的要求，在此种情况下，变电站电气接地设计的重点逐渐转向如何准确地测量和计算接地电阻，以确保电气接地设计的合理性和可靠性，从而更好地满足变电站运行的实际需求，降低点力系统运行过程中的安全隐患，进一步推进电力系统的稳定发展。

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