110kv变电站接地网降阻技术研究

【摘 要】针对我国变电站接地网降低电阻现状，本文通过对变电站站点所处地理位置特点，包括当地地形地势以及土壤电阻率进行分析，从而对变电站接地网技术水平做出初步研究分析，进一步探讨得出如何降低减少110kv变电站接地网电阻，从而使变电站接地网讲足技术从整体上得到提升。

【关键词】110kv变电站；接地网降阻；技术；研究探讨

引言

现今施工变电站接地网的过程中，有效利用边电网降阻技术将起到适当降低接地装置腐蚀程度从而延长其使用寿命、充分节约资源的作用。因此使用电阻率较小的施工材料以及采取讲足措施至关重要。

1 进行变电站接地网降阻技术研究的重要性及意义

在变电站站点，接地网的施工是维护变电站电力系统正常运行、确保变电设施及运行工作人员安全的重要环节。如果在大电流入地或者系统发生短路时接地网故障，则会造成电压上升异常的安全隐患，极可能会威胁到人员安全、并使变电站设施遭到破坏，更甚可能会发生高电压反击到控电室，造成检测控制设备发生误动，导致重大事故的发生。因此保证变电站接地网的施工稳定、运行正常至关重要。回顾我国变电站发展史，曾经出现过多起由于接地网电阻不达标或接地装置故障等原因而引起电阻增大造成安全事故的实例。例如，1991年某地的一个110kv变电站的35kv开关站接地装置处发生短路，变电设备损坏严重，导致该电站全厂停电长达十三小时之久，造成了极其严重的经济损失。变电站接地网故障不仅造成经济损失，还对运行人员的生命安全造成威胁。为了避免这种损失，维护国家人民经济利益及生活稳定，保障变电站的基础设备安全，提高变电站接地网降阻技术势在必行。

2 国家对于接地的标准规定

在国家规程《交流电气装置的接地》中，对变电站接地网接地电阻有着明确规定：交流系统U>=110kv，接地电阻R的大小标准应保障短路电流I在接地处上的部分压降小于等于2kv。有公式：R≤2000/I。该式在计算最大短路电流值的应用中有重要作用。当接地网接地电阻大小由于变电站所处位置土壤电阻率过大、电网无法进一步扩大、可利用电层较少等硬性条件限制而无法进一步降低时，便可通过变电站接地网降阻技术使接地电阻提高。国家相关规章文件里规定，接地网电阻必须小于5欧姆。同时还规定，应将低电位隔离、高电位引出。同时规章指出在进行接地网施工时应精确计算接触电位差以及跨步电位差。各变电站接地网施工及运行维护相关工作人员应熟悉掌握国家相关规章文件所制定的接地指标，严格遵守相关规定，以确保接地网安全，从而保证电网稳定、供电顺畅、工作人员安全。

3 我国变电站接地网降阻技术所存在的缺陷及不足

3.1 变电站地下可利用地层减少

如今电子信息科技飞速发展，电气自动化技术在各个领域中得到广泛应用，集成式电气设备出现，引起变电站所占区域面积减小。因此变电站地下可利用地层减少，接地网面积也随之减小。

3.2 变电站地理位置分布

电力系统得到普及，电网建设分布广泛，多在险峻山区或者较为偏僻的边郊。这些地区土壤电阻率较大，对降阻来说是较为不利的区域条件。

3.3 高新科技设备的引入对降阻的干扰

如今一些电子设备在管理过程中的应用愈加广泛，这些弱电装置容易受到变电站的强电装置的干扰，对电网系统造成一定影响。若想避免此类问题的产生，就必须得提高接地网技术。

现今我国的变电站接地网降阻技术还存在着较多的缺陷及不足，因此我国相关技术研究人员应将眼光放远，立足于世界先进技术水平的角度，突破传统、积极创新，为提高我国接地网降阻技术做出努力。

4 变电站降阻技术初步介绍及发展趋势

变电站接地网的基本组成为两部分。一是接地体。接地体是电气连接处接入地层与土壤接触的导体部分，包括人工接地体以及自然接地体两部分。二是接地引线。接地引线则是指电气部分与接地体间的连线部分。

接地体有多种类型。（1）水平接地体：水平接地体是指将金属导体水平埋设在地层中，这些金属导体包括圆钢导体、镀锌扁钢导体等。（2）水平接地网：水平接地网与水平接地体有着不同之处。水平接地网是水平埋设一组金属导体，由这组金属导体构成导体网络，从而形成立体接地网。（3）垂直接地体：垂直接地体则是将金属导体垂直埋设入地层而形成的接地网。（4）复合接地网：复合接地网又称作立体接地网，是由垂直接地体和水平接地网相互作用构成的一种复合型接地网。（5）引外接地体：引外接地体是在土壤电阻率较低的地方建设的将电流引入外部的接地体。因此测量土地电阻率便成了必要的工作步骤。

在进行变电站接地网降阻工程时，首先应该考虑当地土壤电阻率。再次给出以图表为例的土壤电阻率验测结果：

表2

在对变电站当地土壤电阻率有了大致测算之后，技术人员应进行数据分析整合，从而得出较为系统科学的接地网施工方案以及电网运行管理措施。在变电站基地网施工时应注重选用电阻较小的材料，比如接地线的选择。接地线的横截面积也应该经过考究。同时接地极的长度应该控制在一定范围内。技术施工人员应该在接地网施工工作之前确定一套切实可行、科学高效的施工方案，结合变电站所处地理位置土壤电阻率情况，合理地选择施工材料及施工方案。

同时随着接地技术的发展，空腹式接地体应运而生。空腹式接地体具有极强的抗腐蚀性能，因为其表面经过特殊的热镀锌加工，并且是由强度较大的钢板加工制作而成的，具有强度高、耐性大等特点。较之传统的变电站接地网施工，空腹式接地装置占地面积小，安装成本较为低廉，施工方便快捷，并且可以通过贮存水的方式确保接地网系统不受季节影响。除此之外它电阻较小，可以充分起到降阻作用。同时空腹式接地体有效减少了土壤和接地处的电阻。因此在变电站接地网降阻中，空腹式接地装置有着极好的发展前景，具有极大的实际应用价值。

5 对变电站接地网降阻技术提高的几点建议

5.1 适当增加接地网占地面积

计算接地电阻大小由如下公式：R（电阻）=0.5ρ/√S

ρ代表土壤电阻率，S则为散流面积。由此可知在土壤电阻率一定的情况下，如果接地网三流面积越大，则电阻越小。因此增大接地网三流面积成为降阻的有效举措。从经济角度和实际情况考虑，适当增大地网面积，可起到一定的降阻效果。

5.2 灵活运用自然接地体

在变电站接地网的施工中要充分活用周围建筑的钢砼设施以及电站的闸门、饮水设施等自然接地体。这些导体本身电阻较小，当连入接地网系统时将有效起到降阻作用。因此在进行接地网敷设工程时相关技术人员应对周围环境进行勘测，充分高效低利用周围环境的自然界接地体，在降低电阻的同时可起到减少施工成本的作用。比如某变电站的接地网施工过程中，其变电站周围有一所废弃的小学教学楼，该教学楼的楼体较为完整，钢砼设施完好。因此该变电站在进行接地网铺设时将该小学的钢砼作为自然接地导体进行铺设，节约了工程成本，同时降低了接地网电阻。

5.3 进行小范围局部土壤更换

在某些土壤电阻率较高的电网架设施工处可采取小范围局部更换土壤的方法，用土壤电阻率较小的土壤对施工处土壤进行更换，可以有效地降低土壤电阻率。该种方法只适用于小范围接地网的施工，因为随着施工土壤增加其电阻率也会提高，因此此种方法具有施工局限性，受接地网施工规模的影响。如一电站的地表主要是耕土，而地层土质则主要是细砂以及粘土，土壤电阻率较大，在进行接地网施工时可能造成电阻率过大，导致事故发生。这时则可以将这部分土壤换成电阻率较小的土质，有效地减小电阻。

5.4 采用爆破接地法进行敷设接地网

爆破接地法即是通过爆破破坏地表层，从而形成缝隙进而填入低电阻率材料，进一步铺设接地网。这种施工方法成本较高，具有一定的施工实际操作难度，但是可以起到有效降阻的作用。

6 结语

变电站接地网降阻对于促进我国电气发展有着重要意义。相关工作人员应熟练掌握降阻技术，灵活使用降阻剂，为我国变电站地网降阻技术的发展做出贡献。

参考文献：

[1]梁光丽.浅析110kv变电站接地网降阻方案[J].黑龙江科技信息，2010（12）.

[2]郭秀勇，贺辉，周羽生等.110kV变电站接地网的优化设计[J].电力建设，2009（06）.