10kV变配电所接地网的设计与安装分析

摘要：作为高压输电线，10kv配电线路的建设不仅需要考虑到电压输送过程中的电能损耗，更需要综合各方面因素保证变配电线路的安全。变电所作为保障基本用电安全的设备，在投入使用前，需要进行接地网的设计与安装。一方面，减少因地网设计不到位带来的变电所事故；另一方面，确保电能输送的安全。将以接地网在变电所的应用为切入点，着重介绍10kV变配电接地网设计的要点。

关键词：高压输电；地网；雷击事故

作者简介：汪文娟（1977-），女，江苏兴化人，江苏省兴化市供电公司，工程师。（江苏 兴化 225700）

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）30-0203-01

10kV变配电线路在进行建设前需要将接地网建设考虑在内。变电所在电能输送中起着至关重要的作用，接地网的建设有利于保障变电所内设备的安全，为电能的正常使用提供保障。因此，怎样对10kV变配电进行接地网设计需要电网设计者仔细研究，并且在这一过程中，确保各线路的正常使用。

一、10kV变配电所接地网设计的必要性分析

在高压线路电能输送过程中，变电所发挥着较为重要的作用。变电所是电力系统中不可缺少的一环，它不仅负责转换、分配电能中的电压以及线路中经过的电流，更需要通过控制、调整等手段进行电能输送的保护。

变电所由电压的不同也会产生一定的差别。笔者这里将要讲到的是中压变电所，电压为10kV。作为变配电变电所，接地网的建设十分重要。变电所使用的机器大多涉及较大的安全问题。一方面，变电所中大量使用到变压器、配电装置等，这些设备在电能输送中必不可少，却也容易引起雷击事故；[1]另一方面，变电所内有主接线与控制、直流系统的差别，即常说的一次系统和二次系统的差别，工作较为复杂，安全性要求高。

变电所在进行地网建设的过程中，需要考虑到一次系统与二次系统的差别。从我国目前的地网设计现状来看，变电所在进行地网设计时，并没有为设计师提供全面的变电所设备情况图以及较为重要的线路铺设图，这在很大程度上影响了地网系统功能的发挥。另外，部分设计人员在设计过程中没有科学地按照行业要求对设计过程中应用到的方法以及计算结果、内容等进行记录，导致后期维护工作和检测工作开展的困难。

综上所述，加强接地网设计和安装的规范十分必要。

二、接地网的基本设计

接地网在高压线网中的应用较为广泛，其建设需要考虑到多方面的因素。一方面，地网建设需要确保施工人员的人身安全，另一方面，地网的建设需要能够确保高压线路的安全使用。地网建设过程中，变电所重要设备的位置、主线路铺设情况以及接地电阻等都需要被设计者考虑在内，只有在综合现场情况的前提下，地网系统才能发挥其作用。

首先，接地网的接地电阻需要以R≤2000/I为参照，只有在这个范围之内，地网建设才是合理的。其次，在地网建设过程中应用到的二次系统需要能够满足国家电力行业标准。二次系统进行构建的过程是将信号由高压电网的端口传导到接地网端口的过程。在这一过程中，接地网的接地电阻发挥着极其重大的作用。只有确保接地网在国家网络计算机的监控之中，才能够满足变电所的安全保障要求。

在设计过程中，设计人员需要对能够导致接地系统短路的电流进行计算。通用的计算公式为I=（Imax-In）（1-Ke1）和I=In（1-Ke2），计算后需要对结果进行比较，选择较大的计算结果。[2]在这一公式中，Imax表示使接地系统短路的最大电流，这一数据在不同的地网系统中取值不同。例如在应用单相接地的线路设计中，该数据为接地电网在全面运行过程中产生的最大能够使地网系统短路的电流。In表示导致接地电网短路时，线路中流向变电所主要变压器中性点的最大电流。在中性点只出现一个时，In=30%Imax。另外，随着中性点的增加，In的取值越大。Ke1表示在接地电网系统短路不能正常工作的过程中避雷线产生的分流系数。避雷线的出线回路数是决定Ke1取值的关键，并且随着回路数的增加该数据的取值也相应加大。

短路电流计算完毕后，设计人员要根据变电所内的情况进行地面土壤电阻率的计算。[3]土壤电阻率在很大程度上影响着地网系统的建设，设计人员需要确保接地电网的接地电阻能够符合R≤2000/I的行业标准，接地电网才能够发挥其作用。接地电阻受到土壤电阻率的影响较大，在土壤电阻率过高时，接地电阻有可能不能满足行业标准，最终影响地网建设。随着我国目前应用技术的提高，微机保护在接地电网系统中的运用逐渐广泛，以往的R≤2000/I逐渐提升为R

三、接地网的安装分析

接地网在设计环节后，就需要施工人员能够对地网系统进行建设。从我国目前的施工情况来看，部分施工队伍并未能保证接地网的施工质量。一方面，施工队伍的施工水平并不过关。在进行线路的铺设、主网活动点的建设等过程中，施工人员都未能对质量进行监管，导致接地网整体功效的下降。另外，施工队伍在进行施工的过程中，并没有对接地网系统有全面的了解，致使部分施工工程没有按照行业标准来进行，最终影响接地网的使用。另一方面，接地网施工过程中由于现场施工情况的不确定性，接地网建设会有小小的改动或者变通的地方，施工人员在相应的竣工图中却未及时进行标注，导致后期维修以及检测工作难以开展。因此，怎样规范工程施工，怎样加强接地网施工质量监管是一项需要施工单位以及监管人员格外注意的问题：

第一，施工团队需要对变电所内部重要设备的安装位置以及主线铺设情况进行统计并标注，确保接地网建设正常进行。在完成这一工序后，由专业的施工人员对施工过程中的环节进行监管，并对具体的施工进程进行记录。在施工现场情况与设计图有矛盾时，要积极地和设计人员进行沟通。施工有变动的要及时的进行记录，以方便后期检测工作的开展。[5]

第二，施工团队要能够确保接地网线路的铺设符合相关要求。接地网在高压变配电中的应用是有积极的现实意义的，在进行线路的材料选择、避雷线的铺设过程中，施工人员都需要能够结合具体的情况进行分析，减少不必要的事故的发生。

第三，在接地网的设计过程中，施工人员要关注到以下几个方面：首先，施工人员要将镀锌扁钢进行竖直放置，竖直放置能够有效减少主网干线线路的损毁，从而延长接地网的整体使用寿命。其次，施工人员要注意改善接地网的接地效果。接地效果的改善不仅通过接地线的铺设方式来表现，更加通过施工细节来表现，例如将穿墙套管放置在露天地带，土壤回填使用干净的原土等。

第四，施工人员要对接地网进行阻抗试验。阻抗试验的进行是确保接地网使用功能的最直接手段。工作人员要结合接地网现场的土壤情况，进行接地网特性分析，由于接地网施工受到天气影响和土壤影响较大，因此，接地网工程需要能够满足不同天气条件下的质量要求，最终确保高压变配电系统的安全。

第五，在接地网工程竣工后，施工人员需要对接地网进行实地接地电阻检测。当检测结果不符合要求时，施工人员需要对接电网进行电位隔离。电位隔离过程中，不仅需要施工人员对接地网的线路进行绝缘建设，还需要施工人员加强变压器的建设。同时，电位隔离也可以利用不同路面的物理性质来开展相应的施工，例如在发电厂周围用沥青修筑路面等。

另外，工作人员要充分考虑到变配电系统的特性，根据现场地理条件以及施工技术限制进行及时的维护和整改。作为国家电力输送的主力，确保其安全是保障国家正常经济活动的关键。

四、结束语

地网的设计不仅需要设计者注意对线路材料的选择，更加需要设计者结合具体的情况进行设计，防止因设计情况与现场情况不符合而导致后期的变电所事故的产生。在10kV变配电的地网设计中，设计人员需要能够将设计与安装工作并重，只有在两者结合的情况下，变电所的安全才有了保障。

参考文献：

[1]李胜，张善林.10KV配电线路雷害事故原因及防雷措施分析[J].中国新通信，2013，（16）.

[2]胡定平.分析接地网的设计与安装施工[J].城市建设理论研究，

2012，（31）.

[3]樊利平.变配电所接地网的设计与安装[J].科技风，2011，（4）.

[4]韩春雷.包头固南220kV变电站接地网设计[J].内蒙古科技与经济，2009，（14）.

[5]张霞.110Kv变电站主接地网设计及施工工艺[J].科技与生活，

2010，（15）.