变电所接地装置的浅析

摘 要：文章主要分析了变电所接地装置的构成和设计，为变电所的接地设计和施工项目提供了参考。

关键词：接地；接地系统；降阻

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）17－0036－01

接地装置就是包括引线在内的埋设在地中的一个或一组金属体（包括水平埋设或垂直埋设的接地极、金属构架、金属管道、钢筋混凝土构筑物基础及金属设备等），或由金属导体组成的金属网，其功能是用来泄放故障电流、雷电流或其他冲击电流，稳定电位。而接地系统则是指包括发变电所接地装置、电缆接地、中性线接地及二次系统接地在内的系统。

1 接地方式

根据电力供应行业标准DL/T 620－1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的要求，3～35 kV交流电力系统可依据不同的情况选择以下接地方式：①不接地方式；②消弧线圈接地方式；③电阻接地方式。

变电所的接地装置应充分利用自然接地体，并敷设人工接地体，为了将变电所内各种不同用途和各种不同电压的电气设备接地，要求敷设一个总的接地装置，接地装置的接地电阻应满足其中接地电阻最小值的接地要求，接地电阻允许值R≤120/I，I是计算用的流经接地装置的入地短路电流，短路电流计算方法：

（1）对装有消弧线圈的发电厂、变电所或电力设备的接地装置，计算电流等于该厂、所内接在同一电力网各消弧线圈额定电流总和的1.25倍。

（2）对不装消弧线圈的发电厂、变电所或电力设备的接地装置，计算电流等于电力网中断开最大一台消弧线圈时的最大可能残余电流值。

2 接地系统的构成

一个装置或一个单体项目的接地系统由下列部分组成：

（1）为保证人员及设备的安全及正常运行，应将电气设备的某些部分与接地装置做良好的电气连接。接地系统设计包括工作接地、保护接地、过电压（内部及雷电）保护接地及防静电接地等几种方式。

（2）需进行工作接地的设备，如发电机、变压器及静电电容器组的中性点：电流互感器、电压互感器的二次线圈；避雷针、避雷带、避雷线、避雷网及保护间隙等。

（3）需做保护接地的设备金属外壳或支架，如电动机、变压器、电容器、电力电缆的金属外皮、电力线路的金属保护管及电缆支架等。

3 接地装置设计

3.1 水平接地体

变电所接地装置应敷设以水平接地体为主的人工接地体，降低接地电阻主要靠大面积水平接地体，它既有均压和减少接触电压、跨步电压的作用，又有较好的散流作用。水平均压带的平行间距一般按接地网面积大小，按5～10 m布置，接地网面积越大，

均压带的间距应越大。水平接地体的外缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形，圆弧的半径不宜小于均压带间距的1/2，接地网的埋深一般0.6～0.8 m。在冻土地区应敷设在冻土层以下。

3.2 垂直接地体

冲击接地电阻是变电所接地装置的重要技术指标，接地体在冲击电流作用下的性能与在工频电流作用下不同，在冲击电流作用下的接地体呈现明显的电感元件，阻碍接地电流流向接地体远端。处于接地网内部的垂直接地体，由于水平接地网的屏蔽效应，其对于降低接地电阻影响甚小，处于接地网边缘的垂直接地体，由于接地网的屏蔽效应相应减少，其对于接地网散流有一定帮助。变电所接地装置应敷设必要的垂直接地体，接地网内位于引流点的垂直接地体可有效改善接地装置的冲击特性，接地装置应在避雷器、建筑物顶避雷带及场区避雷针接入，主接地网引流点处敷设若干垂直接地体。

4 降阻措施

4.1 水平外延接地

应尽量采用水平放射方式。因为水平放射施工费用低，不但可降低工频接地电阻，还可降低冲击接地电阻，起到有效的防雷作用。

4.2 深埋式接地极

在地下水位较丰富及地下水位较高（地下较深处的土壤电阻率较低）的地方，可用坚井式或深埋式接地极，具有不易受外力破坏、不易氧化锈蚀和钢材消耗量小等优点。

4.3 爆破接地技术

基本原理是用钻机垂直钻孔几十米，在孔中布置接地电极，然后沿孔每隔一定的距离安放一定量的炸药来进行爆破，将岩石爆裂、爆松，接着用压力机将调成浆状的物理降阻剂压入深孔及爆破制裂产生的缝隙中，通过降阻剂将地下巨大范围内的土壤内部沟通，加强接地电极与土壤、岩石的接触，从而达到较大幅度降低接地电阻的目的。

4.4 降阻剂

在高土壤电阻率地区，可在接地极周围敷设降阻剂，起到增大接地装置几何尺寸，从而降低接地体接地电阻和减小接地体与周围大地介质之间接触电阻的作用。

5 结束语

接地系统是一个系统工程，系统中性点接地方式的确定，接地导体材料及截面积的选择和土壤地质条件的调研等方面，是供电系统安全稳定运行的保障。接地系统会随着电气工程、电磁场理论、数值计算方法及测量技术等科学的发展而变得更合理、安全。