探討變電站接地工程降阻措施

楊寶權

摘 要: 本文對各種降低接地裝置接地電阻的方法進行了分析,在實際的操作中應當結合各個地區土壤的實際情況,在應用中探索更好的方法。在實際的應用過程中,除了要對施工的簡便易行制定嚴格的要求,還要對是否能夠穩定的降低電阻進行準確的分析,以便達到降低接地裝置接地電阻的目的。

關鍵詞：變電站；接地工程；探討

一、降低接地裝置接地電阻的概念

埋入地下直接接觸大地的金屬導體,被稱為接地極。作為接地極使用的直接和大地接觸的金屬井管、金屬構件、鋼筋混凝土建筑物基礎、金屬設備和管道,是自然接地極。接地線指的是電氣設施、裝置的接地端子和接地極連接使用的金屬導電。在接地體上,接地極的對地電壓和流經接地極流入地下的接地電流的比稱為流散電阻;電流從接地體向大地四周散流的過程中遇到的全部的勸阻也稱為流散電阻。電氣設備接地部分和對地電壓和接地電流的比被稱為接地裝置的接地電阻。而接地線的電阻一般都非常小,可以忽略不計,所以可以認為流散電阻等于接地電阻。接地電阻的值都是對于工頻電流而計算的。雷電流經過接地裝置的時候,由于雷電流本身有非常強烈的沖擊性,會使接地電阻值發生變化。此時的接地電阻又被稱為沖擊電阻。

二、降低接地電阻的主要方法

1 、外借引地

如果變電站的附近擁有電阻率較低的土壤（如洼地、水塘、水田等）,可以敷設輔助接地網和站內接地網進行連接,外引接地再降低接地電阻中是非常有效的一種措施。使用外引接地還需要注意以下幾點:

（1）主接地網和外引接地網的連接要保證可靠,要保證擁有至少四處的連接。

（2）充分考慮經濟方面的條件,外引接地網不能距離過遠,面積應當控制在1/2~1個主接地網的面積。

（3）外引接地體必須深埋,以防跨步電壓造成牲畜和人員發生觸電事故。

2 、接地深井

再變電站的外引接地網或主接電網內設計接地深井是能夠有效降阻的一種措施,特別是地下擁有水層的情況下。進行接地深井需要注意以下幾點:

（1）接地深井的設置距離必須大于深井接地體至少兩倍,防止發生屏蔽現象。

（2）應當根據地底水層的深度來確定接地深井的接地體深度,為節約工程的成本,通常超過地下水層三米即可。

（3）接地深井的接地極應當采用角鋼或鋼管,為了加大和土壤接觸的面積可以在接地深井的內部填充降阻劑,能夠提高降阻效果。

3 、換土法

使用換土法降低土壤電阻率高的地區的接地電阻,是提高接地效果有力的措施。接地電阻的優點是改造基干的費用較低。可以在現場根據現場情況實施局部接地換土或全部水平接地換土,用來換土的土壤的電阻率越低越好。通常使用較多的是就近取低土壤電阻率的礦物質土壤或稻田、水塘的泥土,為了提高降阻的效果,還可以在換土的過程中摻入鐵屑。

4 、使用降阻劑

理想的降阻劑應當擁有良好的降阻效果,對于接地體的腐蝕性越小越好,能夠使用年限長,不會污染環境,操作簡便的性能。接地電阻主要由兩部分組成,一是接地體和周圍大地呈現出的自有的電阻;二是接地體和周圍土壤的接觸電阻。接觸電阻大小和接地體周圍的土壤有著密切的關系,土地松散則接觸電阻大,土地密實則接觸電阻小;同時,接觸電阻還和電極的表面狀況有關,接地極的表面越光滑,接觸電阻就越小,接地極的表面越粗糙,接觸電阻就越大,當接地體生銹之后,接觸電阻逐漸增大。添加降阻劑之后,能夠消除或減少接觸電阻,但是只有某些膨潤土類和物理降阻劑才可以具有這方面的功能,流質降阻劑和化學降阻劑通常沒有這些作用,有的降阻劑還會造成腐蝕,導致接觸電阻變大。經常使用的是物理性降阻劑,由填充材料、固化材料、防腐材料和強導電材料組成。能夠和接地體保持緊密的接觸,包裹在接地體的周圍,形成較大的導電體,從而達到降低土壤和接地體的接觸電阻的目的。因為降阻劑中含有防腐劑,并且能和接地體緊密的接觸,隔離了金屬表面的空氣,對接地體造成的腐蝕很少,在應用的過程中如果選用含有降阻劑的接地模塊,能夠得到更加明顯的降阻效果。

5 、鉆孔深埋

當土壤周圍的電阻率不均勻的情況下,可以在土壤電阻率較低的地方深埋接地體,降低接地電阻。國外在這一方法的實際操作中已經取得了非常好的效果。近幾年中,我國也開始使用這種降阻方法。這種方法采用的垂直接地體的長度,根據地質條件的不同一般是5~10M,超過此長度并不能帶來明顯的效果, 還會給施工造成一定程度的困難。接地體通常使用20～75mm圓鋼。鉆孔深埋法適合使用于敷設接地網區域窄小或建筑物擁擠等場合。這些場合使用傳統的方法很難將接地極埋設在適當的位置,并且無法保證安全距離。雖然可以在接地體的地表覆蓋瀝青等絕緣層來保證安全,但是這樣會大大增加施工的工作量和裝設的成本。鉆孔深埋對于含砂的土壤最有效果,因為含砂層大多在3m內的表層,地層深處土壤的電阻系數低。這一方法在多石巖盤地區非常適用。鉆孔深埋法施工受季節的影響小,能夠獲得穩定的接地電阻值。由于深埋的原因,使跨步電壓得到了顯著的減小,這對于安全性的提高有著非常重要的作用。鉆孔深埋法施工方便、成本較低、效果明顯,未來會得到廣泛的應用。

6 、灌注法

在接地體管壁上相隔固定的距離鉆上直徑約1cm的小孔,將各管打入地中,使用硫酸銅或者食鹽等物品的飽和溶液灌進管內,讓液體通過小孔流入地中,達到降低電阻的目的。

7 、加鹽法

在接地體的周圍土壤中加入焦灰、爐灰、炭末、煤渣、食鹽等,來提高土壤導電率,最經常使用的是食鹽,這是因為食鹽在改善土壤電阻的系數上擁有非常好的效果,并且受季節的影響變動非常小,價格低廉。具體的處理方法是,于每根接地體周圍挖出直徑約1m的坑,把土壤和食鹽逐層依次填入坑中。通常情況下,食鹽層厚度大約為1cm,土壤厚度約10cm,每一層食鹽都需要使用水濕潤,一根管型接地體耗鹽量大約為40kg,這一方法對砂質的土壤能夠將接地電阻降低至原來的6/1左右,砂質粘土中可降至2/5左右。為達到更好的效果,可以加入10kg木炭,因為木炭是固體導體,不會被腐蝕、滲透、溶解,擁有較長的有效時間,對于圓鋼、扁鋼等平行的接地體,使用這一方法也能夠得到不錯的結果。使用加鹽法的缺點是,對含巖石較多的土壤沒有明顯的效果;降低接地體穩定性;加速了對接地體銹蝕的速度;土壤中的電阻系數會隨著鹽的融化流失而變大,所以每兩年需要進行一次處理。

三、結束語

綜上所述；本文結合了輸變電接地的工程實踐,探討降阻措施適用的場所和條件。對工程中錯誤的方法進行了分析,總結出應當注意的問題。做到合理、正確的應用降阻措施,從經濟的角度分析如何使用較少投資取得最大的工程效果。