10kV變配電所接地網的設計與安裝分析

摘要：作為高壓輸電線，10kV配電線路的建設不僅需要考慮到電壓輸送過程中的電能損耗，更需要綜合各方面因素保證變配電線路的安全。變電所作為保障基本用電安全的設備，在投入使用前，需要進行接地網的設計與安裝。一方面，減少因地網設計不到位帶來的變電所事故；另一方面，確保電能輸送的安全。將以接地網在變電所的應用為切入點，著重介紹10kV變配電接地網設計的要點。

關鍵詞：高壓輸電；地網；雷擊事故

作者簡介：汪文娟（1977-），女，江蘇興化人，江蘇省興化市供電公司，工程師。（江蘇 興化 225700）

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）30-0203-01

10kV變配電線路在進行建設前需要將接地網建設考慮在內。變電所在電能輸送中起著至關重要的作用，接地網的建設有利于保障變電所內設備的安全，為電能的正常使用提供保障。因此，怎樣對10kV變配電進行接地網設計需要電網設計者仔細研究，并且在這一過程中，確保各線路的正常使用。

一、10kV變配電所接地網設計的必要性分析

在高壓線路電能輸送過程中，變電所發揮著較為重要的作用。變電所是電力系統中不可缺少的一環，它不僅負責轉換、分配電能中的電壓以及線路中經過的電流，更需要通過控制、調整等手段進行電能輸送的保護。

變電所由電壓的不同也會產生一定的差別。筆者這里將要講到的是中壓變電所，電壓為10kV。作為變配電變電所，接地網的建設十分重要。變電所使用的機器大多涉及較大的安全問題。一方面，變電所中大量使用到變壓器、配電裝置等，這些設備在電能輸送中必不可少，卻也容易引起雷擊事故；[1]另一方面，變電所內有主接線與控制、直流系統的差別，即常說的一次系統和二次系統的差別，工作較為復雜，安全性要求高。

變電所在進行地網建設的過程中，需要考慮到一次系統與二次系統的差別。從我國目前的地網設計現狀來看，變電所在進行地網設計時，并沒有為設計師提供全面的變電所設備情況圖以及較為重要的線路鋪設圖，這在很大程度上影響了地網系統功能的發揮。另外，部分設計人員在設計過程中沒有科學地按照行業要求對設計過程中應用到的方法以及計算結果、內容等進行記錄，導致后期維護工作和檢測工作開展的困難。

綜上所述，加強接地網設計和安裝的規范十分必要。

二、接地網的基本設計

接地網在高壓線網中的應用較為廣泛，其建設需要考慮到多方面的因素。一方面，地網建設需要確保施工人員的人身安全，另一方面，地網的建設需要能夠確保高壓線路的安全使用。地網建設過程中，變電所重要設備的位置、主線路鋪設情況以及接地電阻等都需要被設計者考慮在內，只有在綜合現場情況的前提下，地網系統才能發揮其作用。

首先，接地網的接地電阻需要以R≤2000/I為參照，只有在這個范圍之內，地網建設才是合理的。其次，在地網建設過程中應用到的二次系統需要能夠滿足國家電力行業標準。二次系統進行構建的過程是將信號由高壓電網的端口傳導到接地網端口的過程。在這一過程中，接地網的接地電阻發揮著極其重大的作用。只有確保接地網在國家網絡計算機的監控之中，才能夠滿足變電所的安全保障要求。

在設計過程中，設計人員需要對能夠導致接地系統短路的電流進行計算。通用的計算公式為I=（Imax-In）（1-Ke1）和I=In（1-Ke2），計算后需要對結果進行比較，選擇較大的計算結果。[2]在這一公式中，Imax表示使接地系統短路的最大電流，這一數據在不同的地網系統中取值不同。例如在應用單相接地的線路設計中，該數據為接地電網在全面運行過程中產生的最大能夠使地網系統短路的電流。In表示導致接地電網短路時，線路中流向變電所主要變壓器中性點的最大電流。在中性點只出現一個時，In=30%Imax。另外，隨著中性點的增加，In的取值越大。Ke1表示在接地電網系統短路不能正常工作的過程中避雷線產生的分流系數。避雷線的出線回路數是決定Ke1取值的關鍵，并且隨著回路數的增加該數據的取值也相應加大。

短路電流計算完畢后，設計人員要根據變電所內的情況進行地面土壤電阻率的計算。[3]土壤電阻率在很大程度上影響著地網系統的建設，設計人員需要確保接地電網的接地電阻能夠符合R≤2000/I的行業標準，接地電網才能夠發揮其作用。接地電阻受到土壤電阻率的影響較大，在土壤電阻率過高時，接地電阻有可能不能滿足行業標準，最終影響地網建設。隨著我國目前應用技術的提高，微機保護在接地電網系統中的運用逐漸廣泛，以往的R≤2000/I逐漸提升為R<1ρ，其中ρ是土壤的電阻率。[4]在接地電阻值過大時，施工人員往往采取其他手段對其進行降低，例如接地銅排的應用就是降低接地電阻的一項措施。

三、接地網的安裝分析

接地網在設計環節后，就需要施工人員能夠對地網系統進行建設。從我國目前的施工情況來看，部分施工隊伍并未能保證接地網的施工質量。一方面，施工隊伍的施工水平并不過關。在進行線路的鋪設、主網活動點的建設等過程中，施工人員都未能對質量進行監管，導致接地網整體功效的下降。另外，施工隊伍在進行施工的過程中，并沒有對接地網系統有全面的了解，致使部分施工工程沒有按照行業標準來進行，最終影響接地網的使用。另一方面，接地網施工過程中由于現場施工情況的不確定性，接地網建設會有小小的改動或者變通的地方，施工人員在相應的竣工圖中卻未及時進行標注，導致后期維修以及檢測工作難以開展。因此，怎樣規范工程施工，怎樣加強接地網施工質量監管是一項需要施工單位以及監管人員格外注意的問題：

第一，施工團隊需要對變電所內部重要設備的安裝位置以及主線鋪設情況進行統計并標注，確保接地網建設正常進行。在完成這一工序后，由專業的施工人員對施工過程中的環節進行監管，并對具體的施工進程進行記錄。在施工現場情況與設計圖有矛盾時，要積極地和設計人員進行溝通。施工有變動的要及時的進行記錄，以方便后期檢測工作的開展。[5]

第二，施工團隊要能夠確保接地網線路的鋪設符合相關要求。接地網在高壓變配電中的應用是有積極的現實意義的，在進行線路的材料選擇、避雷線的鋪設過程中，施工人員都需要能夠結合具體的情況進行分析，減少不必要的事故的發生。

第三，在接地網的設計過程中，施工人員要關注到以下幾個方面：首先，施工人員要將鍍鋅扁鋼進行豎直放置，豎直放置能夠有效減少主網干線線路的損毀，從而延長接地網的整體使用壽命。其次，施工人員要注意改善接地網的接地效果。接地效果的改善不僅通過接地線的鋪設方式來表現，更加通過施工細節來表現，例如將穿墻套管放置在露天地帶，土壤回填使用干凈的原土等。

第四，施工人員要對接地網進行阻抗試驗。阻抗試驗的進行是確保接地網使用功能的最直接手段。工作人員要結合接地網現場的土壤情況，進行接地網特性分析，由于接地網施工受到天氣影響和土壤影響較大，因此，接地網工程需要能夠滿足不同天氣條件下的質量要求，最終確保高壓變配電系統的安全。

第五，在接地網工程竣工后，施工人員需要對接地網進行實地接地電阻檢測。當檢測結果不符合要求時，施工人員需要對接電網進行電位隔離。電位隔離過程中，不僅需要施工人員對接地網的線路進行絕緣建設，還需要施工人員加強變壓器的建設。同時，電位隔離也可以利用不同路面的物理性質來開展相應的施工，例如在發電廠周圍用瀝青修筑路面等。

另外，工作人員要充分考慮到變配電系統的特性，根據現場地理條件以及施工技術限制進行及時的維護和整改。作為國家電力輸送的主力，確保其安全是保障國家正常經濟活動的關鍵。

四、結束語

地網的設計不僅需要設計者注意對線路材料的選擇，更加需要設計者結合具體的情況進行設計，防止因設計情況與現場情況不符合而導致后期的變電所事故的產生。在10kV變配電的地網設計中，設計人員需要能夠將設計與安裝工作并重，只有在兩者結合的情況下，變電所的安全才有了保障。

參考文獻：

[1]李勝，張善林.10KV配電線路雷害事故原因及防雷措施分析[J].中國新通信，2013，（16）.

[2]胡定平.分析接地網的設計與安裝施工[J].城市建設理論研究，

2012，（31）.

[3]樊利平.變配電所接地網的設計與安裝[J].科技風，2011，（4）.

[4]韓春雷.包頭固南220kV變電站接地網設計[J].內蒙古科技與經濟，2009，（14）.

[5]張霞.110Kv變電站主接地網設計及施工工藝[J].科技與生活，

2010，（15）.