變配電接地裝置的技術(shù)、安全要求及施工方法

董軍 孫曉飛 朱燁侃 陳國東

摘要：隨著我國人們生活水平的不斷提高，用電需求也不斷升高，因此，變電站、配變臺區(qū)數(shù)量也極具增大。變配電接地裝置技術(shù)的安全施工問題已成為當(dāng)前電力企業(yè)主要關(guān)注的焦點。本文從大地短接電流中的接地裝置技術(shù)要求與施工規(guī)范方面來分析，探討變配電接地裝置的技術(shù)、安全要求以及施工方式，為提高接地裝置技術(shù)，保證人身和電力設(shè)備的安全提供一些建議。

關(guān)鍵詞：接地體；導(dǎo)電性；熱穩(wěn)定性；短接電流

當(dāng)前我國正在全面進行農(nóng)網(wǎng)改造計劃，伴隨人們用電量需求的不斷提高，因此輸配電對變電站、配變臺區(qū)數(shù)量的要求也就越來越高。變電站和配變臺區(qū)兩者所處的地理位置中，土壤的電阻率差異比較大，再加上遇到冬季土層凍結(jié)的深度不同，對于變配電設(shè)備接地裝置和防雷接地裝置的施工等都會受到影響，因設(shè)備所處的土壤電阻率高低不同，所以必須選擇科學(xué)合理的接地裝置材料、選擇適當(dāng)?shù)陌惭b形式，為滿足變配電設(shè)備接地電阻符合設(shè)計要求。

一、變配電接地裝置技術(shù)的要求。

接地裝置技術(shù)的最基本和最重要的技術(shù)指標就是接地電阻，決定接地電阻大小的主要因素有：1）需要接地的設(shè)備越重要、設(shè)備容量越大或者需要的設(shè)備數(shù)量越多或者價值越大，則接地的電阻有應(yīng)該越小；2）幾臺設(shè)備需要共同的接地設(shè)備，接地電阻則應(yīng)選用接地要求最高的設(shè)備；3）需要接地的設(shè)備本身工作性質(zhì)不同，那么對接地電阻的要求也就不同。要保證接地裝置良好的運行，防止電氣設(shè)備以外而造成觸電事故，就對接地裝置提出了更高的要求。

要求電氣設(shè)備與接地體之間必須保持良好的接觸，不能有脫離現(xiàn)象，以保證導(dǎo)電的連續(xù)性。接地引線和接地體之間的連接應(yīng)該采用焊接方式，保證連接的可靠性。另外，還要保證接地設(shè)備要有足夠的機械強度。為防止地下有會對接地線、接零線等材料造成腐蝕的元素，對于這些材料的最下層次村有嚴格的要求。如圖1所示的接地材料最小規(guī)格。

材料類別 最小尺寸 材料類別 最小尺寸

角鋼 （厚度）/mm 4 圓鋼（直徑）/mm 8

鋼管 （管壁厚）/mm 3.5 鋼排 （線）/m㎡ 16

截面積/m㎡ 48

扁鋼 厚度/mm 4 鋁排（線）/m㎡ 25

另外，對于接地設(shè)備還要求有足夠的導(dǎo)電性和熱穩(wěn)定性。因為電氣設(shè)備的保護為接零時，為保證單相短路電流能起到迅速促使保護裝置動作的操作，要求要有足夠的導(dǎo)電能力。接地線的安裝位置應(yīng)避開人類容易接觸的地方，但又必須以明顯的標示，便于維修檢查。為了防止被腐蝕，還可以給接地體的焊接處涂抹上瀝青油等防腐蝕材料。除此之外，為減少自然環(huán)境的干擾，要將接地極與鏈接扁鋼埋于地面凍土層以下。原則上要求接地電阻應(yīng)該越小越好，但在實際的工程中，還要防止高壓電對變電站內(nèi)的二次設(shè)備反擊，所以大地短接電流系統(tǒng)的電阻R<0.5Ω。則低壓中性點直接接地系統(tǒng)的電阻應(yīng)滿足一下公式要求。R≤2000/I，該公式中，R為季節(jié)變化最大接地電阻，而I則為流經(jīng)接地裝置接入地下的短路電流。

二、變配電接地裝置技術(shù)的安全要求。

接地電阻的安全要求是工程的重要目標，決定其安全要求的指標是接地電阻。而接地電阻的大小主要是土壤的電阻率、接地體的尺寸、形狀與埋入深度以及接地線與接地體之間的連接情況來決定的。由于大地的成分比較復(fù)雜，土壤的電阻率一般在5-5000Ω·m的范圍內(nèi)，為了確保接地裝置的安全，要特別注意幾個方面：合理選擇接地材料，通常的水平接地體采用界面為50 mm X 50mm X 5mm，長度為2500mm的鍍鋅角鋼。而垂直接地體的根數(shù)應(yīng)參照以下表格。

接地電阻/Ω 1 4 10 15 20

n1 30 3 2 1 1

n2 環(huán)形 10 4 3 2

注：n1 為土壤電阻系數(shù)為0.4x104Ω·m時選擇根數(shù)。

n2 為土壤電阻系數(shù)為1x104Ω·m時選擇根數(shù)。

另外，還要求接地體的接地引下線連接方式必須為焊接，且要保證焊接牢固、無虛焊，以免突發(fā)性的雷電流產(chǎn)生電動力或者工頻短路電動力而造成破壞。構(gòu)架與設(shè)備支架的鋼筋、角鋼與基礎(chǔ)槽鋼、電氣設(shè)備的外殼等都應(yīng)保證與接地體連接的可靠性。除此之外，不得借用混凝土內(nèi)部的不可靠的連接來做接地下引線，而主變壓器則應(yīng)設(shè)置兩條接地線與接地網(wǎng)不同連接，目的是為了減輕主變壓器外殼與鐵芯，還有接地體的均壓。所有的避雷器應(yīng)該采用最短的接地線和主接地網(wǎng)來明顯連接，絕不能用設(shè)備的固有支架來做避雷設(shè)備的接地線。

三、變配電接地裝置技術(shù)的施工技術(shù)。

接地體的安裝方式可以分為水平和垂直兩種安裝。其中，水平安裝多在巖石、土層淺薄的地方進行，通過用鍍鋅扁鋼或者鍍鋅圓鋼來焊接。而垂直安裝在接地體打入土壤時，要求與地面保持垂直距離，對于多級接地體而言，應(yīng)保證極間是在地下2.5M以上的距離，而且最好的是保持與接地極長度2倍以上，為減少屏蔽效應(yīng)所造成的接地裝置利用率下降。

在安裝接地體之前，要先在埋接地體的地方挖溝，保證接地極的打入與焊接接地線的敷設(shè)。還要將打出的巖石、砂礫以及高電阻率的土壤運送離開，并回填上低電阻率的土壤，再進行鍍鋅角鋼的打入操作。打入后還要保證接地體與土壤的接觸，留出一定的空隙，還可以澆灌泥漿水進行夯實。其次，對于已經(jīng)挖好的溝槽，在打入鍍鋅角鋼時，要保證接地極露出溝底150mm左右，以便于連接。為避打裂焊接地極頂部，實際施工時，必須采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo措施。除此之外，在接地干線與支線的焊接環(huán)節(jié)結(jié)束后，必須對焊接的部位進行嚴格的檢查，焊接的標準應(yīng)達到?jīng)]有夾渣、咬邊或者未焊透的現(xiàn)象。最后在進行溝的回填工作，填溝的泥土要保證沒有石頭、建筑碎料或者垃圾等，還要進行充分的夯實。所有工程完畢后，還應(yīng)檢查接地電阻值是否滿足設(shè)計要求再投入使用。

結(jié)語：由此看出，變配電接地裝置技術(shù)是一項復(fù)雜且特殊的工程，比較隱秘，涉及面廣，施工技術(shù)復(fù)雜。因此，必須因地制宜的選擇合適的裝置和技術(shù)，嚴格各項施工組織和人員操作，保證施工的安全。

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[4]譚振宇. 淺析輸配電線路接地裝置技術(shù)[J]. 黑龍江科學(xué)，2013，09：

作者簡介：1、董軍，男，1982年11月出生，碩士學(xué)歷，控制理論與控制工程專業(yè)，舟山市規(guī)劃建筑設(shè)計研究院助理工程師

2、陳國東，男，1981年12月出生，碩士學(xué)歷，電氣工程專業(yè)，舟山電力局職工

3. 孫曉飛（1986年9月——）男，本科電氣工程及其自動化專業(yè)，浙江省舟山市規(guī)劃建筑設(shè)計研究院助理工程師

4、朱燁侃（1987年1月——）男，本科自動化專業(yè)，浙江省舟山市規(guī)劃建筑設(shè)計研究院助理工程師