沿海灘涂地區電網接地電阻值變化研究

摘要：孤島電網位于黃河沖擊平原入海口兩側，這里屬于沿海鹽堿灘涂地區，空氣濕度大，土壤中含鹽堿量高。而且地層水淺，通常土層下方1.2米，即觸及咸水層。對于金屬構件的腐蝕速度明顯快于氣候干燥的內陸地區。在孤島電網中，存在大量的接地金屬構件埋于泥土中，其中以單體接地極為多。這些接地極大體可以分為兩大類：配電系統中性點接地、保護接地和輸配電線路避雷網接地。這些接地極產生的接地電阻雖然不同設備不同的要求，但是其安裝完畢后，阻值會隨著時間的延續，鹽堿的侵蝕和環境溫度的變化而發生變化。甚至在一年四季中接地電阻都會發生變化。

關鍵詞：接地電阻;侵蝕;鹽堿;變化

當前接地電阻現狀調查：

我們知道接地電阻常存在于經接地系統接入大地的一個回路中。所謂的接地電阻其實并不是一個電阻，它指的是這個接地系統接入大地時產生的一個阻值，俗稱接觸電阻的一種，而接地電阻的大小，是對一個接地體或者設備外殼連接的接地極對大地之間的電阻值。接地電阻越小，當有設備產生漏電或者有雷電流時，可以將電流導入大地，不至于傷害人身和設備。孤島區域電網使用鍍鋅鐵質接地極作為接地體的現象比較普遍，當前在孤島電網這一區域中配電變壓器的數量在3000余臺，28條輸配電線路的避雷接地極約3400條，也就是說存在接地電阻接地點在1萬處以上。

接地電阻的大小主要與下列情況有關。一是連接點的接觸緊密程度、連接方式;二是接地體材質及數量和接觸面積;三是接地點的環境指土壤和水質等;四是環境溫度、濕度的變化。目前，孤島區域電網中接地電阻也就是對應的接地極分布存在以下幾種情況：一是接地極采取就地挖坑填埋，連接引線與接地極連接方式有：焊接鋼筋綁扎式和沖壓鼻子螺栓緊固式。二是接地極的材質普遍使用鍍鋅角鐵，非標金具，埋深符合規定要求;只有部分特殊設備或者地區采取特殊的接地系統，以降低接地電阻值。三是孤島地區為沙土堆積平原，屬于黃河與渤海灘涂交匯地區，這里土質疏松，沙土的含水性差，鹽堿含量高。四是這里春秋兩季較干旱，夏季雨水偏多，冬季有冰凍現象。而且春秋兩季風，多霧，對室外電氣設備的影響較大。

接地電阻阻值變化情況分析：

目前在電網中，采取接地極接地的現象非常普遍，無論是避雷線接地，還是低壓系統中性點接地等。其接地電阻都會對設備的運行產生影響即接地電阻阻值的變化影響。避雷線接地相對單一，主要在雷雨季節發揮作用。在春季進行檢測，天干物燥接地電阻阻值穩定，到了雷雨季節，很多線路桿塔位于水中，接地極也就被浸泡于水中，接地電阻阻值會降低，對線路落雷后的電流泄流有利。而到了深秋或者冬季，土壤干燥或者冰凍，這些會引起接地電阻阻值的一些變化，但是由于該季節無雷電災害，自然影響不到線路的運行安全，所以不再管理因素考慮范圍之內。只需要在下一個雷雨季節來臨前，完成測試消缺即可。

低壓配電系統面臨的情況要復雜的多。我們的很多用電設備對電壓波動反應敏感，對中性點電位也有明確的要求。一些重要用戶采取了中心點接地電阻柜，這種情況目前在我們的區域電網中應用較少。變壓器中心點接地電阻柜使用在中心點不接地供電系統中，當這個配電系統中，存在著三相火線對地的電容電流，如果發生單相接地，將有電容電流流過短路點。當這個電流較小時，對于配電系統一般不造成大的危害，系統允許設備帶故障運行一段時間，以保證供電的可靠性。但是當系統容量很大，電容電流較大時，如果發生單相接地短路，會產生中心點電壓偏移等原因，造成系統過電壓。因此對一些特殊用電設備要求，采取電阻柜接地方式，電阻柜內只有一個電阻，或者還有一個供切斷電阻的隔離開關。直接接到變壓器的中心點上。

這里，我們重點討論的是配電變壓器簡單的接地網絡配置問題。目前在孤島這個區域電網中，配電變壓器普遍存在中性點接地電阻、設備外殼接地電阻和避雷器接地電阻。這些接地電阻在低壓配電系統中，對低壓用電安全和負荷設備的意義重大。按照前面提到的影響接地電阻阻值變化的四個原因進行分析可知，對于第一個原因：連接點的接觸緊密程度、連接方式--施工中，采取標準化施工操作，可以將該因素降低到最低程度。第二個原因接地體材質及數量和接觸面積，統一的設計施工標準，這個因素幾乎可以忽略。那么第三和第四個因素是我們研究的重點：三是接地點的環境指土壤和水質;四是環境溫度、濕度的變化。孤島地區屬于黃河沖擊平原，海濱退海灘涂地區，這里屬于沙土土層覆蓋，水中鹽堿含量高。金屬接地極填埋于土壤中，受土壤和水質影響較大。當春秋兩季時，這里氣候干燥，風沙較大，接地極與沙土接觸緊密性降低，接地電阻阻值較大。到了夏季，雷雨來臨，接地極與土壤的緊密性增加，而且鹽堿水質中的游離電荷豐富，導電性增強，接地電阻阻值明顯降低。在冬季，土壤中含水量降低，沙土干燥，而且溫度降低到零度以下，接地極溫度較低，表面凝結冰霜，甚至接地極與周圍的沙土層產生離體分離現象。此時接地極與大地的接觸緊密程度再度降低，接地電阻阻值也會發生變化。

上圖為：一些接地極接地電阻阻值在四季的變化情況。

在孤島地區，影響接地極接地電阻阻值的因素還有水質和空氣濕度。這里春秋兩季多霧，霧水會增加金屬之間的鏈接緊密性，增強導電性能，也就是說可以在一定時間段內降低電阻值。而水質呢？鹽堿含量高，對金屬構件的腐蝕性大，初始階段，游離電荷增多，導電性強，電阻值降低。而隨著時間的推移，接地極表面銹蝕，三氧化二鐵和四氧化三鐵會在接地極表面形成一層保護膜一樣的物質，阻止游離電荷的產生，導電性能降低，接地電阻阻止升高。

降低接地電阻阻值的應對措施：

影響接地電阻阻值的四個主要因素有主有次，但如果嚴格標準設計、施工可以將影響程度大幅度降低。首先采取標準化施工工藝，在接地引線與接地極連接時，禁止纏繞，不同材質的金屬構件接觸時，采取過渡連接部件。其次針對本地區鹽堿含量高，對金屬部件腐蝕性強的特點，接地極或者其替代物品，采取高鍍鋅層，也可根據需要采取重復接地的方式。第三接地極埋深加大，避免接地極時常暴露于空氣中，或者將接地極裸露部分采取一些防腐措施。第四針對冬季的凍害，金屬與土層分離的現象，可以將接地極買入土壤后，上面培土，阻止凍害的深度;再就是選在合適的地點安裝，適當選取加長的接地極。

接地極在避雷網和配電系統中，應用廣泛，雖然不起眼，但是作用卻不容忽視。主要做法就是常巡視，常檢測，對接電阻值不合格的接地極必須及時處置，防止事態擴大化。它是電網安全運行的基礎環節，在日常的維護管理中，應當引起管理者的足夠重視。

作者簡介：

姓名：李哲勇，出生年：1976年，性別：男，籍貫：山東省青島市市北區，職稱：經濟師。