淺談變電站電氣接地技術

孫少達（1.長春工業(yè)大學，吉林　長春　130012；2.國網(wǎng)內蒙古東部電力有限公司興安供電公司，內蒙古　興安盟　137400）

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淺談變電站電氣接地技術

孫少達1，2
（1.長春工業(yè)大學，吉林長春130012；2.國網(wǎng)內蒙古東部電力有限公司興安供電公司，內蒙古興安盟137400）

摘要：隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，我國電力系統(tǒng)的發(fā)展速度也非常快，在這種形勢下發(fā)生故障時經(jīng)地網(wǎng)流散的電流也越來越大，故障發(fā)生時地網(wǎng)電位會不斷升高，由于接地缺陷而造成事故的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，為設備運行及檢修人員的正常工作和人身安全帶來了極大的威脅，給企業(yè)帶來了嚴重的經(jīng)濟損失及不良的社會影響。鑒于此，筆者結合自己的工作經(jīng)驗，首先對變電站接地設計必要性及原則進行了簡單概述，然后對電氣接地電阻的選擇進行了分析，最后總結了常用的變電站降阻措施，希望本文的分析能夠為同行的研究帶來一些參考或者借鑒。

關鍵詞：變電站；電氣接地技術；問題

接地網(wǎng)對系統(tǒng)安全運行起到了重要作用，接地網(wǎng)實際上屬于隱性工程中的一部分，因此經(jīng)常被人們所忽視，接地電阻測量結果往往更受到人們的關注。近幾年我國各地區(qū)因為接地不良而導致的安全事故時有發(fā)生，這種情況下接地問題引起了大家的注意。一旦變電站發(fā)生接地短路，故障點的電位升高，這時為了保護設備安全及人員的人身安全，電位在接地中起到了主要的保護性作用，因此電位在接地中成為衡量地網(wǎng)合格的一個重要參數(shù)。鑒于此，本文從不同角度針對變電站電氣接地技術展開了一系列的分析，相信一定可以為大家?guī)硪恍椭?/p>

1 變電站接地設計概述

1.1 接地設計的必要性

在全站電氣設備中，變電站接地網(wǎng)主要連接接地線和計算機監(jiān)控設備接地等線路，在接地電阻比較大的情況下發(fā)生接地故障，可能會出現(xiàn)地電位極異常性升高的現(xiàn)象，如果網(wǎng)格設計存在不合理現(xiàn)象，這時還有可能會出現(xiàn)更多相關問題，例如接地系統(tǒng)電位分布不均等，一般來說與規(guī)定安全值相比，局部電位會大一些，這將會對人員的人身安全帶來一定的威脅，還會造成電纜及相關設備的損壞，最終釀成嚴重的事故，這類事故在社會中造成的影響和經(jīng)濟損失是難以估計的。

1.2 接地設備的原則

近年來隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，在電力系統(tǒng)中，變電站不同級別電壓母線，有接地故障發(fā)生時通過的電流會逐漸增大，這時要想符合R≤2000/I的要求的要求難度非常大。通常情況下現(xiàn)行接地標準和原接地規(guī)程之間的區(qū)別非常明顯，接地電阻值不再需要達到0.5，只需要將其放寬到5，這樣一來就是說可以將接地電阻選為5，但是這樣的選擇也有一定的附加條件，具體來說，通常情況下適當?shù)牟扇∫恍└綦x性的措施就可以避免因為轉移電位而出現(xiàn)的危害和危險，這時最好能夠對短路電流非周期分量的影響加以考慮，接地網(wǎng)電位升高最好能夠控制在在3kV～10kV的范圍內，這時避雷器不會發(fā)生動作，應該采取一些均壓措施，對接觸電位差、跨步電位差是否滿足要求進行驗算等。此外，在設計變電站接地網(wǎng)的過程中應始終堅持以下原則：①在接地網(wǎng)設計過程中采用的方式通常為建筑物地基鋼筋和金屬接地物統(tǒng)一連接的方式；②基礎盡量選擇自然接地物，通常情況下采用閉合環(huán)形的外形；③采用統(tǒng)一接地網(wǎng)，選擇一點接地的接地方式。

2 對電氣接地電阻進行科學合理的選擇

30.2kA為最大接地短路電流，在這樣的前提下，依據(jù)我國的相關規(guī)定，在接地網(wǎng)設計中電阻應該滿足R≤2000/I的要求，同時還要注意對換流站中的相對接地電阻加以控制，通常情況下應將其控制在R＜0.06620的范圍內。上文的描述中曾經(jīng)提到，目前這一標準在我國很難達到，所以適當?shù)淖鞒隽艘恍└倪M，作出了另外的規(guī)定，適當?shù)膶⒔拥仉娮璺艑挼?，換流站中地網(wǎng)的電位也會隨之升高，可以達到15.12kV，系統(tǒng)二次危害的風險也會得到提高。系統(tǒng)在正常工作時地網(wǎng)的電位幾乎接近于零，一旦發(fā)生故障時，電網(wǎng)流過的電流會降低，與此同時電位會升高一些。如果忽略了短路發(fā)生時存在于二次電纜芯線中的感應電位，那么接地電位會相應的提高，二次電纜絕緣體中該電位差將會發(fā)生作用，所以，由此可見接地電位升高與否和二次電纜絕緣耐壓情況等因素密切相關。從上述分析中可以了解到，如果在實際工作中能過妥善處理通信線高電位問題，那么就可以充分保證變電站接地電位的升高，如果在變電站中最大接地短路電流為30.2kA的前提下，可以將接地電位提高到5kV，這時換流站的接地電阻就可以達到R＜0.165344的要求。

3 采用合理的變電站降阻措施

3.1 變電站接地電阻

接地網(wǎng)電阻主要由接地體本身電阻、接地體表面與土壤接觸電阻、散流電阻等組成，其中，接地引線本身阻值以及接地體本身電阻阻值和引線及接地體的材質、尺寸等因素有關，同時接地體表面和土壤相接觸電阻的阻值和土壤的含水量、土壤的性質等因素有關。要想在接地網(wǎng)設計中達到要求的電阻值，需要從接地體開始向20m的范圍內擴散電流，電流經(jīng)過的土壤其電阻就是通常所說的散流電阻，土壤的含水量的大小直接決定了散流電阻的大小。

3.2 變電站降阻措施的利用

從公式R＝ρε/C中可以看出，要想降低接地電阻主要有增加接地體的尺寸（增大接地體的電容C）和改變地質電學性質（減小節(jié)點系數(shù)和土壤電阻率）兩種方法。人工接地網(wǎng)在設計過程中其外緣閉合，形成一個圓弧形，土壤電阻率等相關因素都會對接地電阻產生影響，對這些因素加以了解，對于接地裝置的改善非常有利。在具體工程中，通常會使用電位隔離、利用地質鉆孔對長接地極進行埋設、利用地下水的降阻作用、長垂直接地極加降阻劑等。這些方法目前都有成功經(jīng)驗，在實際工程中可以結合具體情況對這些降阻方法進行合理選擇。

結語

綜上所述，近年來隨著我國電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電網(wǎng)中的總容量在不斷增加，一旦出現(xiàn)電力系統(tǒng)故障，經(jīng)接地網(wǎng)中的電流就會變得非常大，而即使出現(xiàn)很小的接地電阻誤差也會給人們帶來難以彌補的損害，由此可見，我們設計變電站電氣接地系統(tǒng)的過程中應該將設計的重點放在對接地網(wǎng)接地電阻進行準確測量與計算上。

參考文獻

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[2]賈艷龍.變電站電氣安裝調試中的常見問題及防范對策[J].機電工程技術，2014（12）：123-125.

中圖分類號：TM63

文獻標識碼：A