淺析變電站電氣接地新技術

朱 鵬

（中石化西南油氣分公司元壩天然氣凈化廠，四川 廣元 628000）

淺析變電站電氣接地新技術

朱 鵬

（中石化西南油氣分公司元壩天然氣凈化廠，四川 廣元 628000）

電力系統運行過程中，由于接地缺陷所導致的變電站運行事故時常發生，這就對變電站設備運行及檢修人員的正常工作和人身安全造成了嚴重的影響，甚至制約著電力企業的經濟效益和社會效益。本文就變電站電氣接地新技術進行簡要探索，以維護變電站的穩定運行，僅供相關人員參考。

變電站；電氣接地；新技術

變電站電氣接地技術的科學性，直接關系著電力系統的安全穩定運行。接地網是電力系統中的隱性工程，極易被變電站工作人員所忽視，一旦變電站出現接地短路的情況，會給設備及工作人員的人身安全造成嚴重的威脅。在此種情況下，加大力度對變電站電氣接地新技術進行研究和分析，具有重要的現實意義。

1. 電氣接地技術概述

在變電站運行過程中，接地網是變電站交直流設備接地及防雷保護接地的重要設施，是直接與大地接觸的金屬導體，直接關系著電力系統運行的安全性和穩定性。隨著現代社會電力系統電壓等級的升高以及容量的增加，變電站接地不良所導致的事故問題時常發生。在此種情況下，變電站電氣接地新技術的研究，受到了社會群體的廣泛關注。就電氣接地的實際情況來看，接地電阻是衡量地網合格的重要參數，而其中電位在維護變電站設備及人員安全方面發揮著重要的作用。

在電力系統容量不斷增大的條件下，變電站有效接地系統中單相接地時的短路電流普遍大于4kA，而實際接地電阻又難以滿足0.5Ω標準，此種情況下，為了更好地維護變電站的穩定運行，在電氣接地技術研究中，應當積極采取有效的防止高電位外引的隔離措施，從而最大程度上降低變電站運行過程中的安全隱患。

2. 變電站接地設計概述

2.1 變電站接地設計的原則

電力系統規模的不斷擴大，對變電站接地設計也提出了更為嚴格的要求。變電站各級電壓母線接地故障電流逐漸加大，從而在一定程度上加大了變電站電氣接地設計的難度。當前關于變電站電氣接地設計中，現行標準明確指出，變電站電氣接地電阻值不再受到局限，可以放寬至5Ω，但這并不代表任何情況下變電站接地電阻都能夠采用5Ω，而是為了防止注意電位對變電站設備以及工作人員造成傷害，進而采取多元化的隔離措施；與此同時，通過均壓措施來有效地降低短路電流非周期分量的實際影響，并對接觸電位差和跨步電位差的實際情況進行科學且準確的驗算，從而確保其滿足變電站電氣接地設計的實際要求。那么在變電站電氣接地電網設計過程中，應當遵循以下幾方面原則，以保證變電站電氣接地設計的科學性，從而維護電力系統運行安全。

首先，在變電站電氣接地設計過程中，相關設計人員應當盡可能地選用建筑物地基的鋼筋和自然金屬接地物統一連接地，來保證變電站電氣接地網設計的安全性，維護電力系統的安全穩定運行。其次，在變電站接地網設計時，應當盡可能立足于自然接地物的基礎上，以人工接地體作為有效的輔助，并將電氣接地網的外形設置為閉合環形，從而保證電氣接地設計的安全性和有效性。最后，相關設計人員應當對電氣接地網進行規范和統一，并通過一點接地的方式來進行接地網設計，以促進變電站電氣接地新技術的實際應用價值得到有效的發揮，從而維護電力系統的安全穩定運行，最大程度上對電力事故進行有效的控制。

2.2 變電站接地設計的必要性

變電站的接地網上連接著全站的高低壓電氣設備的接地線、低壓用電系統接地、電纜屏蔽接地、通信、計算機監控系統設備接地，以及變電站維護檢修時的一些臨時接地。如果接地電阻較大，在發生電力系統接地故障或其他大電流入地時，則可能造成地電位異常升高。如果接地網的網格設計不合理，則可能造成接地系統電位分布不均，局部電位超過規定的安全值，這會給出運行人員的安全帶來威脅，還可能因反擊對低壓或一次設備以及電纜絕緣造成損壞，使高壓竄入控制保護系統、變電站監控和保護設備會發生誤動、拒動，釀成事故，甚至是擴大事故，由此帶來巨大的經濟損失和社會影響。

2.3 接地網設計的要點

接地網的接地電阻主要與接地網的面積有關。加在地網上的2m～3m的垂直接地極對減小接地電阻的作用不大，一般僅在避需器、避需針（線）等處作加強集中接地散泄需電流用或為穩定地網在中間或外緣增設幾個。接地網孔大于16個，接地電阻減小很慢對大型接地網，網孔個數也不宜大于32個。過分增加均壓帶根數并不能無限制地減小最大接觸系數，實驗研究最大接觸系數最多只能減小到0.1～0.15。接地網埋深達一定時，接地電阻減小很慢，一般取0.6m～0.8m，在小面積地網內，采用置換或化學方法改善接地體附近的高土壤電阻率，對減小接觸電阻有效果，對減小接地電阻作用小大。接地網的四角做成圓弧形可以顯著改善接地網外直角處的跨步電勢。

3. 電氣接地電阻的選擇

在對變電站電氣接地電阻進行選擇的過程中，應當明確變電站的最大接地短路電流，并以此為基礎，嚴格遵照國家對電氣接地電阻的設計要求，將其控制在合理范圍內，并做好換流站中相對接地電阻的控制工作。但就當前我國變電站電氣接地技術的實際情況來看，尚難以準確有效地達到R＜0.06620的標準，因此在實際電阻選取過程中，應當適度對其進行調整，以保證變電站電氣接地技術的實際價值得到有效發揮。相關研究資料顯示，接地電位的升高與二次電纜絕緣耐壓情況等因素之間存在著密切的聯系。由此可知，若在變電站實際運行過程中，能夠對通信線高電位問題進行科學化處理，能夠有效地保證變電站接地電位的升高，從而保證二次電纜絕緣耐壓情況與變電站運行的實際需求保持高度一致。

4. 變電站降阻措施

4.1 變電站接地電阻

就變電站運行的實際情況來看，電氣接地設計相關規范中明確指出，電力系統中多元化的接地裝置的電阻值應當具有高度的可靠性和準確性，并以規范中的標準值為目標，來開展變電站的電網設計工作。就實際情況來看，接地網的電阻主要由接地引線電阻、接地體本身電阻以及接地體表面與土壤的接觸電阻等組成，其中接地引線電阻的阻值與引線的幾何尺寸和材質之間存在著密切的聯系，其主要是指接地電體至設備接地母線之間引線本身的電阻。而接地體表面與土壤的接觸電阻的阻值具有一定的特殊性，與土壤性質、顆粒、含水量以及土壤與接地體的基礎面積和接觸緊密程度之間都存在著密切的聯系，并且土壤含水量的多少直接決定著散流電阻的實際大小。總的來看，變電站接地電阻中，接觸電阻以及散流電阻直接決定著變電站接地電阻值大小。

4.2 變電站降阻的合理性措施

就變電站接地網電阻實際構成情況來看，若能夠在設計中通過合理化措施來對接地網電阻進行有效的控制，能夠為接地網電阻值的降低提供可靠的基礎。相關電氣接地研究資料表明，接地網接地電阻的大小與介電系數、土壤電阻率以及電容之間存在著密切的聯系。一方面，通過增大接地體幾何尺寸來增大接地體的電容，能夠有效地降低接地網的接地電阻。另一方面，通過減小土壤電阻率和介電系數，來改善地質電學性質，能夠有效地降低接地網接地電阻。

就變電站電氣接地裝置的總體情況來看，其主要敷設人工接地網，并且人工接地網主要以水平接地極為主，通過人工接地網的外緣閉合，來對土壤電阻率以及地網面積等影響接地電阻值的重要因素進行合理地控制，從而在不同的環境條件下，積極通過有針對性地降阻措施，來改善變電站電氣接地裝置，切實維護變電站的穩定運行。

就變電站電氣接地的實際情況來看，通過不等距的地網電位的布置，能夠有效地降低變電站接地電阻，并且此種方式在電力工程中得到比較廣泛的應用，實際應用效果較好。與此同時，電位隔離、水平接地帶換土以及加降阻劑交替使用等方式，都能夠在一定程度上降低變電站接地電阻，確保變電站電氣接地更具安全性和可靠性。那么在電氣接地設計過程中，應當結合工程實際情況進行系統化衡量和分析，進而選取適宜的變電站降阻措施，切實保證電氣接地安全。

結語

總的來看，本文主要對電氣接地系統進行簡要分析，并結合電氣接地設計方案和相關參數來對變電站接地系統的合理化設計進行探索，以維護電力系統的安全穩定運行，并為變電站電氣接地技術的未來發展提供參考。隨著現代社會電力系統的不斷進步，電網容量逐漸擴大，對電氣接地技術也提出了更為嚴格的要求，在此種情況下，變電站電氣接地設計的重點逐漸轉向如何準確地測量和計算接地電阻，以確保電氣接地設計的合理性和可靠性，從而更好地滿足變電站運行的實際需求，降低點力系統運行過程中的安全隱患，進一步推進電力系統的穩定發展。

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