關(guān)于降低變電所接地電阻措施及方法的分析和研究

賈平

摘要：本文作者通過對藍煙電氣化改造工程、達萬電氣化改造工程、衡茶吉電氣化工程、尼日爾輸變電工程等項目變電所接地系統(tǒng)的參與設(shè)計及施工，并結(jié)合設(shè)計、施工過程中的經(jīng)驗和教訓(xùn)，從變電所接地施工工序、接地網(wǎng)降阻處理等方面出發(fā)，對降低變電所接地電阻措施及方法進行對比分析和研究，簡要的闡述各種降低接地電阻措施方法的優(yōu)劣，并對在不同地質(zhì)和施工環(huán)境下選用何種降阻方式最為經(jīng)濟實用進行了總結(jié)，希望以后能為各施工同行提供參考。

關(guān)鍵詞：接地系統(tǒng);接地降阻處理;措施方法

1概述

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國電力工業(yè)及鐵道電氣化事業(yè)也隨之取得了明顯的進步，變電所容量不斷的增加，但為了減少對工農(nóng)業(yè)用地的占用或配合輸電線路的路線規(guī)劃，很多變電所的地址都處于土壤電阻率高的山地或沙漠地帶，從而導(dǎo)致變電所的接地電阻很難達到技術(shù)標準的要求。那么，如何才能有效的降低變電所的接地電阻，從而保護變電所人員設(shè)備的安全，這就成為變電所的重要問題。下面我們就介紹幾種有效的降低接地電阻的處理措施方法。

2接地降阻處理的措施及方法

接地降阻處理的措施及方法大概有如下幾點：

（1）外擴接地網(wǎng)降阻;（2）深井式接地極法降阻;（3）降阻劑處理;（4）降阻模塊處理。

降低電阻值都是以多種降阻措施及方法相結(jié)合的形式來進行降阻，采用單一的降阻措施及方法往往不夠理想。

2.1外擴接地網(wǎng)降阻分析

根據(jù)《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》（GB50169-2016）第4.4條的要求：“在高土壤電阻率地區(qū)，接地裝置的接地電阻很難達到要求時，采用外擴接地網(wǎng)、敷設(shè)水下接地網(wǎng)、或電解離子接地極等措施來降低接地電阻”。而相較于敷設(shè)水下接地網(wǎng)或電解離子接地極，外擴接地網(wǎng)降阻不管從施工難度還是施工成本上都大大的優(yōu)于前二者，因此在場地條件允許的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用外擴接地網(wǎng)降阻的方法。

而根據(jù)公式場地面積S=（0.5×ρR）2可知，在土壤電阻率較大，且地網(wǎng)接地電阻要求很低的情況下，接地網(wǎng)面積S則越大。若要在過大的范圍內(nèi)做地網(wǎng)，地網(wǎng)施工區(qū)域超出了變電所征地范圍，可能會存在違法占地、當?shù)乩相l(xiāng)阻工等風(fēng)險，顯然不能實現(xiàn)。

藍煙線電氣化改造福山變電所因地基為回填土，土壤電阻率高，所以采用了擴大地網(wǎng)面積并外引接地體的施工方法降阻。

2.2深井式接地極法降阻分析

當?shù)叵律顚佑休^低土壤電阻率的地質(zhì)結(jié)構(gòu)時可采用深井式接地極進行降阻，或構(gòu)成立體地網(wǎng)。采用深井式接地極時要求對接地裝置及其四周測出垂直方向上的土壤電阻率分布。現(xiàn)場應(yīng)采用等距四極法測量土壤電阻率，用等距四極法測量土壤電阻率時，改變間距離a時，可測出不同深度的土壤電阻率。因為等距四極法測土壤電阻率的極間距離與反應(yīng)的土壤電阻率有0.75a的關(guān)系，所以改變不同的極間距離可測出不同深度的土壤電阻率，取得土壤電阻率分布情況。

采用深井式接地極還要考慮屏蔽問題，深井式接地極一般應(yīng)設(shè)在水平地網(wǎng)的邊緣。在施工中，一定要保證深井接地極與主地網(wǎng)焊接點的焊接質(zhì)量。

深井式接地極法降阻存在施工成本大、周期長等缺點。以尼日爾項目Maradi變電所為例，該所地處沙漠地帶，變電所周圍土壤電阻率均較高，采用了深井式接地極法+降阻劑法結(jié)合的降阻方法，為了達到設(shè)計0.5歐姆的電阻值要求，打了50m深井4口，12m深井12口，打井施工耗時近兩周。

2.3降阻劑法降阻分析

降阻劑是一種導(dǎo)電良好的灰黑色粉末，將其覆蓋在接地體周圍以后，降阻劑會向周圍的土壤進行滲透，使得接地體周圍的土壤電阻率減小，從而在接地體的周圍形成一個低電阻區(qū)域;同時，它也將與接地體緊密的包裹在一起，增加了電流的流通面。

降阻劑的使用方法也較為簡單，將降阻劑與水拌好以后，均勻的包裹住垂直接地極和水平接地體，初凝以后，再用細土進行回填夯實即可。在山區(qū)和巖石地區(qū)，使用降阻劑以后，還能減少接地極數(shù)量，減小施工難度。

但由于降阻劑本身屬于一種腐蝕性物資，會對接地體造成腐蝕，并且污染周圍地下水和土壤。因此，降阻劑的使用及用量，一定要嚴格按照設(shè)計要求來進行。

達萬電氣化改造工程梁平變電所則采用了降阻模塊、降阻劑的施工方法降阻。

2.4降阻模塊法降阻分析

接地降阻模塊本身就是一種接地體，它主要以電解物質(zhì)與非金屬礦物質(zhì)組成（如石墨、電解負離子粉、降阻電溶液等），穩(wěn)定性和導(dǎo)電性較好。當將接地降阻模塊使用于接地系統(tǒng)以后，降阻模塊能很好的和土壤結(jié)合在一起，增加了接地體與土壤的接觸面積，從而使得接地體的散流效果更好;同時，降阻模塊由于其材質(zhì)能很好的吸濕保濕，能始終保持周圍土壤的濕潤，使其與土壤之間形成一個低電阻區(qū)域。

降阻模塊具有運輸和施工簡單、耐腐蝕性強、污染小且使用壽命可達三十年以上等特點，近些年來被廣泛的應(yīng)用與變電所施工中。

3結(jié)語

變電所接地降阻看似是一個非常簡單的施工環(huán)節(jié)，但實際卻是一個復(fù)雜且重要的工程。一個變電所接地電阻是否合格，直接關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的人員及設(shè)備安全，必須引起重視。根據(jù)以上對四種降阻措施及方法的分析研究，可以得出，外擴接地網(wǎng)降阻法和降阻劑法降阻的應(yīng)用較為廣泛且施工最為簡單;深井式接地極法成本較大且施工周期長，但降阻效果明顯;降阻模塊法施工簡單且污染較小。在實際的施工設(shè)計中，應(yīng)綜合考慮所在工程的實際情況，結(jié)合各種方法的優(yōu)缺點，將多種方法用于一體，這樣才能達到最好的降阻效果。

參考文獻：

[1]GB50169-2016《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》.

[2]解廣潤.電力系統(tǒng)接地技術(shù)[M].中國電力出版社，1996.