變電站接地網(wǎng)設計要點構架探究

林應君

摘要：在現(xiàn)代社會的發(fā)展中，電能作為其中重要的能源，為整個社會系統(tǒng)的運行提供了可靠保障，為了更好地提升電力系統(tǒng)運行的安全性與可靠性，必須采取有效的保護措施，發(fā)揮出接地網(wǎng)的優(yōu)勢，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。從目前的電力系統(tǒng)運行來看，接地網(wǎng)事故頻發(fā)，其中主要的原因就在于接地網(wǎng)設計工作，在整個設計不合理的情況下，不僅會對員工的生命安全產(chǎn)生威脅，同時也會產(chǎn)生較大的國家財產(chǎn)損失。在目前的電力系統(tǒng)當中，變電站作為其中的重要組成，必須要開展相應的優(yōu)化工作，實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)之間的高效協(xié)作。所以，在現(xiàn)階段的變電站接地網(wǎng)設計過程中，通過引入先進的設計理念與方法，可以更好地保障變電站的安全，實現(xiàn)各項設計水平的提升，保障電力系統(tǒng)的安全。

關鍵詞：變電站;接地網(wǎng)設計;構架

1 電力系統(tǒng)接地方式

在當前電力系統(tǒng)的運行中，接地方式多種多樣，這就使得其呈現(xiàn)出較強的復雜性，而針對其中最重要的安全保障環(huán)節(jié)，主要為接零與接地。從物理學的角度來看，在電氣設備的外殼部位中，要采用接零與接地的預防措施，才能在電氣設備因絕緣下降或損壞時出現(xiàn)漏電情況后，為工作人員的生命安全提供保護，避免受到傷害。在目前常見的接地配置中，主要包括接零、接地以及低壓配電系統(tǒng)接地等，而在低壓配電系統(tǒng)當中，主要為TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)以及IT系統(tǒng)，在接零與接地時，主要為保護接地以及工作接地幾種類型。在當前的電力系統(tǒng)中，接地作為其中的重要環(huán)節(jié)，要保證接地系統(tǒng)設置的安全性與可靠性，從而為整個電力系統(tǒng)的運行提供保障，更好地發(fā)揮變電站的優(yōu)勢。

2 變電站接地網(wǎng)設計內(nèi)容

2.1 土壤電阻率測試

在開展變電站接地網(wǎng)設計的過程中，需要開展土壤電阻率的測試工作，因為這一因素對接地網(wǎng)的電阻以及接地網(wǎng)中土壤表面的電位分布產(chǎn)生了直接的影響，只有掌握這一參數(shù)，才能保證接地網(wǎng)設計的科學性與合理性。通常，在進行土壤電阻率測量的過程中，主要采用四極法以及單極法，針對不同的實際情況，需要合理地選用測量方法。對于一些土壤電阻率分布比較均勻的場地，可以采用單極法的測量手段，使用接地電阻測量儀開展測量，而對于一些土壤電阻率不均勻的場地，則需要采用四極法的方式進行測量，保證測量結果的準確性。

2.2 計算接地裝置的入地短路電流及入地電位值

在當前的變電站接地網(wǎng)設計過程中，首先要取得系統(tǒng)至母線端的單相及三相短路電流，然后對接地裝置的入地短路電流進行計算。在進行入地短路電流的計算中，需要計算變電站內(nèi)主變電抗標么值、站內(nèi)系統(tǒng)單相及三相短路電流標么值、正負序與零序電抗值，并考慮變電站架空地線分流系數(shù)，最終可得出站內(nèi)單相接地短路后入地短路電流值。

計算出入地短路電流值后，可根據(jù)實測的土壤電阻率計算出工頻接地電阻，得出入地電位值。

2.3 接地網(wǎng)形式與材料

在變電站的接地網(wǎng)設計中，在用地紅線的范圍內(nèi)，應盡可能地布滿接地網(wǎng)，為降低接地電阻，可在接地網(wǎng)的布置范圍內(nèi)設置深井接地、等離子材料、降阻模塊等方法對接地網(wǎng)的進行優(yōu)化處理。接地網(wǎng)的材料通常用鋼、銅或銅覆鋼等材料。

3 變電站接地網(wǎng)設計優(yōu)化要點

為了更好地實現(xiàn)變電站接地網(wǎng)設計的優(yōu)化，要針對目前工作中存在的問題，采取有效的改善措施，引入各種先進的設計理念與方法，實現(xiàn)變電站接地網(wǎng)設計水平的提升，消除安全隱患，實現(xiàn)變電站可靠性與安全性的提升。

3.1 接地網(wǎng)間距設置優(yōu)化方法

通常，在進行變電站接地網(wǎng)設計的過程中，往往按照等間距分布的手段，這種傳統(tǒng)接地方式的應用比較廣泛，但是從當前的應用現(xiàn)狀來看，這種方法依舊存在許多問題，使得變電站接地網(wǎng)地表存在電位梯度較大的問題，造成接地網(wǎng)出現(xiàn)故障后，電流導入土地中電位分布的差距相對較大，使得危害性增加。

這就需要在開展變電站接地網(wǎng)設計的時候，改變以往等間距分布的方式，采用不等間距的布置手段，從而保證土地中電位分布的均勻，消除各種安全隱患，同時也降低施工成本。在進行接地網(wǎng)間距設置優(yōu)化的過程中，要結合不同變電站的實際情況，同時分析其所處的地理環(huán)境，保證間距設置的合理性，保障變電站的穩(wěn)定。

3.2 節(jié)點電壓優(yōu)化

從目前變電站接地網(wǎng)的設計工作來說，在確定接地材料的時候，更多的是選擇鋼材，相較于金屬銅，鋼材料的磁導率較大，這就使得在鋼材料的使用過程中，容易產(chǎn)生土地中電位分布不均的影響，影響了變電站的穩(wěn)定運行。這就需要在后續(xù)的變電站接地網(wǎng)設計中，要結合接地網(wǎng)的工作特點以及電位分布規(guī)律，應用節(jié)點電壓優(yōu)化的手段，開展接地系統(tǒng)的設計工作，從而更好地減少其中存在的安全隱患，為變電站的穩(wěn)定運行打下良好基礎。

3.3 降低接地電阻

在開展變電站設計的過程中，容易受到建筑面積的制約，同時在不同的土壤環(huán)境下，其所面臨的設計需求也存在一定的差異，這就需要在進行接地網(wǎng)設計的時候，要盡可能地對接地電阻進行控制，從而保證電流能夠充分地通過接地網(wǎng)匯入到大地中，實現(xiàn)變電站的穩(wěn)定運行。在故障電流一定的前提下，接地網(wǎng)的電阻受到了接地網(wǎng)尺寸大小以及土壤情況的影響，如果這一區(qū)域的土壤電阻率較高，同時接地網(wǎng)鋪設的面積較廣，可以實現(xiàn)接地電阻的降低。

而在實際設計當中，需要對土壤狀況進行充分的分析，整理出各層的土壤電阻率，并開展相應的計算工作，計算出整個有效區(qū)域的接地電阻數(shù)值后，分析判斷接地電阻、接觸電勢、跨步電勢是否滿足要求，若不滿足需針對性地采取降低接地電阻的措施，采用均壓地坪的方法抵消接觸電勢帶來的接觸危險，采用全站鋪設碎石防止跨步電勢的電壓差。從而提高接地網(wǎng)絡設計的合理性。

3.4 優(yōu)化接地網(wǎng)材料

為了更好地實現(xiàn)變電站接地網(wǎng)設計水平的提升，要對接地網(wǎng)材料進行優(yōu)化，轉變以往的材料選擇思路，滿足當前變電站的運行需求。在這一過程中，水平接地極材料可以選擇圓鋼或者扁鋼，而在垂直接地極材料中，則可以選擇鋼管或者角鐵（若是全戶內(nèi)站需要采用硬銅線作為水平接地極、銅覆鋼棒作為垂直接地極的材料），從而保證散流的速度與地網(wǎng)的安全。在進行接地網(wǎng)材料選擇的時候，必須對其熱穩(wěn)定以及腐蝕程度等進行考慮，保證其機械強度能夠滿足不同的運行需求。

4 結語

從當前的變電站接地網(wǎng)設計環(huán)節(jié)來看，受到多方面因素的影響，依舊存在許多的問題，對變電站的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生了一定的威脅。在變電站接地網(wǎng)設計過程中，要綜合考慮多方面的因素，從土壤結構、接地網(wǎng)材料等方面出發(fā)，更好地實現(xiàn)接地網(wǎng)設計水平的提升。

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