試論變電站電氣接地技術

張慧

摘?要：電氣接地是變電站電氣系統安裝的重要組成，對變電站電氣系統運行可靠性和安全性均具有重要意義。筆者結合自身實際工作經驗，對變電站電氣接地技術進行深入探究，以保證變電站電氣系統的正常運行，為變電站電氣接地技術的研究起到一定的參考作用。

關鍵詞：變電站;電氣;接地技術

在變電站進行電氣設備安裝和檢測的過程中嚴格按規范標準的規定執行。對變電站各項電氣設備應進行全面的檢查和檢測，確保各電氣設施的防雷接地安裝完好有效，選擇防雷接地的設施材料時選擇合適的角鐵或者鋼件材料，在沒有機械外力的作用下進行引下線施工。除此之外，防雷接地的安裝完成后還需進行必要的電阻監測，如果防雷接地的阻值偏差過大應及時查出問題所在，以給后期電氣設備的調試減少不必要的影響。

一、變電站接地的必要性

在全站電氣設備中，變電站接地網主要連接接地線和計算機監控設備接地等線路，在接地電阻比較大的情況下發生接地故障，可能會出現地電位極異常性升高的現象，如果網格設計存在不合理現象，這時還有可能會出現更多相關問題，例如接地系統電位分布不均等，一般來說與規定安全值相比，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濟損失是難以估計的。

二、電氣接地的設置原則

變電站的雷擊事故會帶來嚴重的影響，給變壓器、斷路器、控制屏、保護柜等重要設備造成損壞。通常造成雷擊事故的方式有直擊雷和雷擊在輸電線路后侵入變電所的雷電波。對于前者的保護一般是用避雷針或者避雷線等防雷裝置，便能有效地防止雷電對變電站的攻擊，根據我國的經驗和調查統計顯示，凡是符合避雷針或避雷線設計標準的變電站都得到了很好的保護。

在電力系統不斷擴大條件下，變電站每級電壓母線的接地故障產生電流也不斷增大，因此，在變電站電氣接地中要達到R ≤ 2000/I 是很困難的。但是對變電站接地的電阻數值要求不再限制在0.5Ω，而其電阻數值允許范圍擴展至4Ω，但是變電站電氣接地電阻數值允許范圍的擴展要滿足一定條件，主要包括：一是要對電位移動形成的危害進行隔離控制和保護。二是需對變電站電氣接地短路產生的電流分類進行充分考慮，若變電站接地電位值上升至3～10kV 時，其避雷器不能發生動作，或者發生動作之后，不能出現任何損壞現象，都實行平均壓防護措施，對變電站電氣接地中的跨步電位差值和接觸電位差值進行計算和檢驗，當接地施工完成后，在對其接地電位進行測量，并繪制電位曲線。

三、變電站電氣接地技術

變電站是整個變電系統中最重要的一環，可以調節所連接的電力網絡，使不同電力網絡的相關參數做出對應的修正。所以變電站的正常運行對電網的穩定輸出有重大作用，如果變電站遭受雷擊，導致故障，將會誘發一系列安全事故，所以無論是從供電安全還是從社會安全角度來說，變電站的防雷保護務必是全面而有效的。

（一）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，依據我國的相關規定，在接地網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。上文的描述中曾經提到，目前這一標準在我國很難達到，所以適當的作出了一些改進，作出了另外的規定，適當的將接地電阻放寬到4，換流站中地網的電位也會隨之升高，可以達到15.12kV，系統二次危害的風險也會得到提高。系統在正常工作時地網的電位幾乎接近于零，一旦發生故障時，電網流過的電流會降低，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。

（二）采用合理的變電站降阻措施

1. 變電站接地電阻

接地網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。

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（減小節點系數和土壤電阻率）兩種方法。人工接地網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。

總之，接地網對系統安全運行起到了重要作用，接地網實際上屬于隱性工程中的一部分，因此被人們所忽視，接地電阻測量結果往往更受到人們的關注。近幾年我國各地區因為接地不良而導致的安全事故時有發生，這種情況下接地問題引起了大家的注意。一旦變電站發生接地短路，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合格的一個重要參數。

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