探討變電站接地工程降阻措施

楊寶權(quán)

摘 要: 本文對(duì)各種降低接地裝置接地電阻的方法進(jìn)行了分析,在實(shí)際的操作中應(yīng)當(dāng)結(jié)合各個(gè)地區(qū)土壤的實(shí)際情況,在應(yīng)用中探索更好的方法。在實(shí)際的應(yīng)用過程中,除了要對(duì)施工的簡便易行制定嚴(yán)格的要求,還要對(duì)是否能夠穩(wěn)定的降低電阻進(jìn)行準(zhǔn)確的分析,以便達(dá)到降低接地裝置接地電阻的目的。

關(guān)鍵詞：變電站；接地工程；探討

一、降低接地裝置接地電阻的概念

埋入地下直接接觸大地的金屬導(dǎo)體,被稱為接地極。作為接地極使用的直接和大地接觸的金屬井管、金屬構(gòu)件、鋼筋混凝土建筑物基礎(chǔ)、金屬設(shè)備和管道,是自然接地極。接地線指的是電氣設(shè)施、裝置的接地端子和接地極連接使用的金屬導(dǎo)電。在接地體上,接地極的對(duì)地電壓和流經(jīng)接地極流入地下的接地電流的比稱為流散電阻;電流從接地體向大地四周散流的過程中遇到的全部的勸阻也稱為流散電阻。電氣設(shè)備接地部分和對(duì)地電壓和接地電流的比被稱為接地裝置的接地電阻。而接地線的電阻一般都非常小,可以忽略不計(jì),所以可以認(rèn)為流散電阻等于接地電阻。接地電阻的值都是對(duì)于工頻電流而計(jì)算的。雷電流經(jīng)過接地裝置的時(shí)候,由于雷電流本身有非常強(qiáng)烈的沖擊性,會(huì)使接地電阻值發(fā)生變化。此時(shí)的接地電阻又被稱為沖擊電阻。

二、降低接地電阻的主要方法

1 、外借引地

如果變電站的附近擁有電阻率較低的土壤（如洼地、水塘、水田等）,可以敷設(shè)輔助接地網(wǎng)和站內(nèi)接地網(wǎng)進(jìn)行連接,外引接地再降低接地電阻中是非常有效的一種措施。使用外引接地還需要注意以下幾點(diǎn):

（1）主接地網(wǎng)和外引接地網(wǎng)的連接要保證可靠,要保證擁有至少四處的連接。

（2）充分考慮經(jīng)濟(jì)方面的條件,外引接地網(wǎng)不能距離過遠(yuǎn),面積應(yīng)當(dāng)控制在1/2~1個(gè)主接地網(wǎng)的面積。

（3）外引接地體必須深埋,以防跨步電壓造成牲畜和人員發(fā)生觸電事故。

2 、接地深井

再變電站的外引接地網(wǎng)或主接電網(wǎng)內(nèi)設(shè)計(jì)接地深井是能夠有效降阻的一種措施,特別是地下?lián)碛兴畬拥那闆r下。進(jìn)行接地深井需要注意以下幾點(diǎn):

（1）接地深井的設(shè)置距離必須大于深井接地體至少兩倍,防止發(fā)生屏蔽現(xiàn)象。

（2）應(yīng)當(dāng)根據(jù)地底水層的深度來確定接地深井的接地體深度,為節(jié)約工程的成本,通常超過地下水層三米即可。

（3）接地深井的接地極應(yīng)當(dāng)采用角鋼或鋼管,為了加大和土壤接觸的面積可以在接地深井的內(nèi)部填充降阻劑,能夠提高降阻效果。

3 、換土法

使用換土法降低土壤電阻率高的地區(qū)的接地電阻,是提高接地效果有力的措施。接地電阻的優(yōu)點(diǎn)是改造基干的費(fèi)用較低?？梢栽诂F(xiàn)場根據(jù)現(xiàn)場情況實(shí)施局部接地?fù)Q土或全部水平接地?fù)Q土,用來換土的土壤的電阻率越低越好。通常使用較多的是就近取低土壤電阻率的礦物質(zhì)土壤或稻田、水塘的泥土,為了提高降阻的效果,還可以在換土的過程中摻入鐵屑。

4 、使用降阻劑

理想的降阻劑應(yīng)當(dāng)擁有良好的降阻效果,對(duì)于接地體的腐蝕性越小越好,能夠使用年限長,不會(huì)污染環(huán)境,操作簡便的性能。接地電阻主要由兩部分組成,一是接地體和周圍大地呈現(xiàn)出的自有的電阻;二是接地體和周圍土壤的接觸電阻。接觸電阻大小和接地體周圍的土壤有著密切的關(guān)系,土地松散則接觸電阻大,土地密實(shí)則接觸電阻小;同時(shí),接觸電阻還和電極的表面狀況有關(guān),接地極的表面越光滑,接觸電阻就越小,接地極的表面越粗糙,接觸電阻就越大,當(dāng)接地體生銹之后,接觸電阻逐漸增大。添加降阻劑之后,能夠消除或減少接觸電阻,但是只有某些膨潤土類和物理降阻劑才可以具有這方面的功能,流質(zhì)降阻劑和化學(xué)降阻劑通常沒有這些作用,有的降阻劑還會(huì)造成腐蝕,導(dǎo)致接觸電阻變大。經(jīng)常使用的是物理性降阻劑,由填充材料、固化材料、防腐材料和強(qiáng)導(dǎo)電材料組成。能夠和接地體保持緊密的接觸,包裹在接地體的周圍,形成較大的導(dǎo)電體,從而達(dá)到降低土壤和接地體的接觸電阻的目的。因?yàn)榻底鑴┲泻蟹栏瘎?并且能和接地體緊密的接觸,隔離了金屬表面的空氣,對(duì)接地體造成的腐蝕很少,在應(yīng)用的過程中如果選用含有降阻劑的接地模塊,能夠得到更加明顯的降阻效果。

5 、鉆孔深埋

當(dāng)土壤周圍的電阻率不均勻的情況下,可以在土壤電阻率較低的地方深埋接地體,降低接地電阻。國外在這一方法的實(shí)際操作中已經(jīng)取得了非常好的效果。近幾年中,我國也開始使用這種降阻方法。這種方法采用的垂直接地體的長度,根據(jù)地質(zhì)條件的不同一般是5~10M,超過此長度并不能帶來明顯的效果, 還會(huì)給施工造成一定程度的困難。接地體通常使用20～75mm圓鋼。鉆孔深埋法適合使用于敷設(shè)接地網(wǎng)區(qū)域窄小或建筑物擁擠等場合。這些場合使用傳統(tǒng)的方法很難將接地極埋設(shè)在適當(dāng)?shù)奈恢?并且無法保證安全距離。雖然可以在接地體的地表覆蓋瀝青等絕緣層來保證安全,但是這樣會(huì)大大增加施工的工作量和裝設(shè)的成本。鉆孔深埋對(duì)于含砂的土壤最有效果,因?yàn)楹皩哟蠖嘣?m內(nèi)的表層,地層深處土壤的電阻系數(shù)低。這一方法在多石巖盤地區(qū)非常適用。鉆孔深埋法施工受季節(jié)的影響小,能夠獲得穩(wěn)定的接地電阻值。由于深埋的原因,使跨步電壓得到了顯著的減小,這對(duì)于安全性的提高有著非常重要的作用。鉆孔深埋法施工方便、成本較低、效果明顯,未來會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。

6 、灌注法

在接地體管壁上相隔固定的距離鉆上直徑約1cm的小孔,將各管打入地中,使用硫酸銅或者食鹽等物品的飽和溶液灌進(jìn)管內(nèi),讓液體通過小孔流入地中,達(dá)到降低電阻的目的。

7 、加鹽法

在接地體的周圍土壤中加入焦灰、爐灰、炭末、煤渣、食鹽等,來提高土壤導(dǎo)電率,最經(jīng)常使用的是食鹽,這是因?yàn)槭雏}在改善土壤電阻的系數(shù)上擁有非常好的效果,并且受季節(jié)的影響變動(dòng)非常小,價(jià)格低廉。具體的處理方法是,于每根接地體周圍挖出直徑約1m的坑,把土壤和食鹽逐層依次填入坑中。通常情況下,食鹽層厚度大約為1cm,土壤厚度約10cm,每一層食鹽都需要使用水濕潤,一根管型接地體耗鹽量大約為40kg,這一方法對(duì)砂質(zhì)的土壤能夠?qū)⒔拥仉娮杞档椭猎瓉淼?/1左右,砂質(zhì)粘土中可降至2/5左右。為達(dá)到更好的效果,可以加入10kg木炭,因?yàn)槟咎渴枪腆w導(dǎo)體,不會(huì)被腐蝕、滲透、溶解,擁有較長的有效時(shí)間,對(duì)于圓鋼、扁鋼等平行的接地體,使用這一方法也能夠得到不錯(cuò)的結(jié)果。使用加鹽法的缺點(diǎn)是,對(duì)含巖石較多的土壤沒有明顯的效果;降低接地體穩(wěn)定性;加速了對(duì)接地體銹蝕的速度;土壤中的電阻系數(shù)會(huì)隨著鹽的融化流失而變大,所以每兩年需要進(jìn)行一次處理。

三、結(jié)束語

綜上所述；本文結(jié)合了輸變電接地的工程實(shí)踐,探討降阻措施適用的場所和條件。對(duì)工程中錯(cuò)誤的方法進(jìn)行了分析,總結(jié)出應(yīng)當(dāng)注意的問題。做到合理、正確的應(yīng)用降阻措施,從經(jīng)濟(jì)的角度分析如何使用較少投資取得最大的工程效果。