高土壤電阻率地區(qū)變電站的接地技術(shù)應(yīng)用

張慧娟　張穎

摘要：本文主要研討變電站在高土壤電阻率地區(qū)的接地技術(shù)應(yīng)用，保證變電站的運(yùn)行穩(wěn)定與安全，降低工程造價(jià)。希望本文能給從事變電站設(shè)計(jì)的同仁帶來(lái)幫助，進(jìn)一步完善變電站接地技術(shù)。

關(guān)鍵詞：變電站接地；高土壤電阻率

變電站分布具有一定的規(guī)范性，在一定范圍內(nèi)必須設(shè)立變電站以達(dá)到對(duì)電力調(diào)節(jié)的功能保障，同時(shí)變電站分布又具有一定的隨機(jī)性，在電力網(wǎng)延伸的過(guò)程中，變電站可以被規(guī)劃出現(xiàn)在任何的地點(diǎn)。如果變電站出現(xiàn)在高土壤電阻率的地區(qū)，將會(huì)給變電站接地工程提出獨(dú)特的要求，不但會(huì)增加變電站建設(shè)的成本，并且會(huì)提高變電站運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。電力建設(shè)和施工中一般對(duì)變電站土壤高阻率采用加強(qiáng)接地技術(shù)的方式，通過(guò)控制電阻率和控制短路容量等途徑，做到變電站建設(shè)和使用中人身、系統(tǒng)和設(shè)備的安全，為變電站的技術(shù)、管理水平的提升，提供安全、結(jié)構(gòu)、體系上的保障。

一、高土壤電阻率區(qū)域的變電站設(shè)計(jì)工作

變電站在系統(tǒng)上承擔(dān)電力傳輸和電流導(dǎo)向的行業(yè)功能，同時(shí)變電站接地系統(tǒng)又負(fù)責(zé)將雷擊電流迅速下引指搭地的任務(wù)，在雷擊頻發(fā)和破壞性大的區(qū)域，需要做好變電站的防雷設(shè)計(jì)，通過(guò)有效降低土壤電阻和提高電流下泄能力，來(lái)避免雷電對(duì)變電站和人身安全的傷害。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中.應(yīng)該采用系統(tǒng)中性點(diǎn)的設(shè)計(jì)方式，通過(guò)對(duì)變電站電力設(shè)備外殼和底座的有效連接，控制變電站混凝土金屬部位的接地方式，使影響變電站的雷擊電流能夠有效地下引至地下，避免對(duì)變電站金屬設(shè)施和構(gòu)件的破壞，以達(dá)到在保障人身安全和設(shè)備穩(wěn)定。對(duì)于高土壤電阻率的區(qū)域，行業(yè)一般采用敷設(shè)環(huán)狀或網(wǎng)格狀的接地裝置來(lái)做到電阻的降低和電流的下泄，在設(shè)計(jì)中可以等距的外圓閉合的網(wǎng)格狀下引線，以0.6 m的水平埋深和2.5m的垂直埋深敷設(shè)各類(lèi)接地體，使土壤高電阻滿(mǎn)足相關(guān)的設(shè)計(jì)需要。在具體的設(shè)計(jì)和施工中，要避免接地網(wǎng)中電阻值過(guò)大而出現(xiàn)的安全和障礙問(wèn)題，要避免因接地網(wǎng)電阻過(guò)大而出現(xiàn)威脅變電站設(shè)備和人員安全問(wèn)題。同時(shí)，又要避免因雷電反擊而使變電站低壓設(shè)備和高壓保護(hù)裝置的誤動(dòng)，要以變電站運(yùn)行人員和設(shè)備的安全作為出發(fā)點(diǎn)，防止反擊電力對(duì)低壓和高壓設(shè)備的破壞作用，進(jìn)而控制事故產(chǎn)生的危險(xiǎn)和不良后果。如果變電站出現(xiàn)避雷系統(tǒng)接地連接不順暢、電阻過(guò)高時(shí)，會(huì)因雷擊時(shí)出現(xiàn)避雷器正常放電障礙，進(jìn)而使變電站避雷系統(tǒng)的損壞，既不能形成對(duì)變電站的接地防護(hù)，又會(huì)形成對(duì)雷擊損壞的下引效應(yīng)，出現(xiàn)對(duì)變電站各類(lèi)設(shè)備更大層次的破壞。應(yīng)該在變電站設(shè)計(jì)中做好高土壤電阻率區(qū)域的工作，應(yīng)該有目的地加大接地面積、提高接地體橫截面、控制接地電阻大小，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站防雷效果的有效提升。

二、短路容量給變電站接地設(shè)計(jì)帶來(lái)的問(wèn)題

變電站短路容量直接關(guān)系到變電站的安全運(yùn)行，由于變電站發(fā)生短路時(shí)會(huì)出現(xiàn)短路電流，而瞬間短路電流的容量將會(huì)直接影響變電站的功能與安全。對(duì)于主變電站的技術(shù)和設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)，要確保入地短路電流〉15kA以此來(lái)實(shí)現(xiàn)變電站接地電阻0.5Ω時(shí)，4kA短路電流的基本要求。在變電站的設(shè)計(jì)和接地施工中應(yīng)該從工程技術(shù)、地質(zhì)條件出發(fā)，以技術(shù)和經(jīng)濟(jì)為中心，設(shè)計(jì)出變電站施工的方案，這樣可以提高變電站接地電阻的控制水平，在控制短路容量的基礎(chǔ)上，預(yù)防盲目的投資，浪費(fèi)資源，做到對(duì)變電站接地要求和變電站安全的有效保障。

三、變電站接地技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)該注意的要點(diǎn)

1.要采取必要的措施

為防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，對(duì)可能將接地網(wǎng)的高電位引向站外或?qū)⒌碗娢灰蛘緝?nèi)的設(shè)施，采取隔離措施。接地網(wǎng)電位升高時(shí)，站內(nèi)的3～10kV金屬氧化物避雷器不應(yīng)動(dòng)作。同時(shí)，應(yīng)該在變電站的接地設(shè)計(jì)中驗(yàn)算人體允許接觸電壓和跨步電壓，通過(guò)跨步電壓和接觸電壓的計(jì)算來(lái)確定變電站接地的形式和降低接地電阻的措施，以達(dá)到變電站地網(wǎng)設(shè)計(jì)要求的滿(mǎn)足。

2.要注意對(duì)變電站電阻的影響因素

應(yīng)該優(yōu)先控制變電站接地導(dǎo)體的尺寸，接地導(dǎo)體尺寸與其散流的故障電流有關(guān)，即導(dǎo)體的熱穩(wěn)定。合理設(shè)置變電站故障的切除時(shí)間，故障切除時(shí)間越快，故障對(duì)人的危害就越小。要完善變電站接地網(wǎng)上表面的電位分布形式，接地網(wǎng)的均壓導(dǎo)體一般都等間距布置，由于端部和鄰近效應(yīng)，接地網(wǎng)的邊角處泄漏電流遠(yuǎn)大于中心處，使地電位分布很不均勻，邊角網(wǎng)孔電勢(shì)大大高于中心網(wǎng)孔電勢(shì)，而且這種差值隨接地網(wǎng)面積和網(wǎng)孔數(shù)的增加而加大，均勻土壤表面的電位分布。應(yīng)該根據(jù)變電站電阻的需要和土壤電阻率的邊和，合理對(duì)變電站地表面的進(jìn)行硬化處理，要有目的地提高變電站地表的硬化程度，因?yàn)榻佑|電壓和跨步電壓與地表面的土壤電阻率成正比，地表硬化程度越高則允許值越高，對(duì)人越安全。此外，要建立起變電站運(yùn)行的安全行為規(guī)范和技術(shù)應(yīng)用措施，使變電站生產(chǎn)和運(yùn)行人員工作納入到合理和科學(xué)體系，做到對(duì)變電站電阻更為準(zhǔn)確而有效地控制。

四、結(jié)語(yǔ)

變電工程出現(xiàn)在土壤高電阻的區(qū)域巳經(jīng)成為電力工程的實(shí)際問(wèn)題，在變電站的設(shè)計(jì)和施工中，應(yīng)該針對(duì)土壤高電阻的實(shí)際現(xiàn)象，以科學(xué)地手法降低變電工程的接地電阻阻值。同時(shí)，應(yīng)該結(jié)合接觸電壓和跨步電壓展開(kāi)控制與校驗(yàn)工作，通過(guò)科學(xué)結(jié)網(wǎng)和合理布設(shè)，使變電站各主要設(shè)備接地網(wǎng)的電壓趨于穩(wěn)定，建設(shè)成本得到進(jìn)一步控制，在提高技術(shù)運(yùn)用的效率和合理性的同時(shí)，以更好的社會(huì)效益和環(huán)境效益，來(lái)實(shí)現(xiàn)變電工程接地技術(shù)更為全面而徹底地應(yīng)用，達(dá)到變電工程建設(shè)的系統(tǒng)性和整體性的穩(wěn)定與安全目標(biāo)。

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