鐵路變電所接地電阻的降低方法研究論述

程曉來

摘 要 當(dāng)前鐵路建設(shè)工程數(shù)量不斷增加，鐵路變電所接地電阻降低在鐵路變電所中是重要的任務(wù)之一。當(dāng)前，國內(nèi)外在鐵路變電所接地電阻降低方面的研究還很少。實(shí)踐表明，要研究鐵路變電所接地電阻的降低方法，就需要對(duì)該地段鐵路的地質(zhì)條件等等進(jìn)行相應(yīng)的研究與了解。本文主要針對(duì)鐵路變電所接地電阻的降低方法進(jìn)行分析，旨在充分的了解鐵路變電所節(jié)點(diǎn)電阻降低的方式，并為日后的研究提供資料參考。

關(guān)鍵詞 接地電阻：鐵路變電；降低方法

中圖分類號(hào) U2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1674-6708（2016） 154-0043-02

本文研究主要以某一地區(qū)的鐵路地段為主，由于該地段的海拔比較高，凍土層較多，并且人員較少，氣候條件比較差等。這些條件的存在，使得變電所接地電阻受到了極大的影響。同時(shí)由于接地電阻常年處于凍土層，這給雷電流的散流與電氣設(shè)備的保護(hù)效果帶來了消極的影響，為此，要降低鐵路變電所接地電阻，就需要對(duì)該路段展開深入的研究，從而為更加有效的降低電阻提供保障。

1 某地區(qū)路段凍土區(qū)域存在的地質(zhì)特點(diǎn)分析

眾所周知，凍土層的形成與發(fā)展最為主要的因素是氣候。本文研究的路段有著多年凍土的特點(diǎn)，海拔高，氣溫低。在設(shè)計(jì)各種接地的過程中，必不可少的參數(shù)是土壤電阻率。實(shí)際上，在凍土土層往往存在較多的影響因素，例如土壤中所含的可溶性溶解鹽等。土壤電阻率的兩個(gè)重要影響因素是土壤的含水量和環(huán)境溫度。如果溫度降至零度以下，那么便會(huì)出現(xiàn)凍土層，這將有效的降低接地電阻。土壤之中溶解鹽的水分一般會(huì)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，在零下1度到O度之間土壤電阻率會(huì)存在著一個(gè)突然的階躍，在此部位土壤電阻率會(huì)不斷上升，并且增高的幅度較為明顯。通過對(duì)該地段的兩季勘測(cè)，其數(shù)據(jù)表明該地段的非凍土區(qū)域土壤電阻率要低于500Q·m，在現(xiàn)有接地技術(shù)中，能夠滿足凍土層接地電阻技術(shù)已經(jīng)很多。如果凍土區(qū)凍結(jié)期的土壤電阻率較高，在（3000-5000）Q·m2之間，那么該區(qū)域應(yīng)屬于高土壤電阻率地區(qū)。如果在此地區(qū)設(shè)置接地裝置，使得該地區(qū)的接地電阻能夠與規(guī)范要求相符和，其難度是非常大的。

由于凍土區(qū)域和融土之間的地質(zhì)特征存在顯著差異，距離地表不遠(yuǎn)的地層融化于凍結(jié)會(huì)給土壤電阻帶來直接的影響，同時(shí)也會(huì)給地體的散流效果帶來一定的影響，因此準(zhǔn)確的區(qū)分多年凍土與季節(jié)融化層界面極為必要，同時(shí)也是重要的任務(wù)。影響多年凍土與季節(jié)融化層界面主要包括兩大類因素，一類是土壤自身的因素，另一類是外界環(huán)境的影響因素。這兩方面的因素給凍土層等帶來多方面的影響，因此應(yīng)該引起高度重視。

2 降低該地段電阻的主要方式分析

以往已經(jīng)有很多國家研究了凍土地區(qū)的接地問題，并且也得到了一些經(jīng)驗(yàn)，例如在凍土地區(qū)可以應(yīng)用電加熱的方式等。但這種方式的使用有一定的限制性，一定要有明顯特點(diǎn)的地區(qū)才能夠使用。本文針對(duì)該地區(qū)的特點(diǎn)等提出了一些降低接地電阻的方法。

首先，可以充分的利用自然接地的方式。這過程中需要應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋骨架和金屬結(jié)構(gòu)等進(jìn)行接地，這樣一來不僅能夠減小接地電阻，還能夠起到節(jié)約作用?；诮ㄖ锏幕A(chǔ)，一般其基礎(chǔ)都需要深埋地下，因此記仇與地面的而接觸面積較大。與一般的巖石相比，混凝土的吸濕性較好，在濕潤狀態(tài)之下，電阻率會(huì)處于極低的狀態(tài)之下，并且與周圍土壤電阻率相比較低。因此可以應(yīng)用鋼筋混凝土和鋼骨架鋼筋混凝土所造建筑物基礎(chǔ)去實(shí)現(xiàn)降低建筑物接地電阻的目的。

除此之外，要降低接地電阻，也可以通過架空地線的方式來達(dá)到此目的。而要達(dá)到接地電阻的目的，架空電線往往需要鋼絞線的幫助，其原因在于它的單位長度阻抗較大。如果應(yīng)用良導(dǎo)體去減小架空地線的阻抗，那么可以通過增大分流的作用的方式實(shí)現(xiàn)減小流經(jīng)地網(wǎng)的入地短路電流。

其次，可以采用立體地網(wǎng)的方式來實(shí)現(xiàn)降低接地電阻的目的。將水平接地體為主的立體接地網(wǎng)埋設(shè)后，不同深度凍土土壤電阻率會(huì)呈曲線分布，電阻會(huì)隨著土壤深度漸漸的減小。在土壤中存在的垂直電極，與各個(gè)部分的散流呈反比。在氣溫逐漸回升后，土壤的凍層會(huì)逐漸的融化，時(shí)間久了在季節(jié)融化層內(nèi)便會(huì)形成低土壤的電阻率。經(jīng)過實(shí)踐研究我們可以得出：應(yīng)用垂直接地體的立體地網(wǎng)進(jìn)行操作，在降低雷電流的散流與接地電阻值方面有著積極的作用。

另外，可以通過使用物理降阻劑降低接地電阻。由于該地區(qū)的氣候較為惡劣，交通不便，土壤很容易出現(xiàn)凍層，在日常所使用的換土降阻方式在該地區(qū)無法實(shí)現(xiàn)，因此可以應(yīng)用物理降阻劑的方式進(jìn)行降阻。當(dāng)前降阻劑主要有化學(xué)與物理兩大類降阻劑。那些化學(xué)降阻劑的組成主要是高分子材料和電解質(zhì)等組成，一旦注入土壤以后，可以在短時(shí)間內(nèi)形成電阻率低的根須狀連續(xù)膠體，從而有效增加接地面積，提升接地體的散流效果。

最后，可利用較為有利的地理?xiàng)l件實(shí)現(xiàn)降低接地電阻的目的。在距配、變電所2km的區(qū)域內(nèi)，如果存在著低土壤電阻率地區(qū)，那么便能夠應(yīng)用外接地的方式進(jìn)行連接，將的土壤電阻埋設(shè)在土壤當(dāng)中。以相同的道理，在對(duì)線路桿塔接地裝置進(jìn)行設(shè)置的時(shí)候，可以對(duì)低土壤電阻率區(qū)段桿塔接地集中加強(qiáng)，在此之后引出接地線，并把高土壤電阻率的桿塔連接起來，以達(dá)到降低接地電阻的目標(biāo)，并且能夠滿足電阻值方面的規(guī)范要求。

本文所研究的低端區(qū)域有季節(jié)性河流存在，這些水體附近與凍土層貫穿，因此這些地區(qū)的電阻率較低，散流性也比較好。要有效的降低該地區(qū)的接地電阻，就需要對(duì)實(shí)際地質(zhì)情況等進(jìn)行調(diào)查，了解其周邊狀況等。

3 結(jié)論

本文主要以某地區(qū)的地段為主，對(duì)該地段的接地電阻降低的方式進(jìn)行研究，主要著手于兩個(gè)方面，一方面分析了該地段的凍土區(qū)域存在的地質(zhì)特點(diǎn)，另一方面分析了降低該地段電阻的主要方式，從分析中明確，以往在平原內(nèi)所使用的降低接地電阻的方式，如換土法在該地區(qū)內(nèi)無法發(fā)揮其作用。因此，只有使用其他的方式進(jìn)行降阻，如物理降阻劑降阻的方式、利用有利的地理?xiàng)l件降阻的方式等等。這些方式在該地段的降阻方面取得了較為有效的效果，因此應(yīng)該給予高度重視。