淺談變電站電氣接地技術(shù)

孫少達(dá)（1.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)，吉林　長(zhǎng)春　130012；2.國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司興安供電公司，內(nèi)蒙古　興安盟　137400）

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淺談變電站電氣接地技術(shù)

孫少達(dá)1，2
（1.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)，吉林長(zhǎng)春130012；2.國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司興安供電公司，內(nèi)蒙古興安盟137400）

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展速度也非?？欤谶@種形勢(shì)下發(fā)生故障時(shí)經(jīng)地網(wǎng)流散的電流也越來(lái)越大，故障發(fā)生時(shí)地網(wǎng)電位會(huì)不斷升高，由于接地缺陷而造成事故的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，為設(shè)備運(yùn)行及檢修人員的正常工作和人身安全帶來(lái)了極大的威脅，給企業(yè)帶來(lái)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失及不良的社會(huì)影響。鑒于此，筆者結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)，首先對(duì)變電站接地設(shè)計(jì)必要性及原則進(jìn)行了簡(jiǎn)單概述，然后對(duì)電氣接地電阻的選擇進(jìn)行了分析，最后總結(jié)了常用的變電站降阻措施，希望本文的分析能夠?yàn)橥械难芯繋?lái)一些參考或者借鑒。

關(guān)鍵詞：變電站；電氣接地技術(shù)；問(wèn)題

接地網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行起到了重要作用，接地網(wǎng)實(shí)際上屬于隱性工程中的一部分，因此經(jīng)常被人們所忽視，接地電阻測(cè)量結(jié)果往往更受到人們的關(guān)注。近幾年我國(guó)各地區(qū)因?yàn)榻拥夭涣级鴮?dǎo)致的安全事故時(shí)有發(fā)生，這種情況下接地問(wèn)題引起了大家的注意。一旦變電站發(fā)生接地短路，故障點(diǎn)的電位升高，這時(shí)為了保護(hù)設(shè)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(hù)性作用，因此電位在接地中成為衡量地網(wǎng)合格的一個(gè)重要參數(shù)。鑒于此，本文從不同角度針對(duì)變電站電氣接地技術(shù)展開(kāi)了一系列的分析，相信一定可以為大家?guī)?lái)一些幫助。

1 變電站接地設(shè)計(jì)概述

1.1 接地設(shè)計(jì)的必要性

在全站電氣設(shè)備中，變電站接地網(wǎng)主要連接接地線和計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備接地等線路，在接地電阻比較大的情況下發(fā)生接地故障，可能會(huì)出現(xiàn)地電位極異常性升高的現(xiàn)象，如果網(wǎng)格設(shè)計(jì)存在不合理現(xiàn)象，這時(shí)還有可能會(huì)出現(xiàn)更多相關(guān)問(wèn)題，例如接地系統(tǒng)電位分布不均等，一般來(lái)說(shuō)與規(guī)定安全值相比，局部電位會(huì)大一些，這將會(huì)對(duì)人員的人身安全帶來(lái)一定的威脅，還會(huì)造成電纜及相關(guān)設(shè)備的損壞，最終釀成嚴(yán)重的事故，這類事故在社會(huì)中造成的影響和經(jīng)濟(jì)損失是難以估計(jì)的。

1.2 接地設(shè)備的原則

近年來(lái)隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在電力系統(tǒng)中，變電站不同級(jí)別電壓母線，有接地故障發(fā)生時(shí)通過(guò)的電流會(huì)逐漸增大，這時(shí)要想符合R≤2000/I的要求的要求難度非常大。通常情況下現(xiàn)行接地標(biāo)準(zhǔn)和原接地規(guī)程之間的區(qū)別非常明顯，接地電阻值不再需要達(dá)到0.5，只需要將其放寬到5，這樣一來(lái)就是說(shuō)可以將接地電阻選為5，但是這樣的選擇也有一定的附加條件，具體來(lái)說(shuō)，通常情況下適當(dāng)?shù)牟扇∫恍└綦x性的措施就可以避免因?yàn)檗D(zhuǎn)移電位而出現(xiàn)的危害和危險(xiǎn)，這時(shí)最好能夠?qū)Χ搪冯娏鞣侵芷诜至康挠绊懠右钥紤]，接地網(wǎng)電位升高最好能夠控制在在3kV～10kV的范圍內(nèi)，這時(shí)避雷器不會(huì)發(fā)生動(dòng)作，應(yīng)該采取一些均壓措施，對(duì)接觸電位差、跨步電位差是否滿足要求進(jìn)行驗(yàn)算等。此外，在設(shè)計(jì)變電站接地網(wǎng)的過(guò)程中應(yīng)始終堅(jiān)持以下原則：①在接地網(wǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程中采用的方式通常為建筑物地基鋼筋和金屬接地物統(tǒng)一連接的方式；②基礎(chǔ)盡量選擇自然接地物，通常情況下采用閉合環(huán)形的外形；③采用統(tǒng)一接地網(wǎng)，選擇一點(diǎn)接地的接地方式。

2 對(duì)電氣接地電阻進(jìn)行科學(xué)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(jù)我國(guó)的相關(guān)規(guī)定，在接地網(wǎng)設(shè)計(jì)中電阻應(yīng)該滿足R≤2000/I的要求，同時(shí)還要注意對(duì)換流站中的相對(duì)接地電阻加以控制，通常情況下應(yīng)將其控制在R＜0.06620的范圍內(nèi)。上文的描述中曾經(jīng)提到，目前這一標(biāo)準(zhǔn)在我國(guó)很難達(dá)到，所以適當(dāng)?shù)淖鞒隽艘恍└倪M(jìn)，作出了另外的規(guī)定，適當(dāng)?shù)膶⒔拥仉娮璺艑挼?，換流站中地網(wǎng)的電位也會(huì)隨之升高，可以達(dá)到15.12kV，系統(tǒng)二次危害的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)得到提高。系統(tǒng)在正常工作時(shí)地網(wǎng)的電位幾乎接近于零，一旦發(fā)生故障時(shí)，電網(wǎng)流過(guò)的電流會(huì)降低，與此同時(shí)電位會(huì)升高一些。如果忽略了短路發(fā)生時(shí)存在于二次電纜芯線中的感應(yīng)電位，那么接地電位會(huì)相應(yīng)的提高，二次電纜絕緣體中該電位差將會(huì)發(fā)生作用，所以，由此可見(jiàn)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(guān)。從上述分析中可以了解到，如果在實(shí)際工作中能過(guò)妥善處理通信線高電位問(wèn)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(shí)換流站的接地電阻就可以達(dá)到R＜0.165344的要求。

3 采用合理的變電站降阻措施

3.1 變電站接地電阻

接地網(wǎng)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(zhì)、尺寸等因素有關(guān)，同時(shí)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(zhì)等因素有關(guān)。要想在接地網(wǎng)設(shè)計(jì)中達(dá)到要求的電阻值，需要從接地體開(kāi)始向20m的范圍內(nèi)擴(kuò)散電流，電流經(jīng)過(guò)的土壤其電阻就是通常所說(shuō)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。

3.2 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(zhì)電學(xué)性質(zhì)（減小節(jié)點(diǎn)系數(shù)和土壤電阻率）兩種方法。人工接地網(wǎng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中其外緣閉合，形成一個(gè)圓弧形，土壤電阻率等相關(guān)因素都會(huì)對(duì)接地電阻產(chǎn)生影響，對(duì)這些因素加以了解，對(duì)于接地裝置的改善非常有利。在具體工程中，通常會(huì)使用電位隔離、利用地質(zhì)鉆孔對(duì)長(zhǎng)接地極進(jìn)行埋設(shè)、利用地下水的降阻作用、長(zhǎng)垂直接地極加降阻劑等。這些方法目前都有成功經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際工程中可以結(jié)合具體情況對(duì)這些降阻方法進(jìn)行合理選擇。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電網(wǎng)中的總?cè)萘吭诓粩嘣黾樱坏┏霈F(xiàn)電力系統(tǒng)故障，經(jīng)接地網(wǎng)中的電流就會(huì)變得非常大，而即使出現(xiàn)很小的接地電阻誤差也會(huì)給人們帶來(lái)難以彌補(bǔ)的損害，由此可見(jiàn)，我們?cè)O(shè)計(jì)變電站電氣接地系統(tǒng)的過(guò)程中應(yīng)該將設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在對(duì)接地網(wǎng)接地電阻進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量與計(jì)算上。

參考文獻(xiàn)

[1]張丹.淺談變電站接地裝置常見(jiàn)問(wèn)題及其運(yùn)行的技術(shù)維護(hù)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（24）：42.

[2]賈艷龍.變電站電氣安裝調(diào)試中的常見(jiàn)問(wèn)題及防范對(duì)策[J].機(jī)電工程技術(shù)，2014（12）：123-125.

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