變電站電氣一次主接地網(wǎng)施工技術(shù)要點(diǎn)

王進(jìn)興

國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司莆田供電公司 福建莆田 351100

變電站接地網(wǎng)的施工對(duì)相關(guān)設(shè)備的安全以及相關(guān)工作人員有著很大的影響，所以提前設(shè)計(jì)好接地網(wǎng)的位置，保證基建，驗(yàn)收以及維護(hù)的過程中設(shè)計(jì)的質(zhì)量，防止發(fā)生事故。還需要注意的是，有一些變電站的，減少會(huì)受到地理環(huán)境的影響和制約，導(dǎo)致變電站的接地電阻值的設(shè)計(jì)與實(shí)際要求的標(biāo)準(zhǔn)不符合，所以在進(jìn)行操作的過程中，需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行提前決定施工細(xì)節(jié)問題，保證電氣一次主接地網(wǎng)施工達(dá)到最初設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。

1 當(dāng)下接地網(wǎng)建設(shè)中存在的問題

現(xiàn)在隨著電力事業(yè)的不斷發(fā)展過程，對(duì)于一次接地網(wǎng)運(yùn)行的過程中，會(huì)有很多因素影響到了接地網(wǎng)的安全運(yùn)行，所以僅僅在設(shè)計(jì)中運(yùn)用傳統(tǒng)的技術(shù)方法，不能有效的解決接地網(wǎng)設(shè)計(jì)中存在的缺陷和問題，對(duì)于所存在的問題必須及時(shí)進(jìn)行總結(jié)分析，在建設(shè)完一個(gè)工程的時(shí)候要及時(shí)分析經(jīng)驗(yàn)以及不足，同時(shí)還需要積極地學(xué)習(xí)新鮮先進(jìn)的知識(shí)，這樣才能更好的促進(jìn)我國(guó)接地網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展。以下是變電站電氣一次主接地網(wǎng)在設(shè)計(jì)中存在的主要問題。

1.1 地網(wǎng)質(zhì)量不合格導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕

現(xiàn)在的地網(wǎng)是直接埋入到地下土壤中，所以在使用的過程中，土壤中的物質(zhì)難免會(huì)對(duì)地網(wǎng)的材質(zhì)造成很大的腐蝕，還會(huì)腐蝕地網(wǎng)中的化學(xué)成分，發(fā)生氧化作用，所以在埋入地下的地網(wǎng)中，沒有做好防腐處理，那么地網(wǎng)的腐蝕就會(huì)比較嚴(yán)重，受影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)線被燒斷，發(fā)生嚴(yán)重事故[1]。地網(wǎng)中用到的金屬材料沒有做防腐處理或者沒有處理好，尤其是對(duì)于接地下線入土50cm以內(nèi)的地網(wǎng)腐蝕就更為嚴(yán)重。

1.2 電壓分布不均勻

均壓效果不好的原因有很多方面：如接地網(wǎng)設(shè)計(jì)沒有考慮充分，造成施工質(zhì)量欠缺或者在實(shí)際的建筑過程中，沒有按照?qǐng)D紙進(jìn)行建造或者圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與實(shí)際情況相差過大。在地網(wǎng)的連接過程中，整體的電壓分布需要均勻，電壓分布的梯度大，導(dǎo)致整體的均壓效果不好，并且再對(duì)地網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，如果考慮不充分，那么就會(huì)造成事故，施工質(zhì)量嚴(yán)重缺損，地網(wǎng)本身的電流密度分布不同，不同截面的導(dǎo)電率也不同，電阻率的整體分布也會(huì)受到土壤的影響，導(dǎo)致分布不均勻，地網(wǎng)之間的連接也會(huì)存在很大的電位差。

2 變電站電氣一次主接地網(wǎng)施工技術(shù)分析

2.1 對(duì)接地網(wǎng)實(shí)際勘測(cè)過程中的注意事項(xiàng)

保證變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施就是接地網(wǎng)，所以需要相關(guān)的設(shè)計(jì)人員十分重視對(duì)于地網(wǎng)接地性能的設(shè)計(jì)。變電站的接地網(wǎng)設(shè)計(jì)可以為變電站的整體運(yùn)行提供很大的便利。如果電力系統(tǒng)發(fā)生問題，可以及時(shí)排除存在的故障，及時(shí)解決故障電流，也能夠有效控制地網(wǎng)的具體數(shù)值，保證各項(xiàng)電氣設(shè)備正常運(yùn)行。對(duì)于接地網(wǎng)的科學(xué)合理設(shè)置是能夠保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要提前對(duì)接地網(wǎng)做好偵查工作。在施工的過程需要注意加強(qiáng)避雷器和變壓器之間的平衡，有鎧甲的電纜外皮兩端應(yīng)接地并與支架緊密相連，隨著沿途進(jìn)行分流，對(duì)于變壓器和變流器的二次測(cè)接地點(diǎn)應(yīng)該選擇在控制室接地等等[2]。在實(shí)地進(jìn)行考察的過程中，需要保證完成以下幾項(xiàng)工作：（1）在勘測(cè)的過程中，需要精細(xì)仔細(xì)進(jìn)行勘測(cè)測(cè)量，需要對(duì)每一處地點(diǎn)每一個(gè)遙測(cè)點(diǎn)地網(wǎng)地方的地形，地勢(shì)，地質(zhì)等其他基本信息進(jìn)行精確勘測(cè)，測(cè)量接地體埋設(shè)點(diǎn)周圍的土壤電阻率以及其周圍的分布情況，這樣可以更好的找到有利的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。（2）在對(duì)地區(qū)勘測(cè)的過程中需要觀測(cè)建筑地區(qū)的雷電活動(dòng)規(guī)律以及情況，然后在設(shè)計(jì)的過程中決定需要采用的防雷措施以及其對(duì)接地電阻的要求。（3）詳細(xì)調(diào)查建筑地區(qū)土壤的酸堿度以及土壤對(duì)于剛接地體的年腐蝕。（4）在設(shè)計(jì)的時(shí)候必須仔細(xì)根據(jù)以上幾項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，然后制定出切合實(shí)際的降租措施和施工方案。

對(duì)接地電阻有著很大影響的一個(gè)原因是土壤的電阻值，這也會(huì)影響到接地電阻是否可以滿足系統(tǒng)的要求，對(duì)于接地系統(tǒng)的使用壽命以及相關(guān)配置也有著很大的影響。土壤電阻值一般來說要保持在一個(gè)比較低的數(shù)值，同時(shí)也需要根據(jù)變電站的實(shí)際情況以及分析電阻率的實(shí)際應(yīng)用去進(jìn)行設(shè)計(jì)和確定，進(jìn)而保證整個(gè)地網(wǎng)接地設(shè)計(jì)的有效性。在勘察地形的時(shí)候，可以采取相應(yīng)的措施減小土壤的電阻率。首先更換土壤，將之前的土壤換為黑土和砂質(zhì)的土壤[3]。第二，可以增加線路埋入的深度。如果土壤的電阻率低，可以直接將接地體深埋到土壤中，減少土壤對(duì)電阻的影響。第三，結(jié)合化學(xué)的方法，可以用爐渣摻到土壤中，降低土壤的電阻率。

對(duì)于接地施工質(zhì)量以及工藝往往會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量不高的現(xiàn)象，有很多的情況是因?yàn)橥倒p料的原因有很多，如接地網(wǎng)搭接焊接不符合相關(guān)要求，焊接質(zhì)量不好，螺栓連接接觸面不符合要求以及在施工的過程中接地體周圍的回填土壤接觸松散都很有可能造成施工的質(zhì)量不高甚至是留下事故隱患。因此在施工時(shí)必須嚴(yán)格檢查細(xì)節(jié)，任何一個(gè)小細(xì)節(jié)都有可能引起整個(gè)工程的偏差，檢驗(yàn)員必須注意每一個(gè)細(xì)節(jié)，這樣才能更好的保證整個(gè)工程的質(zhì)量。

2.2 降低電阻率的施工技術(shù)

接地網(wǎng)的施工很大程度上受到周圍環(huán)境的影響，所以在對(duì)接地網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中需要考慮到周圍環(huán)境的實(shí)際情況以及施工過程中可能會(huì)出現(xiàn)的各種各樣的問題，包括土壤，土層結(jié)構(gòu)，氣候土壤電阻率，水分情況，季節(jié)因素，以及可施工面積等其他因素，這些因素也直接的影響著接地網(wǎng)的形狀，大小，工藝材料等這些基本材料的選擇，尤其是對(duì)于施工地區(qū)的第一手資料一定要十分準(zhǔn)確十分精細(xì)，這也就要求必須要到實(shí)地進(jìn)行勘察，獲得最準(zhǔn)確的信息資料。例如需要采用相應(yīng)的措施應(yīng)對(duì)雷電。首先可以采用深埋式接地，接地網(wǎng)的電阻率會(huì)隨著深度的增加而減小，所以采用深埋的方式減小電阻率，并且接電體需要選擇地下水比較豐富的地方；同時(shí)如果接地網(wǎng)附近有金屬礦體的話，可以直接將接地體插入到礦體上，這樣可以礦大或者延長(zhǎng)人工接地體的幾何尺寸。但是采用深埋接地體的間距應(yīng)該大于20M，這樣可以不同計(jì)算互相屏蔽的影響，但是最大的困難是施工比較困難，土方量比較大，價(jià)錢成本也高，如果是在巖石地帶，那么困難就更大。第二，接地電阻可以降低電阻，可以在接地周圍鋪設(shè)降阻劑，增大接地極的外形。第三，敷設(shè)水平外延接地，由于水平外設(shè)施工費(fèi)用低，這樣不僅可以降低工頻接地電阻，而且還可以有效地降低沖擊接地電阻。第四，近幾年在新建變電所中電解離子接地系統(tǒng)的運(yùn)用越來越廣泛，建筑施工的過程中可以積極采用先進(jìn)的技術(shù)，這樣才能將工程的準(zhǔn)確度進(jìn)一步的提高，同時(shí)也可以提高工程施工隊(duì)伍的整體素質(zhì)。如果以此方法延續(xù)下去，整個(gè)國(guó)家的施工質(zhì)量也會(huì)有很大的提升與飛躍。

2.3 接地網(wǎng)的防腐的施工技術(shù)

隨著電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)的安全性以及穩(wěn)定性也在不斷的提高，各種各樣先進(jìn)的技術(shù)運(yùn)用到電網(wǎng)中去，在這之中，接地網(wǎng)的腐蝕技術(shù)是一項(xiàng)比較重要的技術(shù)。接地網(wǎng)的腐蝕直接影響到接地截面減小，熱穩(wěn)定性不夠。在土壤中含有各種的雜質(zhì)以及金屬物質(zhì)，土壤的種類也不相同，所以會(huì)對(duì)接地網(wǎng)造成不同程度的腐蝕。在對(duì)接地網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件以及環(huán)境氣候等進(jìn)行實(shí)地分析，確定出主要會(huì)影響接地網(wǎng)的因素，這些因素主要可以包括土壤的濕度，鹽度，有機(jī)質(zhì)，微生物，雜散電流，土壤的氧化還原電位，電場(chǎng)以及土壤的電導(dǎo)率等，這些因素相互作用會(huì)導(dǎo)致土壤中的金屬設(shè)備的腐蝕，但是因?yàn)橥寥赖姆N類繁多以及不均勻，會(huì)使土壤中的金屬腐蝕情況呈現(xiàn)出許多復(fù)雜的情況或者差異性，然后提出不同的解決方案，在實(shí)施的過程中，如果再次遇到另外的問題，也需要及時(shí)的向工作人員以及相關(guān)負(fù)責(zé)人員進(jìn)行匯報(bào)，及時(shí)更改設(shè)計(jì)或者增加相應(yīng)的防護(hù)措施，確保施工質(zhì)量[4]。例如在堿性土壤中比在酸性土壤中的同一種同濃度巖對(duì)于金屬的腐蝕性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于，主要表現(xiàn)為點(diǎn)蝕，并且點(diǎn)蝕坑比較深，金屬失重也比較嚴(yán)重。這也就要求變電站對(duì)于接地網(wǎng)的腐蝕必須對(duì)具體的環(huán)境進(jìn)行定性以及定量的分析，確定影響因素，并且即使采用降阻處理方式以及相應(yīng)的防護(hù)措施。

2.4 接地網(wǎng)的具體施工流程

在進(jìn)行施工的過程中，必須需要根據(jù)實(shí)地情況確定施工流程，還必須保證施工過程符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定。首先需要挖開接地網(wǎng)需要的溝槽，其深度需要達(dá)到0．8米，然后豎直將接地極深入到地下，深度大約在3米左右，如果井比較深，可以利用鉆井機(jī)進(jìn)行打孔。然后要把水平接地極和其他的部分連接起來，然后灌入降阻劑，保證每個(gè)設(shè)備之間可以有效的進(jìn)行連接，然后對(duì)溝槽進(jìn)行填補(bǔ)，保證電阻在地下的深埋，最后做好周圍的保護(hù)工作，確保地網(wǎng)不會(huì)受到破壞。具體嚴(yán)格的施工流程是一個(gè)工程的基礎(chǔ)，嚴(yán)格把握施工流程以及施工順訓(xùn)可以使整個(gè)工程更加整體化更加規(guī)范化，也從不同方面體現(xiàn)出施工人員的專業(yè)素質(zhì)以及專業(yè)素養(yǎng)[5]。

2.5 嚴(yán)格把握施工質(zhì)量

在施工的期間需要不定時(shí)的對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)有不標(biāo)準(zhǔn)或者與之前設(shè)計(jì)的地方不相符的地方，需要及時(shí)做出調(diào)整，盡量在施工的時(shí)候保證施工的質(zhì)量，避免在施工完成后進(jìn)行驗(yàn)收的時(shí)候發(fā)生質(zhì)量不合格的問題，否則勞財(cái)勞力。尤其是在主網(wǎng)施工的時(shí)候，相關(guān)的運(yùn)行單位需要時(shí)刻參與到施工過程的監(jiān)督檢查工作中，及時(shí)做好施工記錄。在接地引下線連接的時(shí)候盡量選擇焊接，并且焊接面與搭接面要符合相關(guān)的規(guī)程要求。采用螺栓連接的時(shí)候，螺栓以及接地線必須使用鍍鋅材料。施工過程中所需要的任何材料都需要經(jīng)過嚴(yán)格的篩選，也必須有嚴(yán)格的規(guī)定，這樣可以更好的保證施工的質(zhì)量以及規(guī)范。工程的施工質(zhì)量直接影響著工程的收益以及影響力，嚴(yán)格把握施工質(zhì)量不僅是對(duì)委托方的負(fù)責(zé)也是對(duì)自身技術(shù)的負(fù)責(zé)[6]。

3 工程實(shí)例說明

線路變壓器單元接線為變電站110kV測(cè)電氣，遠(yuǎn)期出線三回，本期出現(xiàn)二期，分別是：T接寧西一小樓一派譚線一1號(hào)主變壓器，T接荔城—小樓—派潭線—2號(hào)主變壓器。主變壓器110kV中性點(diǎn)經(jīng)隔離開關(guān)，放電間隙直接接地：10kV中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地，曲折變接于10kV側(cè)母線橋上。10kV接線遠(yuǎn)期為單母線四分段接線，出線36回，本期為單母線雙分段接線，出線24回。無(wú)功補(bǔ)償容量遠(yuǎn)期為3x2x4000kVar，分別接于10kVⅠ，分段甲，分段乙，Ⅲ段母線上。本期的無(wú)功補(bǔ)償容量為2x2x4000kVar，分別接于10kVⅠ，分段甲，分段乙，段母線上[7]。

此處的變電站的110kV配電裝置為戶外中型布置，大概位于變電站的東側(cè)。110kV出線從變電站的東側(cè)進(jìn)入到站中，10kV配電裝置位于變電站的西側(cè)。雙列布置于綜合樓首層，為中置式高壓開關(guān)柜，10kV小電阻接地成套裝置布置在綜合樓首層的高壓室中，10kV集合式關(guān)聯(lián)電容器組布置于變電站西南角的戶外場(chǎng)地上。

綜上所述，變電站建設(shè)電氣一次主接地網(wǎng)工程建設(shè)會(huì)直接影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行，也會(huì)影響到變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，所以在接地網(wǎng)的施工中必須給予十分重視，做好設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)，驗(yàn)收等具體監(jiān)督工作。在設(shè)計(jì)初期，必須要到施工場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)際勘測(cè)，實(shí)地考察，記錄準(zhǔn)確精準(zhǔn)的數(shù)字，這樣才能保證，在施工的過程中可以完全按照預(yù)期進(jìn)行，在施工完成后，各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況與預(yù)期的情況一致，保證設(shè)備運(yùn)行的安全有效，采用各種有效的措施對(duì)接地網(wǎng)的建設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及維護(hù)。