變電站接地網(wǎng)存在的問題及其解決措施

1、變電站接地的問題
1.1、阻值變大。
分析其原因，可能與土壤電阻率和接地體與土壤的接觸電阻有關(guān)。土壤電阻率ρ值是接地設(shè)計(jì)和計(jì)算的重要依據(jù)，由于土地的分布千差萬別，大多數(shù)情況下土壤都是不均勻，表現(xiàn)在實(shí)際的土壤電阻率沿水平和垂直方向不均勻分布，并且無任何規(guī)律可言，通過地質(zhì)勘探資料的各種土質(zhì)和地下水位來估算土壤電阻率ρ值往往與實(shí)際出入很大。

土壤的電阻率直接影響土壤的導(dǎo)電性，而土壤質(zhì)地、溫度和水分含量對(duì)土壤電阻率有很大影響。此外，接地電阻值還與接地網(wǎng)與土壤的親和程度有關(guān)，早期接地體經(jīng)過長期銹蝕，表面產(chǎn)生銹層，也導(dǎo)致接觸電阻增大。阻值變大將導(dǎo)致工頻接地短路和雷擊電流入地時(shí)電位過高，嚴(yán)重威脅設(shè)備和人身安全。

1.2、接地網(wǎng)的均壓問題
造成均壓效果差的原因有：接地體埋深不足；接地網(wǎng)只采用長孔網(wǎng)，很少用方孔地網(wǎng)計(jì)算；未采用均壓帶措施；設(shè)備接地引線過長；忽略了地網(wǎng)的均壓和散流堯等。這些因素會(huì)造成接地網(wǎng)地面電位分布不均，引起跨步電壓過高。

1.3、接地網(wǎng)與設(shè)備引線存在薄弱環(huán)節(jié)
對(duì)于運(yùn)行中的若干座變電站進(jìn)行全面檢查和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)存在的最大問題不是接地網(wǎng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。而是變電站內(nèi)的電氣設(shè)備與接地網(wǎng)的連接問題，設(shè)備的接地引下線與地網(wǎng)焊接不良，從焊口處開路，接地網(wǎng)水平接地體的接頭處焊接不符合要求；而接地網(wǎng)與引下線經(jīng)過長期銹蝕，有效截面不斷減小，當(dāng)設(shè)備短路時(shí)，就不滿足現(xiàn)有的系統(tǒng)短路時(shí)熱穩(wěn)定要求而熔斷，造成設(shè)備外殼所帶高壓電反擊低壓二次回路，接觸電壓威脅人身安全等問題。此外很多接地網(wǎng)與設(shè)備的連接只是簡單的搭接焊接，焊接防銹處理均不符合電氣裝置工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)程要求。

1.4、接地引下線及接地體的截面偏小滿足不了短路電流的熱穩(wěn)定
由于接地體或設(shè)備的接地引下線不能滿足短路電流熱穩(wěn)定的要求，在發(fā)生接地短路時(shí)接地引下線往往被燒斷，使設(shè)備外殼上有較高的過電壓，有時(shí)會(huì)反擊到低壓二次回路使事故擴(kuò)大，有的用戶就是因?yàn)樵O(shè)備的接地引下線截面不夠在設(shè)備發(fā)生接地短路時(shí)，高壓竄入低壓回路燒壞二次保護(hù)控制電纜，使事故擴(kuò)大。

1.5、接地裝置的腐蝕問題
接地裝置的腐蝕是一個(gè)普遍存在的問題，變電站接地網(wǎng)最容易發(fā)生腐蝕的是接地引下線，由于腐蝕接地線不能滿足接地短路電流熱穩(wěn)定的要求腐蝕接地線不能滿足接地短路電流熱穩(wěn)定的要求或腐蝕接地線不能滿足接地短路電流熱穩(wěn)定的要求者形成電氣上的開路，使設(shè)備失去接地。

1.6、水平接地體的埋深不夠
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水平接地體要埋深0.6m以下。由于水平接地體埋深不夠，接地電阻受季節(jié)影響，尤其受土壤干濕度影響較大，由于表層土壤容易干燥。所以造成接地裝置的接地電阻不穩(wěn)定，由于水平接地體的埋深不夠，就 影響接地網(wǎng)的均壓，在發(fā)生接地短路時(shí)地面的跨步電壓較大，對(duì)巡視人員 構(gòu)成威脅，上層土壤的含氧濃度高袁容易發(fā)生腐蝕袁這也是水平接地體容 易損壞的主要原因。

2、解決措施
2.1降低接地電阻保持整個(gè)地網(wǎng)電位均衡
變電站接地網(wǎng)干線均應(yīng)采用外緣閉合、內(nèi)部敷設(shè)方孔型均壓帶的型式。特別是故障電流高度集中的區(qū)域，應(yīng)采用加強(qiáng)的接地裝置，即在周圍加裝垂直接地極和水平地埋線。采取的措施：一是盡量降低接地電阻值，利用建筑基礎(chǔ)深的優(yōu)勢，在挖建筑基礎(chǔ)時(shí)把接地網(wǎng)打在基礎(chǔ)以下0.2m處（基本能與地下水接觸），降低接地電阻值；二是要有效地解決均衡電位問題，減少接觸電勢、跨步電勢和轉(zhuǎn)移電勢，克服故障大電流作用下電網(wǎng)可能形成的高電位差。

2.2均壓
在高壓配電裝置地面下設(shè)置水平接地網(wǎng)，使其外緣閉合。內(nèi)部敷設(shè)均壓帶，并利用建筑物的鋼筋與地網(wǎng)可靠連接，形成通路。這是一種十分有效的均壓措施。由于均壓帶的存在，配電裝置區(qū)域內(nèi)的電位分布比單獨(dú)接地體和簡單的環(huán)路接地體要均勻的多，所以接觸電壓和跨步電壓的數(shù)值大為降低，實(shí)現(xiàn)了均衡電位接地。

2.3設(shè)備接地引下線截面與主網(wǎng)干線截面的配合
（1）接地引下線應(yīng)就近入地，并以最短的距離與地中的主網(wǎng)相連。設(shè)備引下線不應(yīng)與電纜溝中的通長扁鋼連接，因其敷設(shè)于電纜溝內(nèi)壁表面的混凝土上，不起散流作用。發(fā)生短路時(shí)，易造成局部電位升高，引起電纜絕緣破壞等。

（2）帶有二次回路的電氣設(shè)備如CT、PT等，為減小接地引下線的阻抗，保證與主網(wǎng)可靠連接，應(yīng)采用兩根截面相同的，每根都能滿足熱穩(wěn)定和腐蝕要求的接地線，在不同的部位與主網(wǎng)連接。
（3）加強(qiáng)主控室及弱電系統(tǒng)與地網(wǎng)連接的可靠性。
2.4接地引下線的截面積及接地極截面選擇
（1）變電站的接地引下線截面積應(yīng)滿足熱穩(wěn)定的要求，需按系統(tǒng)短路電流進(jìn)行熱容量的驗(yàn)算，增大接地引下線的截面積。目前運(yùn)行的變電站接地引下線的截面積小于主網(wǎng)干線的截面積是不合理的，通過前述對(duì)接地引下線受入地短路電流影響的分析，地網(wǎng)導(dǎo)體的分支最大只承受入地短路電流的50%，所以接地引下線除滿足熱穩(wěn)定要求外，其截面積至少應(yīng)是主網(wǎng)干線截面積的2倍。另外，接地引下線應(yīng)有良好的導(dǎo)電性能，在大故障電流的作用下不產(chǎn)生明顯的電位差，接地引下線要有足夠的截面積，而且其長度盡可能地短，，對(duì)可能通過較大故障電流的部位應(yīng)用2根以上的接地引下線與地網(wǎng)的不同部位連接，保證故障電流由更多的途徑。

（2）通過對(duì)近年來已建成投入運(yùn)行變電站，圓鋼的腐蝕截面要小于扁鋼。因?yàn)樵谙嗤�的�?dǎo)電截面積下，圓鋼的表面積要小于扁鋼，即在同樣潮濕的土壤中，同樣截面積的圓鋼與土壤接觸的面積要小于扁鋼，受土壤的腐蝕程度要小于扁鋼。在接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)、施工、技術(shù)改造中建議使用圓鋼。
2.5要對(duì)接地裝置采取行之有效的防腐措施
設(shè)計(jì)部門首先應(yīng)考慮接地線的防腐問題，根據(jù)地質(zhì)情況適當(dāng)?shù)卦龃蠼拥鼐�截面積。接地線與接地極或接地極之間的焊接點(diǎn)，應(yīng)作防腐處理，涂防腐劑或?yàn)r青等防腐材料。為更好地防腐，提高接地網(wǎng)使用年限。另外，由于地網(wǎng)屬隱蔽工程，埋于地下后不易檢查、修復(fù)等，因此，從設(shè)計(jì)的角度應(yīng)加大對(duì)地網(wǎng)腐蝕的調(diào)查研究，以便有利于系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2.6水平接地體的埋深
地網(wǎng)的敷設(shè)深度規(guī)程和新規(guī)范中明確指出，接地網(wǎng)的埋設(shè)深度宜采用0.6m，《設(shè)計(jì)手冊》中又補(bǔ)充到，在凍土地區(qū)宜敷設(shè)于凍土層以下，現(xiàn)設(shè)計(jì)中一般將地網(wǎng)全部埋設(shè)于凍土層以下。

3、結(jié)論
變電站接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)變電站的規(guī)模、接地短路電流的大小，對(duì)接地電阻、地網(wǎng)均壓和地電位的要求，考慮地網(wǎng)布置，敷設(shè)深度，腐蝕及熱穩(wěn)定校驗(yàn)，認(rèn)真地分析計(jì)算，綜合分析對(duì)比各種方法的效果、費(fèi)用以及維護(hù)是否方便，在保證變電所接地的安全條件下，綜合考慮各種因素，合理地設(shè)計(jì)接地裝置以便于變電所的安全運(yùn)行和施工。


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