第一篇：變電站接地網(wǎng)材料的選擇

變電站接地網(wǎng)材料的選擇

編輯：萬佳防雷-小黃

電力系統(tǒng)的接地是對系統(tǒng)和網(wǎng)上電氣設(shè)備安全可靠運行及操作維護人員安全都起著重大的作用。研究接地體的布置、連接，接地體的材質(zhì)等是保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的必要措施之一，所以說設(shè)計、施工高標(biāo)準(zhǔn)的接地系統(tǒng)的變電站防雷工作的重中之重。

一、變電站接地網(wǎng)作用概述

接地網(wǎng)作為變電站交直流設(shè)備接地極防雷保護接地，對系統(tǒng)的安全運行起著重要的作用。由于接地網(wǎng)作為隱性工程容易被人忽視，往往只注意最后的接地電阻的測量結(jié)果。隨著電力系統(tǒng)電壓等級的升高及容量的增加，接地不良引起的事故擴大問題屢有發(fā)生。因此，接地問題越來越受到重視。變電站接地網(wǎng)因其在安全中的重要地位，一次性建設(shè)、維護苦難等特點在工程建設(shè)中受到重視。另外，在設(shè)計及施工時也不易控制，這也是工程建設(shè)中的難點之一。因此，為保證電力系統(tǒng)的安全運行，降低接地工程造價，應(yīng)采用最經(jīng)濟、合理的接地網(wǎng)設(shè)計思路，本文擬重點就材料選用方面進行相關(guān)探討。

二、變電站接地網(wǎng)常用材料比較

目前廣泛使用的接地工程材料有各種金屬材料、非金屬接地體、降阻劑和離子接地系統(tǒng)等。

1、金屬接地材料。金屬接地材料（主要指銅材和鋼材），由于其具備良好的導(dǎo)電性和經(jīng)濟性，很長時期以來一直是接地工程中最重要的材料之一。但是由于金屬材料存在容易腐蝕的問題，對接地電阻的影響也比較大，是安全生產(chǎn)中的一個大的隱患，這個問題一直困擾著用戶。同時，近年生產(chǎn)資料價格猛漲造成接地成本增加，使得金屬接地材料的缺點逐漸突顯，一些行業(yè)或地區(qū)已經(jīng)在漸漸地減少金屬接地材料的使用，轉(zhuǎn)而使用其它新型的接地材料。

2、非金屬接地體。非金屬接地材料是目前行業(yè)里新生的一種金屬接地體的替換產(chǎn)品，由于其特有的抗腐蝕性能和良好的導(dǎo)電性和較高的性價比被廣大用戶所接受。目前非金屬接地產(chǎn)品主要是以石墨為主要材料?；境煞质菍?dǎo)電能力優(yōu)越的非金屬材料材料符合加工成型的，加工方法有澆注成型和機械壓模成型。一般來說澆注成型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)松散、強度低、導(dǎo)電性能差，而且質(zhì)量不穩(wěn)定，一些小型廠家少量生產(chǎn)使用這樣的辦法：機械壓模法，是使用設(shè)備在幾到十幾噸的壓力下成型的，不僅尺寸精度較高、外觀較好，更重要的是材料結(jié)構(gòu)致密、電學(xué)性能好、抗大電流沖擊能力強，質(zhì)量也相當(dāng)穩(wěn)定，但是生產(chǎn)成本較高，批量生產(chǎn)多采用。選型時，盡量采用后者，特別是接地體有抗大電流或打沖擊電流的要求（如電力工作地、防雷接地）時，不宜采用澆注成型的非金屬接地體。非金屬接地體的特點是穩(wěn)定性優(yōu)越，其氣候、季節(jié)、壽命都是現(xiàn)有接地材料中最好的，是不受腐蝕的接地體，所以，不需要地網(wǎng)維護，也不需要定期改造，但是，非金屬接地體施工需要的地網(wǎng)面積比傳統(tǒng)接地面積小很多，但是在不同地質(zhì)條件下也需要的保證足夠接地面積才可以達到良好的效果。

3、降阻劑。降阻劑分為化學(xué)降阻劑和物理降阻劑，化學(xué)降阻劑自從發(fā)現(xiàn)有污染水源事故和腐蝕地網(wǎng)的缺陷以后基本上沒有使用了，現(xiàn)在廣泛接受的是物理降阻劑（也稱為長效型降阻劑）。物理降阻劑是接地工程廣泛接受的材料，屬于材料學(xué)中的不定性復(fù)合材料，可以根據(jù)使用環(huán)境形成不同形狀的包裹體，所以使用范圍廣，可以和接地環(huán)或接地體同時運用，包裹在接地環(huán)和接地體周圍，達到降低接觸電阻的作用。并且，降阻劑有可擴散成分，可以改善周邊土壤的導(dǎo)電屬性。

現(xiàn)在的較先進降阻劑都有一定的防腐能力，可以加長地網(wǎng)的使用壽命，其防腐原理一般來說有幾種：犧牲陽極保護（電化學(xué)防護），致密覆蓋金屬隔絕空氣，加入改善界面腐蝕電位的外加劑成分等方法。降阻劑的使用，應(yīng)掌握其施工技術(shù)，以達到最佳的效果，物理降阻劑有超過二十年的工程運用歷史，經(jīng)過不斷的實踐和改進，現(xiàn)在無論是性能還是使用施工工藝都已經(jīng)是相當(dāng)成熟的產(chǎn)品了。

4、離子接地系統(tǒng)。離子接地系統(tǒng)是傳統(tǒng)的金屬接地改進而來，從工作原理到材料選用都脫胎換骨的變化，形成各種形狀的結(jié)構(gòu)。這些接地系統(tǒng)的共同點是結(jié)構(gòu)部分采用防腐性更好的金屬，內(nèi)填充電解物質(zhì)及其載體組分的內(nèi)填料，外包裹導(dǎo)電性能良好的不定性導(dǎo)電復(fù)合材料，一般稱為外填料。接地系統(tǒng)的金屬材料已經(jīng)出現(xiàn)的有不銹鋼、銅包鋼和純鋼材的。不銹鋼的防腐較鋼材好，但是在埋地環(huán)境中依然會多多少少的銹蝕，以不銹鋼為主體的接地系統(tǒng)不宜在腐蝕性嚴重的 環(huán)境中使用。表面處理過的銅是很好的抗銹蝕材料，銅包鋼是銅-鋼復(fù)合材料，鋼材表面覆蓋銅，可以節(jié)約大量的貴金屬-鋼材。套管法活電鍍法生產(chǎn)，表面銅層的厚度為0.01mm到0.50mm,厚度越厚防腐效果越好。純銅材料防腐性能最好，但是要耗用大量的貴金屬，在性能要求較高的工程中使用。由于接地系統(tǒng)大多向垂直方向伸展，所以接地面積大多要求很小，可以滿足地形嚴重局限的工程需要。

三、接地材料的具體選用

不同的行業(yè)，不同的地域使用的接地材料也不盡相同，不同的接地材料有著不同的特點，根據(jù)其特點結(jié)合環(huán)境使用是接地工程前期應(yīng)該考慮的問題。

目前市場上使用率最高的接地材料還是金屬材料，主要有銅板、角鋼和扁鋼等，但是由于接地環(huán)境的不同和用戶需求也不盡相同。在有些環(huán)境和情況下是不適合使用金屬接地材料的，例如在高腐蝕土壤中金屬接地材料在很短的時間久被腐蝕而喪失接地的功能。同時，從造價方面來考慮，使用金屬材料的傳統(tǒng)接地，在工程造價上可能不會太高的，但是它的使用壽命短，使用非金屬接地體要比金屬材料的傳統(tǒng)接地高一些，但其使用壽命要比傳統(tǒng)接地的壽命高出好幾倍，根據(jù)其壽命傳統(tǒng)接地平均每年造價不低于3-4千元，而非金屬接地體根據(jù)其壽命平均每年造價不高于3-4百元，這還不包括因地網(wǎng)不合格改造的工程費用，這些都是應(yīng)該在選擇接地材料時加以考慮的。

此外根據(jù)環(huán)境不同采用不同的材料作為接地體也是延長有效接地壽命的方法。離子接地棒適合在城市不具備施工空間的地方使用，例如城市建筑群等，而對于山地條件則比較適合使用非金屬接地棒，由于在山地離子棒自身的吸水性并不能滿足自身穩(wěn)定接地電阻的需要常常要增加鹽類，而巖石環(huán)境又是失水環(huán)境，所以這種環(huán)境下就應(yīng)該選用吸水性好的具有較高強度 的非金屬接地棒作為接地體，同時在野外也要考慮使用離子接地棒的可能丟失問題，在一般土壤環(huán)境比較適合使用壓制的非金屬接地體和金屬接地體。

四、結(jié)束語

在變電站建設(shè)中，把接地做好是很關(guān)鍵的一件事，這也是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在不同的條件下選用適合的接地材料，在有限的資金情況下，做好一個合格的地網(wǎng)不僅要考慮資金的因素更要考慮性能因素。在現(xiàn)代隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，它對環(huán)境要求也越來越高，有一個很小的流涌就可以使設(shè)備損壞，人們對接地系統(tǒng)的重視程度也逐步提高，接地做的好與壞直接關(guān)系到設(shè)備能否正常運行，是否有安全隱患的大問題。因而，對接地材料性能、適用環(huán)境進行詳細的了解是選擇好的接地材料，做好接地網(wǎng)建設(shè)的重要因素。

第二篇：淺談變電站直流系統(tǒng)接地問題

淺談變電站直流系統(tǒng)接地問題

摘要：直流系統(tǒng)是變電站的一個重要組成部分，直流系統(tǒng)接地是常見的缺陷。主要介紹了變電站直流接地的危害，并對直流系統(tǒng)接地的原因進行分析及查找方法，從而找到相應(yīng)的防范措施來保證直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng)；接地；絕緣；斷路器

0 引言

變電站直流系統(tǒng)以蓄電池儲存能量，以充電機補充能量，向全站保護、監(jiān)控、通訊系統(tǒng)提供不間斷電源，確保其安全、穩(wěn)定、可靠運行。正常情況下正、負極對地均為絕緣的，發(fā)生一點接地時，正、負極對地電壓發(fā)生變化，接地極對地電壓降低，非接地極電壓升高，供電可靠性大大降低，因為在接地點未消除時再發(fā)生第二點接地，極易引起直流短路和開關(guān)誤動、拒動，所以直流一點接地時，設(shè)備雖可以繼續(xù)運行，但接地點必須盡快查到，立即消除或隔離。直流接地故障產(chǎn)生的主要原因

1.1 基建及施工遺留的故障隱患

在發(fā)電公司建設(shè)施工或擴建過程中，由于施工及安裝的種種問題，會遺留下電力系統(tǒng)故障的隱患，直流系統(tǒng)更是故障隱患的薄弱環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)在投產(chǎn)初期不易控制和檢查，投運時間越長，系統(tǒng)接地故障的概率就越大。

1.2 外力損傷

直流回路在運行過程中不可避免地要受到檢查維護人員在工作過程中因擠壓、移動、及不當(dāng)沖洗等外力造成的損傷。

1.3 質(zhì)量原因

因市場供應(yīng)直流電纜設(shè)備質(zhì)量參差不齊，質(zhì)量不良的直流電纜成為一種直流接地的故障隱患。

1.4 自然原因

發(fā)電廠直流系統(tǒng)所接設(shè)備多、回路復(fù)雜，在長期運行過程中會由于環(huán)境、氣候的變化、電纜和接頭的老化及設(shè)備本身的問題等而發(fā)生直流接地故障，特別是處于沿海地區(qū)的電廠，因海拔較低且處于高鹽、高濕環(huán)境，更不可避免地會發(fā)生直流系統(tǒng)接地故障。直流系統(tǒng)兩點接地的危害分析 現(xiàn)以圖1為例說明直流接地的危害。當(dāng)圖1中A點與C點同時有接地出現(xiàn)時，等于+KM、-KM通過大地形成短路回路，可能會使熔斷器1RD或2RD熔斷而失去保護電源；當(dāng)B點與C點同時有接地出現(xiàn)時，等于將跳閘線圈短路，即使保護正常動作，TQ跳閘線圈也不會起動，斷路器就不會跳閘，因此在有故障情況下就要越級跳閘；當(dāng)A點與B點或A點與D點同時接地時，就會使保護誤動作而造成斷路器跳閘。直流接地的危害不僅僅是以上所談的幾點，還有很多，在此不一一介紹了。

圖1 直流接地示意圖 直流接地故障的查找方法及存在的問題

排除直流接地故障，首先要找到接地的位臵，這就是常說的接地故障定位。直流接地大多數(shù)情況不是一個點，可能是多個點，或者是一個片，真正通過一個金屬點去接地的情況是比較少見的。更多的會由于空氣潮濕，塵土粘貼，電纜破損，或設(shè)備某部分的絕緣降低，或外界其它不明因素所造成。大量的接地故障并不穩(wěn)定，隨著環(huán)境變化而變化。因此在現(xiàn)場查找直流接地是一個較為復(fù)雜的問題。

3.1拉回路法

這是電力系統(tǒng)查直流接地故障一直沿用的一個簡單辦法。所謂“拉回路”，就是停掉該回路的直流電源，停電時間應(yīng)小于三秒。一般先從信號回路，照明回路，再操作回路，保護回路等等。該種方法，由于二次系統(tǒng)越來越復(fù)雜，大部分的廠站由于施工或擴建中遺留的種種問題，使信號回路與控制回路和保護回路一個嚴格的區(qū)分，而且更多的還形成一些非正常的閉環(huán)回路，必然增大了拉回路查找接地故障的難度。正由于回路接線存在不確定性，往往令在拉回路的過程中，常常發(fā)生人為的跳閘事故，再加上微機保護的大量應(yīng)用，微機保護由于計算機的運行特性也不允許隨意斷電?！袄芈贰笨赡軐?dǎo)致控制回路和保護回路重大事故發(fā)生。3.2直流接地選線裝臵監(jiān)測法

這是一種在線監(jiān)測直流系統(tǒng)對地絕緣情況的裝臵。該裝臵的優(yōu)點是能在線監(jiān)測，隨時報告直流系統(tǒng)接地故障，并顯示出接地回路編號。缺點是該裝臵只能監(jiān)測直流回路接地的具體接地回路或支路，但對具體的接地點無法定位。技術(shù)上它受監(jiān)測點安裝數(shù)量的限制，很難將接地故障縮小到一個小的范圍。而且該裝臵必須進行施工安裝，對舊系統(tǒng)的改造很不便。此類裝臵還普遍存在檢測精度不高，抗分布電容干擾差，誤報較多的問題。

3.3便攜式直流接地故障定位裝臵故障定位法

該裝臵是近幾年開始在電力系統(tǒng)較為廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品。該裝臵的特點是無需斷開直流回路電源，可帶電查找直流接地故障完全可以避免再用“拉回路”的方法，極大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且該裝臵可將接地故障定位到具體的點，便于操作。目前生產(chǎn)此類產(chǎn)品的廠家也較多，但真正好用的產(chǎn)品很少，絕大部分產(chǎn)品都存在檢測精度不高，抗分布電容干擾差，誤報較多的問題。防范措施

4.1 經(jīng)常檢查各支路直流系統(tǒng)的絕緣狀況 ,對于戶外電氣設(shè)備和熱工就地裝臵的直流系統(tǒng)的絕緣狀況更應(yīng)經(jīng)常檢查 ,要特別注意檢查各支路的跳閘回路。具體檢查方法:將該支路的斷路器合上(注意:此時隔離開關(guān)應(yīng)在斷開位臵或斷路器拉至試驗位臵)。然后取下該支路的直流電源的熔斷器 ,在熔斷器的下方(即負荷側(cè))將正、負極短接 ,用兆歐表檢查絕緣電阻是否符合要求 ,如發(fā)現(xiàn)接地應(yīng)及時消除。

4.2 發(fā)生直流系統(tǒng)接地時 ,常采用取下直流熔斷器來觀察直流接地是否消失 ,在取直流熔斷器時應(yīng)先取非接地極的熔斷器;在投熔斷器時 ,先投非接地極的熔斷器。其目的是使非接地極對地電容有一定的充電時間 ,使該支路的正、負電源間在未形成回路前 ,先使非接地極電容充上一定電壓 ,即 Uc不等于0 ,從而降低 UL ,防止斷路器誤動。

4.3 出口繼電器和斷路器的跳閘線圈的動作值按規(guī)程要求為(30 %-70 %)UH ,實際工作中調(diào)整在(60 %-70 %)UH之間最好。

4.4 運 行維 護人員必須熟悉現(xiàn)場運行規(guī)程，在直流回路工作時，做好安全措施，防止保護誤動。結(jié)束語

直流電源在電力系統(tǒng)的作用十分重要，著重分析了直流接地對保護裝臵的影響，在什么情況下可能造成保護誤動和拒動，從而更好地為運行維護人員提供參 考依據(jù)，有利于更好地保證直流系統(tǒng)的穩(wěn)定，從而保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]張信，盧燦遹． 直流系統(tǒng)接地的危害分析與處理

[2]蘇玉林 劉志民 熊深.怎樣看電氣二次回路圖

[3]張善全.電力系統(tǒng)直流接地危害性分析及預(yù)防措施例

第三篇：變電站接地工程相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求

變電所接地工程相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求

為進一步規(guī)范變電站接地工程設(shè)計、施工及驗收標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一基建、生產(chǎn)對變電站接地工程的要求，經(jīng)研究，就相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求明確如下：

一、設(shè)備接地

1.對鋼質(zhì)地網(wǎng)，主變壓器箱體及中性點設(shè)備、高抗、互感器、斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、避雷器必須采用雙接地引下線實現(xiàn)雙接地。其他設(shè)備和主設(shè)備配套的機構(gòu)箱、端子箱、電源箱、控制箱等采用單根接地線引下。

2.對銅質(zhì)地網(wǎng)，主變壓器箱體及中性點設(shè)備采用雙接地引下線外，其他設(shè)備采用單根接地線引下。

3.設(shè)備支架、基座三相之間獨立時，每相均須按上述要求實現(xiàn)雙接地或單接地，設(shè)備支架、基座三相之間為聯(lián)合一體時，則可在A、C相各用1根接地引下線實現(xiàn)雙接地。

二、避雷針和構(gòu)架接地

1.避雷針必須雙接地；獨立避雷針必須采用兩根接地引下線對稱連接后實現(xiàn)雙接地，安裝有避雷針的構(gòu)架(含懸掛避雷線的構(gòu)架)應(yīng)在最近的兩根立柱上分別設(shè)置接地引下線實現(xiàn)雙接地，其他A型構(gòu)架要求每品采用單根接地線引下。2.避雷針應(yīng)設(shè)置獨立的集中接地裝置，構(gòu)架避雷針的集中接地裝置應(yīng)保持與主地網(wǎng)連接，獨立避雷針應(yīng)設(shè)置集中接地裝置與主電網(wǎng)方便連接和打開的接地井。

三、干式電抗器接地

干式電抗器的基座之間接地連接線和引下線采用銅排，且不得連接形成閉合回路，干式電抗器圍欄采用不銹鋼等非磁性材料圍欄，且必須有一個絕緣斷面，不得形成閉合回路。

四、變電站的接地裝置應(yīng)與線路的避雷線相連，采用絕緣子設(shè)置便于分開的連接點。變電站正常運行時通過接地專用線有效連接，在變電站測量接地電阻時暫時斷開，測量完后恢復(fù)。當(dāng)設(shè)計不允許避雷線直接和變電站配電裝置架構(gòu)相連時，變電站接地網(wǎng)應(yīng)在地下與避雷線的接地裝置相連接，連接線埋在地中的長度不應(yīng)小于15米。

五、接地工藝要求

1.所有接地引下線均要求實現(xiàn)明接地，且每根接地引下線均應(yīng)符合熱穩(wěn)定校核的要求；有雙接地要求的兩根接地引下線應(yīng)分別與主地網(wǎng)的不同干線可靠連接。

2.獨立避雷針、安裝有避雷針的構(gòu)架(含懸掛避雷線的構(gòu)架)的雙接地引下線要求每根設(shè)置斷接卡，斷接卡設(shè)置位置必須方便打開且全站統(tǒng)一高度，以離地面或保護帽頂面500mm高為宜。

3．設(shè)備支架、基座三相之間獨立且要求每相雙接地的設(shè)備和主變中性點設(shè)備可以只在入地處采用兩根接地線引下實現(xiàn)雙接地。

4.鋼構(gòu)支架等自然接地體之間采用法蘭盤或螺栓連接時，電氣上視為不可靠連接，應(yīng)增加跨接接地線。

5.鋼構(gòu)支架作為自然接地體時，接地引下線與鋼構(gòu)支架應(yīng)采用螺栓連接，但必須保證螺栓連接處方便打開并和全站的斷接卡高度一致，以離地面或保護帽頂面500mm高為宜。

6.接地采用螺栓連接時應(yīng)采用熱鍍鋅螺栓。并采用防松墊片或防松螺母，螺栓連接的接觸面和螺栓數(shù)量、規(guī)格應(yīng)執(zhí)行現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《電氣裝置安裝工程母線裝置施工及驗收規(guī)范》（GBJ149）的規(guī)定。

六、結(jié)合濾波器的安裝高度為結(jié)合濾波器地刀下端距地2.5米；避雷器計數(shù)器安裝高度為下端距地1.8米。

第四篇：接地材料的選擇及其應(yīng)用

接地材料的選擇及其應(yīng)用

一、引言

接地網(wǎng)是接地系統(tǒng)的基礎(chǔ)，由接地環(huán)（網(wǎng)）、接地極（體）和引下線組成。過去常接地環(huán)作為接地的主體，很少使用接地體。接地要求不高或地質(zhì)條件相當(dāng)優(yōu)越的情況下，接地環(huán)的確有效，在通常情況下，接地環(huán)可以起到輔助接地的作用，主導(dǎo)作用是用接地體來完成的。

決定接地電阻大小的因素很多，我們以接地環(huán)作接地主體的情形來分析傳統(tǒng)地網(wǎng)接地電阻的計算公式。

式中：

ρ（Ω.m）-----土壤電阻率；

d(m)------------鋼材等效直徑； S（m2）---------地網(wǎng)面積； H(m)------------埋設(shè)深度； L(m)------------接地極長度 ； A---------------形狀系數(shù)。

式（1）表明，傳統(tǒng)的接地方式在土壤電阻率已經(jīng)確定的情況下，要想達到設(shè)計要求的電阻必須有足夠的接地面積，要降低接地電阻只有擴大接地面積，每擴大4倍的接地面積，接地電阻會降低一倍。

式（2）、（3）表明，在上述的接地網(wǎng)中，要降低接地電阻的另一個方法是加大接地材料的尺寸，但耗材太大，效果并不理想。

單使用接地環(huán)要達到某個接地電阻值，與接地環(huán)包圍的面積Ｓ和土壤電阻率有關(guān)。以一個城市常見的土壤電阻率200Ω.m為例，要做接地電阻1Ω的地網(wǎng)需占地10000m2。對于大型建筑物而言，本身占地很大，考慮到要求獨立地的設(shè)備，一個地網(wǎng)是不夠的。在高樓林立、寸土寸金的城市和地形復(fù)雜的山地，很難有滿足大面積施工的場地和土質(zhì)，即時地理條件許可，由于開挖量大、耗材多，費工費料，工程造價相當(dāng)高。所以，需要運用更好的接地材料和施工設(shè)計方法。

二、接地材料

廣泛使用的接地工程材料有各種金屬材料、接地體、降阻劑和離子接地系統(tǒng)等。金屬材料如扁鋼，也常用銅材替代，主要用于接地環(huán)的建設(shè)，這是大多接地工程都選用的；接地體有金屬接地體（角鋼、銅棒和銅板）這類接地體壽命較短，接地電阻上升快，地網(wǎng)改造頻繁，維護費用比較高；從傳統(tǒng)金屬接地極（體）中派生出的特殊結(jié)構(gòu)的接地體（帶電解質(zhì)材料），使用效果比較好，一般稱為離子或中空接地系統(tǒng)；另外就是非金屬接地體，使用比較方便，幾乎沒有壽命的約束，各方面比較認可。

以下著重介紹降阻劑、非金屬接地模塊和離子接地系統(tǒng)。

1、降阻劑

降阻劑分為化學(xué)降阻劑和物理降阻劑?；瘜W(xué)降阻劑自從發(fā)現(xiàn)有污染水源和腐蝕地網(wǎng)的缺陷以后基本上沒有使用了，現(xiàn)在廣泛接受的是物理降阻劑（也稱為長效型降阻劑）。物理降阻劑是接地工程廣泛接受的材料，屬于材料學(xué)中的不定性復(fù)合材料，可以根據(jù)使用環(huán)境形成不同形狀的包裹體，所以使用范圍廣，可以和接地環(huán)或接地體同時運用，包裹在接地環(huán)和接地體周圍，達到降低接觸電阻的作用。并且，降阻劑有可擴散成分，可以改善周邊土壤的導(dǎo)電屬性?，F(xiàn)在較先進的降阻劑都有一定的防腐能力，可以加長地網(wǎng)的使用壽命，其防腐原理一般來說有幾種：電化學(xué)防護，致密覆蓋金屬隔絕空氣，加入改善界面腐蝕電位的外加劑成分等方法。物理降阻劑有超過二十年的工程運用歷史，經(jīng)過不斷的實踐和改進，現(xiàn)在無論是性能還是施工工藝都已相當(dāng)成熟。

2、非金屬接地體

非金屬接地體在通訊、廣電等部門有廣泛應(yīng)用。它是由導(dǎo)電能力優(yōu)越的非金屬材料復(fù)合加工成型的，加工方法有澆注成型和機械壓模成型。一般來說澆注成型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)松散、強度低、導(dǎo)電性能差，而且質(zhì)量不穩(wěn)定，一些小型廠家少量生產(chǎn)使用這樣的辦法；機械壓模法，是使用設(shè)備在幾到十幾噸的壓力下成型的，不僅尺寸精度較高、外觀較好，更重要的是材料結(jié)構(gòu)致密、電學(xué)性能好、抗大電流沖擊能力強，質(zhì)量也相當(dāng)穩(wěn)定，但是生產(chǎn)成本較高，批量生產(chǎn)多采用。選型時，盡量采用后者，特別是接地體有抗大電流或大沖擊電流的要求（如電力工作地、防雷接地）時，不宜采用澆注成型的非金屬接地體。非金屬接地體是不受腐蝕的接地體，其穩(wěn)定性、環(huán)境適應(yīng)性、使用壽命都是現(xiàn)有接地材料中最好的，不需要定期改造和維護。非金屬接地體施工需要的地網(wǎng)面積比傳統(tǒng)接地面積小很多，但是，在不同地質(zhì)條件下，也需要保證足夠的接地面積才可以達到良好的效果。

3、離子接地系統(tǒng)

離子接地系統(tǒng)是傳統(tǒng)的金屬接地改進而來，從工作原理到材料選用都有脫胎換骨的變化，形成各種形狀的結(jié)構(gòu)。這些接地系統(tǒng)的共同點是結(jié)構(gòu)部分采用防腐性更好的金屬，內(nèi)填充電解物質(zhì)及其載體組分的內(nèi)填料，外包裹導(dǎo)點性能良好的不定性導(dǎo)電復(fù)合材料，一般稱為外填料。接地系統(tǒng)常用的金屬材料有不銹鋼、銅包鋼和純銅材。不銹鋼的防腐較鋼材好，但是在埋地環(huán)境中依然會多多少少的銹蝕，以不銹鋼為主體的接地系統(tǒng)不宜在腐蝕性嚴重的環(huán)境中使用。表面處理過的銅是很好的抗銹蝕材料。銅包鋼是銅-鋼復(fù)合材料，鋼材表面覆蓋銅，由套管法或電鍍法生產(chǎn)，表面銅層的厚度從0.01mm到0.50mm，厚度越厚防腐效果越好。純銅材料防腐性能最好，但是成本太高。由于接地系統(tǒng)大多向垂直方向伸展，所以接地面積很小，可以滿足地形嚴重局限的工程需要。特別是，補償類型的接地系統(tǒng)有加長的設(shè)計，筆者曾使用過加長至24米的接地系統(tǒng)，輔以深井法施工，可以達到非常好的效果。

三、接地材料應(yīng)用

通常的防雷接地的接地電阻是10Ω，實際上有弱電設(shè)備的感應(yīng)防雷都要求4Ω或1Ω的接地電阻。常常有個誤區(qū)，認為作到10Ω、4Ω或1Ω的接地電阻就滿足了設(shè)計要求，而沒有考慮季節(jié)因數(shù)。因為，土壤電阻率是隨季節(jié)變化的，規(guī)范所要求的接地電阻實際上是接地電阻的最大許可值，為了滿足這個要求，地網(wǎng)的接地電阻要達到： R=Rmax/ω 式中

Rmax----接地電阻最大值，就是我們說的10Ω、4Ω或1Ω的接地電阻 ω-----是季節(jié)因數(shù)，根據(jù)地區(qū)和工程性質(zhì)取值，常用值為1.45 所以，我們所說的接地電阻實際是： R=6.9Ω--------Rmax=10Ω R=2．75Ω------Rmax=4Ω R=0.65Ω-------Rmax=1Ω

這樣，地網(wǎng)才是合乎規(guī)范要求的---在土壤電阻率最高的時候（常為冬季）也滿足設(shè)計要求。接地工程本身的特點決定了周圍環(huán)境對工程效果的決定性影響，脫離了工程所在地的具體情況來設(shè)計接地工程是不可行的。設(shè)計的優(yōu)劣取決于對當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境等諸多因數(shù)的綜合考慮。土壤電阻率、土層結(jié)構(gòu)、含水情況、季節(jié)因數(shù)、氣候以及可施工面積等等因數(shù)決定了接地網(wǎng)形狀、大小、工藝材料的選擇。

1、降阻劑

地網(wǎng)設(shè)計中的重要參數(shù)之一就是巖土的土壤電阻率，此外，還要考慮開挖（鉆進）難度、破碎還是整體巖石、持水能力等因數(shù)。

有的巖土電阻率高，但是在整體巖石之間常有較好的土壤間隙層，在這樣的環(huán)境中，避開整體巖石，在間隙中開挖填灌降阻劑效果很好。阿壩卡吉嶺通訊基站，土壤電阻率4500Ω.m，原聯(lián)合地網(wǎng)接地電阻率68Ω，上述施工后接地電阻降為9.4Ω。

2、非金屬接地模塊

一般來說，濕潤的土壤導(dǎo)電性較好，但是，實際工程中我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)含水量超過飽和以后，接地效果反而不好。當(dāng)接地體深入到地下潮濕層時，降阻效果會好得多。例如，云尾移動通訊站，土壤電阻率測量值1200Ω，使用240只接地模塊，接地電阻值達到1Ω以下；同樣的，柯壺口變電所也是1200Ω的土壤電阻率，地表是破碎沙石層，但是開挖150mm發(fā)現(xiàn)潮濕土層，埋設(shè)接地塊80只，原預(yù)計達到4Ω的地網(wǎng)，結(jié)果達到了1.2Ω。

3、離子（中空）接地系統(tǒng)

施工環(huán)境常常受到各種條件的制約，按照理想的模式考慮大面積的地網(wǎng)有時是不現(xiàn)實的。

有專家認為，接地面積一定后，如果接地極長度不超過地網(wǎng)1/20，要想突破局限是不可能的，即使做成整塊銅板也沒有用的。實踐中也應(yīng)證了這一理論。所以，當(dāng)?shù)匦尉窒迺r，我們可以考慮地網(wǎng)的縱深方向，使用離子接地系統(tǒng)或深井施工工藝。西昌某航天觀測站，土壤電阻率1100Ω.m，設(shè)備需要4Ω信號-屏蔽獨立地，考慮季節(jié)因素，應(yīng)作到2.75Ω，而可供施工的面積只有8平方的狹長位置，采用加長（20m）離子接地系統(tǒng)3套安裝后，達到2.5Ω的接地電阻。

四、施工工藝

正確的施工工藝才能達到良好的設(shè)計效果，看起來不重要的實施細節(jié)常常導(dǎo)致嚴重的后果。因為接地工程是隱蔽工程，當(dāng)施工完成后，錯誤不一定馬上可以檢測到，即使發(fā)現(xiàn)問題補救也是很麻煩的，尤其是防腐細節(jié)。

使用接地快時，埋設(shè)應(yīng)盡量選擇適合的土層進行，預(yù)先開挖80-100cm的土坑（平埋），底部盡量平整，使埋設(shè)的接地塊受力均勻。接地塊水平設(shè)置，用連接線使連接頭與接地網(wǎng)連接，用螺栓連接后熱焊接或熱融接，焊接完成以后應(yīng)去處焊渣等，再用防腐瀝青或防銹漆進行焊接表面的防銹處理，回填需要分層夯實，保證土壤的密實和接地塊與土壤的接觸緊密，底部回填40-50cm后，應(yīng)適量加水，保證土壤的濕潤，令接地塊充分吸濕。使用降阻劑時，為了防腐，包裹厚度應(yīng)在30mm以上。接地用的鋼材一般有50mm×50mm×4mm或50mm×50mm×5mm角鋼；40mm×4mm或40mm×5mm的扁鋼；ф 50mm、h>3mm的鋼管。若包裹厚度為30mm，地網(wǎng)開挖直徑尺寸應(yīng)在130mm。對水平扁鋼來說，由于地面開挖高低不平，扁鋼本身彎曲不直，在施工中許多部位剛剛被降阻劑蓋住。這樣，鋼材實際上處在兩個介質(zhì)的交界處，大大地加快了腐蝕程度，因此地網(wǎng)開挖尺寸也應(yīng)該加大。我們認為垂直極灌降阻劑直徑以130—200mm為好，水平溝以150mm×100mm為好（扁鋼豎放）。這樣做的開挖工程量和降阻劑用量都會增加，但從整體降阻、防腐效果看是合理的。離子接地系統(tǒng)埋深一般為3000-4000mm，當(dāng)加長時相應(yīng)加深，有條件的用鉆機施工?？讖奖ＷC100-250mm（根據(jù)接地系統(tǒng)的形式選擇）。施工中應(yīng)保證導(dǎo)電輔料包裹密實，消除空管和氣泡。

五、綜述

接地材料是接地的工作主體，材料的選擇很重要。不同的接地材料各有優(yōu)勢和局限。工程實踐中要因地制宜地合理選用接地材料，用較低的代價達到工程設(shè)計要求。

第五篇：變電站接地網(wǎng)運行維護的若干問題探討

變電站接地網(wǎng)運行維護的若干問題探討

0 引言

接地網(wǎng)作為變電站主要設(shè)備之一，接地網(wǎng)的運行參數(shù)是否符合要求，直接關(guān)系到設(shè)備安全和運行檢修人員的人身安全，因此在日常維護工作中必須給予足夠的關(guān)注。本文結(jié)合幾年的實際工作經(jīng)驗就接地網(wǎng)運行與維護中存在問題進行探討。接地網(wǎng)熱穩(wěn)定校驗

目前供電企業(yè)對接地網(wǎng)校驗的方法普遍依據(jù)是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《交流電氣裝置的接地》（DL/T621-1997）附錄六中的規(guī)定。對于單相入地電流的選取按照母線最大單相（或異點兩相）短路電流選取。關(guān)系到熱穩(wěn)定校驗的數(shù)值是短路電流的持續(xù)時間，也是普遍存在爭議的部分。選取方法也各異，按照規(guī)程規(guī)定，對于有效接地系統(tǒng)，短路的等效持續(xù)時間按主保護動作時間確定，這主要是考慮到主保護失靈，而又遇到系統(tǒng)最大方式和最不利短路形式的同時出現(xiàn)幾率不大。另一種方法是計入后備保護動作時間，重合閘動作時間，在計算中取1s。美國將短路電流持續(xù)時間采用3s。

根據(jù)幾年來接地網(wǎng)熱穩(wěn)定校驗的經(jīng)驗，結(jié)合國內(nèi)工程技術(shù)人員的研究結(jié)果，筆者認為應(yīng)考慮斷路器固有動作時間，保護動作時間取主保護與后備保護動作時間之和。

主保護動作時間t1：0+0.03s 后備保護動作時間t2：0.5+0.03s 母差保護動作時間t3：0.5+0.03s 失靈保護動作時間t5：0.5+0.03s 斷路器分閘時間t5：0.05s（SW6型斷路器）Σt= t1+ t2 +t3 +t4 +t5=1.67s 考慮充分的裕度,校驗時間建議取2s。根據(jù)規(guī)程對中性點非有效接地系統(tǒng)（電阻接地、不接地系統(tǒng)），按照2s考慮，這樣短路電流持續(xù)時間可以均取2s。即充分考慮了電網(wǎng)的安全性保留了足夠的裕度也簡化計算方法。對接地電阻的要求

按照《交流電氣裝置的接地》（DL/T621-1997）中規(guī)定。有效接地的變電站接地電阻按照如下公式計算：

R?2000 I只要按照上式簡單計算即能發(fā)現(xiàn)這樣一個問題，按照《電業(yè)安全工作規(guī)程》的規(guī)定接地網(wǎng)電阻不能大于0.5Ω，那么短路電流I就不能大于4000A。

實際工作中，變電站母線最大短路電流都是很大的，以薛家灣供電局220kV薛家灣變電站為例，2009年220kV母線最大單相接地電流18kA，為限制地電勢在2000V以內(nèi),接地網(wǎng)電阻應(yīng)取0.111Ω。這樣的電阻在實際工作中是無法做到的，也是沒有必要的。接地網(wǎng)的安全性不僅僅要考慮接地電阻，還應(yīng)考慮跨步電壓、接觸電勢等多種問題，衡量接地網(wǎng)的指標(biāo)也不僅僅是接地電阻，更重要的是接地網(wǎng)的各位置的電位均衡。在接地網(wǎng)的設(shè)計與改造工程中，應(yīng)對如何降低接地網(wǎng)電阻和均衡各部位的電勢綜合考慮，對于接地網(wǎng)的電阻選取還應(yīng)做更細致的計算與分析工作。

控制地電勢在2000 V以內(nèi)的思路出發(fā)點是防止地點位升高對二次設(shè)備反擊，考慮二次設(shè)備的絕緣水平得出的。當(dāng)?shù)仉娢粺o法控制在2000 V以內(nèi)，或很難做到時，可以考慮采取均電位措施。目前普遍采用的措施是在接地網(wǎng)干線鋪設(shè)均壓帶，形成長方形接地網(wǎng)。在接地故障發(fā)生的集中區(qū)還應(yīng)加強接地網(wǎng)，具體措施是鋪設(shè)交叉網(wǎng)絡(luò)。其作用是，增加短路電流的通道，降低故障點地電位的升高幅值，降低跨步電壓和接觸電勢。能夠很好的降低主控室與故障點的電位差。另一種方法是采取在電纜溝圍繞接地網(wǎng)所有區(qū)域，電纜外皮與支架緊密相聯(lián)（前提是支架與地網(wǎng)相聯(lián)），進行沿途分流，這一措施可以避免大電流集中，避免電纜兩端出現(xiàn)高電位差。以上兩種措施可以作為解決接地電阻不滿足要求的變電站的改造方案參考。設(shè)備引下線的選擇

按照《交流電氣裝置的接地》（DL/T621-1997）附錄二的規(guī)定，入地短路電流的計算公式為：

I=（Imax-Iz）（1-KfI）式中I為入地短路電流（A）Imax單相接地時最大短路電流（A）

Iz發(fā)生最大單相接地短路電流時，流經(jīng)發(fā)電廠、變電所中性點的最大接地短路電流（A）KfI避雷線的工頻分流系數(shù)

從公式可以看出，一般情況下，入地短路電流在數(shù)值上是小于單相接地短路電流的。對于主網(wǎng)來講按照這個短路電流來計算是完全合適的，因為主網(wǎng)往往設(shè)計成環(huán)形，能夠起到分流作用。而對于接地線的選擇，按照這個電流來選擇就顯得不大合適，因為短路電流只有在入地之后方可在主網(wǎng)中得到分流，而在此之前是要通過接地引下線的。所以，接地引下線的選擇一定要大于主接地網(wǎng)干線的截面積。只有這樣才能保證故障時接地網(wǎng)的安全。

在實際運行中，很多變電站都發(fā)生過單相接地引下線燒斷事故。究其原因，除短路電流持續(xù)時間選擇較短外，主要是截面積選擇過小。接地網(wǎng)設(shè)計、運行與維護中應(yīng)注意的問題

接地網(wǎng)埋深的影響。眾所周知，凍土的電特性是絕緣體，這就引申出一個問題。變電站在設(shè)計之初，是否充分考慮該地區(qū)的氣候特征，30年內(nèi)出現(xiàn)的最低溫度，及對應(yīng)的凍深。因為如果接地網(wǎng)埋深不足，低氣溫造成主接地網(wǎng)處于凍土中，就將造成接地網(wǎng)失效，引發(fā)事故。因此在設(shè)計之初一定要要求設(shè)計部門認真核實所在地區(qū)的氣象資料，至少要獲得30年內(nèi)的凍深參數(shù)，接地網(wǎng)的設(shè)計埋深一定要大于最大凍深。在施工過程成也要加強對施工單位的監(jiān)督管理，防止施工時埋深不滿足設(shè)計要求。

對于主變壓器中性點的引下線應(yīng)予以特殊考慮。因為在系統(tǒng)發(fā)生接地時主變壓器中性點往往會通過較大的電流，且由于保護配置對這種故障的切除一般都是后備保護，所以短路持續(xù)時間較長。這樣就造成主變中性點的引下線實際熱穩(wěn)定大于計算所得的熱穩(wěn)定數(shù)據(jù)。針對這種情況，建議對主變中性點的接地引下線適當(dāng)放大截面積，至少不應(yīng)小于主網(wǎng)部分的導(dǎo)體截面積。

充分考慮腐蝕的影響。接地網(wǎng)在運行中會根據(jù)地區(qū)或運行環(huán)境不同而腐蝕程度不一。國內(nèi)曾有單位對接地網(wǎng)腐蝕情況進行過一次系統(tǒng)的調(diào)查。經(jīng)驗表明接地網(wǎng)的腐蝕系數(shù)一般在0.1-0.4/年。圓鋼的腐蝕速度是扁鋼的3-4倍。雖然這個結(jié)論不能夠完全適用于各個不同的地區(qū)，但其對接地網(wǎng)設(shè)計仍有一定的直到價值。在接地網(wǎng)設(shè)計時，考慮腐蝕程度，扁鋼的截面積應(yīng)大于熱穩(wěn)定校驗結(jié)果的30%，圓鋼截面選取也應(yīng)根據(jù)地區(qū)特征做適當(dāng)?shù)姆糯蟆?/p>

設(shè)備接地的引下線聯(lián)接方式必須引起足夠的重視。接地引下線必須是獨立的，通過扁鋼與接地網(wǎng)有直接聯(lián)接。在實際工作中，經(jīng)常見到設(shè)備與接地網(wǎng)的聯(lián)接是通過槽鋼架構(gòu)、抱箍、金屬桿體等。其實這種方法是極不可取的，因為這種的接地方式截面積無法計算，牢固程度無法判斷，一旦在這些設(shè)備出現(xiàn)短路接地極易引起接地體燒斷，造成事故擴大。因此在工程驗收過程中一定要注意對這類情況的監(jiān)督和整改。

在運行維護中應(yīng)嚴格按照反措的要求開展工作。特別是對雙引下線的檢查。雙引下線一定要與電網(wǎng)的不同點相聯(lián)，以便能夠起到對短路入地電流的分流作用，特別是對于熱穩(wěn)定電流接近或者超過單根扁鋼截面積的接地引下線更至關(guān)重要。按期對接地網(wǎng)進行開挖檢查，以驗證其腐蝕程度，及時采取措施。

在設(shè)計之初往往極易忽略的是土壤電阻率的測量。按照規(guī)程規(guī)定應(yīng)采用四極法測量土壤電阻率，取10m內(nèi)的平均值。實際情況是設(shè)計人員往往不大注意這個測量工作，而是直接從接地規(guī)程附錄11中選取一個參考值，不能真實反映所在地區(qū)的土壤電阻率真實值。對于此項工作工程技術(shù)人員應(yīng)與設(shè)計部門及時溝通，嚴格按要求做好土壤電阻率的測量。