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。土壤電阻率ρ值是接地設計和計算的重要依據(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值往往與實際出入很大。

土壤的電阻率直接影響土壤的導電性，而土壤質(zhì)地、溫度和水分含量對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，早期接地體經(jīng)過長期銹蝕，表面產(chǎn)生銹層，也導致接觸電阻增大。阻值變大將導致工頻接地短路和雷擊電流入地時電位過高，嚴重威脅設備和人身安全。

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)計算；未采用均壓帶措施；設備接地引線過長；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)與設備引線存在薄弱環(huán)節(jié)
對于運行中的若干座變電站進行全面檢查和試驗發(fā)現(xiàn)存在的最大問題不是接地網(wǎng)的各項技術指標。而是變電站內(nèi)的電氣設備與接地網(wǎng)的連接問題，設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，當設備短路時，就不滿足現(xiàn)有的系統(tǒng)短路時熱穩(wěn)定要求而熔斷，造成設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)生接地短路時接地引下線往往被燒斷，使設備外殼上有較高的過電壓，有時會反擊到低壓二次回路使事故擴大，有的用戶就是因為設備的接地引下線截面不夠在設備發(fā)生接地短路時，高壓竄入低壓回路燒壞二次保護控制電纜，使事故擴大。

1.5、接地裝置的腐蝕問題
接地裝置的腐蝕是一個普遍存在的問題，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，使設備失去接地。

1.6、水平接地體的埋深不夠
標準規(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)生接地短路時地面的跨步電壓較大，對巡視人員 構成威脅，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地網(wǎng)電位均衡
變電站接地網(wǎng)干線均應采用外緣閉合、內(nèi)部敷設方孔型均壓帶的型式。特別是故障電流高度集中的區(qū)域，應采用加強的接地裝置，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，利用建筑基礎深的優(yōu)勢，在挖建筑基礎時把接地網(wǎng)打在基礎以下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置水平接地網(wǎng)，使其外緣閉合。內(nèi)部敷設均壓帶，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，實現(xiàn)了均衡電位接地。

2.3設備接地引下線截面與主網(wǎng)干線截面的配合
（1）接地引下線應就近入地，并以最短的距離與地中的主網(wǎng)相連。設備引下線不應與電纜溝中的通長扁鋼連接，因其敷設于電纜溝內(nèi)壁表面的混凝土上，不起散流作用。發(fā)生短路時，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滿足熱穩(wěn)定的要求，需按系統(tǒng)短路電流進行熱容量的驗算，增大接地引下線的截面積。目前運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，通過前述對接地引下線受入地短路電流影響的分析，地網(wǎng)導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，其截面積至少應是主網(wǎng)干線截面積的2倍。另外，接地引下線應有良好的導電性能，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，，對可能通過較大故障電流的部位應用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）通過對近年來已建成投入運行變電站，圓鋼的腐蝕截面要小于扁鋼。因為在相同的導電截面積下，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)的設計、施工、技術改造中建議使用圓鋼。
2.5要對接地裝置采取行之有效的防腐措施
設計部門首先應考慮接地線的防腐問題，根據(jù)地質(zhì)情況適當?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，應作防腐處理，涂防腐劑或瀝青等防腐材料。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、修復等，因此，從設計的角度應加大對地網(wǎng)腐蝕的調(diào)查研究，以便有利于系統(tǒng)的安全運行。

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

3、結論
變電站接地網(wǎng)的設計應結合實際情況，根據(jù)變電站的規(guī)模、接地短路電流的大小，對接地電阻、地網(wǎng)均壓和地電位的要求，考慮地網(wǎng)布置，敷設深度，腐蝕及熱穩(wěn)定校驗，認真地分析計算，綜合分析對比各種方法的效果、費用以及維護是否方便，在保證變電所接地的安全條件下，綜合考慮各種因素，合理地設計接地裝置以便于變電所的安全運行和施工。


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