电阻率接地论文,甘肃省330KV嘉峪关变电站接地电阻降低方法有关论...
李慧
摘 要：110kV儒岩变电站接地网接地电阻没有达到设计要求，采取的技术措施是：首先采用外扩电解地极降到0.75Ω，接近了设计值0.5Ω；然后，采取绝缘措施防止接触电位差、跨步电位差触电，采取均压措施防止弱电设备受雷击或反击损坏。
关键词：变电站；接地电阻；电解地极；绝缘；均压
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.180
1 儒岩变电站基本情况
110kV儒岩变电站位于梧州市市郊，占地约2200平方米，变压器容量2×31.5MVA，三个电压等级，110kV配电装置室外布置，35kV及10kV配电装置室内布置。儒岩变电站站址所在地土质主要为泥质沙岩，土壤电阻率在站內分布不均匀，在320-600Ω·m之间变化，而且受季节气候干燥变化影响较大。
综合考虑架空避雷线和主变中性点分流因素及变电站综合自动化系统对接地电阻的要求，设计要求变电站接地网接地电阻为0.5Ω。儒岩变电站站内接地网按施工图纸施工完毕后，实测接地电阻为3.3Ω，不能满足0.5Ω的设计要求。
2 利用外扩电解地极降低接地网电阻
儒岩变电站的土壤电阻率在320-600Ω·m之间，如果要达到设计0.5Ω的要求，采用传统向外扩展接地网的方法，根据行业标准《交流电气装置的接地》的计算方法，需要向外扩展接地网约21万平方米，从经济上，技术上都不可取，不符合科学的发展观。
采用打深井配合使用降阻剂的方法，从经验来看，效果并不明显。
使用外扩电解地极组的方法，只需要22支电解电极，比较少的占地就可能能满足要求。外扩电解地极组包括四个部分：电解地极、接地线、离子回填料、阴极补偿装置等。
2.1 电解地极
电解地极为铜管或塑料管，直径65mm，管长1.5m，管内装有离子化合物，管的两端各有3个呼吸排泄孔。
电解地极埋于地下0.8m，电解地极上面回填离子回填料，电解地极通过呼吸排泄孔吸收土壤中的水分，使电解地极内的离子化合物变为电解质溶液，电解质溶液从呼吸排泄孔排出，在离子回填料的吸取作用下，均匀的流入土壤，在土壤中形成了成片导电良好的电解质土壤，从而形成了一个良好的电解质导电通道，大大的降低原来土壤电阻率，达到降低接地电阻的目的。
电解地极的设计有效期按管内离子化合物数量及呼吸排泄孔大小、数量，以及电解质溶液排出速度，设计寿命为10年。
儒岩变电站所需电解地极数量n：
可按以下经验公式计算：
n=1/[（1/R1）×R×K]
其中：
R为设计要求接地电阻值，R=0.5Ω；
R1为1套电解地极电阻值，R1≈0.08ρ，儒岩变电站的土壤电阻率在320～600Ω·m之间，为可靠起见，并考虑季节变化干燥对土壤电阻率的影响，ρ取600Ω·m；
K为电解地极效应系数，
当 ρ<200Ω·m 时，K取3，
当 200≤ρ<500Ω·m 时，K取4，
当 500≤ρ<1000Ω·m 时，K取4.5，
当 ρ≥1000Ω·m 时，K取5，
固K取4.5；
n=1/[（1/R1）×R×K]
=1/{[1/（0.08×600）]×0.5×4.5}
=21.3
n取22，也就是，儒岩变电站所需电解地极数量为22组。
2.2 接地线
接地线采用50×5mm镀锌扁钢，作用是把电解地极连接起来并与变电站站内接地网连接起来。儒岩变电站22组电解地极分为4段分别与站内接地网连接，电解地极与电解地极之间距离约为30m，4段电解地极的接地线总长度约为700m。
2.3 离子回填料
离子回填料作用是把电解地极中的电解质溶液从管中吸出来，另一方面，离子回填料本身电阻率只用8Ω·m，起改善土壤电阻率的作用，加强电解地极与大地的有效接触。
2.4 阴极补偿装置
儒岩变电站设计了两套阴极补偿装置，以补充电子，从而减缓金属构件的腐蚀速度，达到较好电化学防腐效果。
儒岩变电站外扩电解地极工程施工完毕后，实测接地电阻为0.75Ω，接近了0.5Ω的设计要求值，但还没有满足设计要求，需采取其他措施以防止接触电位差、跨步电位差触电及防止综合自动化系统等弱电设备受雷击或反击损坏。
3 采取绝缘措施防止接触电位差、跨步电位差触电
儒岩变电站接地网电阻已经达到0.75Ω，接近了设计要求，为了降低成本，不再采取措施减小接地电阻，为了防止接触电位差、跨步电位差触电，可采用均压、绝缘等技术措施。儒岩变电站接地网本身已经设计了方孔等间距均压带，因而这里着重考虑采用绝缘技术防止接触电位差、跨步电位差触电。
为了防止接触电位差、跨步电位差触电，儒岩变电站在110 kV隔离开关及断路器铺设了沥青操作平台，站内道路也使用沥青路面，35kV、10kV开关柜前铺设绝缘垫。
4 采取均压措施防止弱电设备受雷击或反击损坏
弱电设备比较容易受雷击或反击而导致损坏，有效防止弱电设备比较容易受雷击或反击而导致损坏的方法，除了尽量减小接地网接地电阻之外，均压、屏蔽、限幅、隔离等技术也很有效。儒岩变电站接地网电阻以达到0.75Ω，接近了设计要求，如果再继续减小接地电阻，将要投入比较大的成本；而另一方面，屏蔽、限幅、隔离等技术措施，弱电设备的生产厂家已经考虑得比较充分，因而儒岩变电站防止弱电设备受雷击或反击损坏的技术措施就着重放在对整个变电站接地网的均压上。
为了达到均压目的，儒岩变电站设计了一个二次接地环网，二次接地环网由四部分组成：主控室接地环网、35kV及10kV高压开关柜接地环网、高压开关站接地环网、各接地环网之间的联络线。
弱电设备的机箱、隔离变压器的外壳、二次电缆及通讯电缆的屏蔽层铠装层、电压互感器及电流互感器的二次侧接地等都接在二次接地环网上，使得所有的弱电设备处于一个等电位，从而有效地防止雷击或反击的损坏。
5 结语
儒岩变电站为变电站接地网接地电阻综合处理提供了一种成功模式：首先采用外扩电解地极降到0.75Ω，接近了设计值0.5Ω；然后，采取绝缘措施防止接触电位差、跨步电位差触电，采取均压措施防止弱电设备受雷击或反击损坏，既节省了投资，又能满足运行要求。
参考文献：
[1]交流电气装置的接地（DL/T621-1997）[M].
[2]变电站综合自动化系统接地方案[J].广西电力，2003（01）.
