变电站接地网材料的选择

第一篇：变电站接地网材料的选择

变电站接地网材料的选择

编辑：万佳防雷-小黄

电力系统的接地是对系统和网上电气设备安全可靠运行及操作维护人员安全都起着重大的作用。研究接地体的布置、连接，接地体的材质等是保证系统安全稳定运行的必要措施之一，所以说设计、施工高标准的接地系统的变电站防雷工作的重中之重。

一、变电站接地网作用概述

接地网作为变电站交直流设备接地极防雷保护接地，对系统的安全运行起着重要的作用。由于接地网作为隐性工程容易被人忽视，往往只注意最后的接地电阻的测量结果。随着电力系统电压等级的升高及容量的增加，接地不良引起的事故扩大问题屡有发生。因此，接地问题越来越受到重视。变电站接地网因其在安全中的重要地位，一次性建设、维护苦难等特点在工程建设中受到重视。另外，在设计及施工时也不易控制，这也是工程建设中的难点之一。因此，为保证电力系统的安全运行，降低接地工程造价，应采用最经济、合理的接地网设计思路，本文拟重点就材料选用方面进行相关探讨。

二、变电站接地网常用材料比较

目前广泛使用的接地工程材料有各种金属材料、非金属接地体、降阻剂和离子接地系统等。

1、金属接地材料。金属接地材料（主要指铜材和钢材），由于其具备良好的导电性和经济性，很长时期以来一直是接地工程中最重要的材料之一。但是由于金属材料存在容易腐蚀的问题，对接地电阻的影响也比较大，是安全生产中的一个大的隐患，这个问题一直困扰着用户。同时，近年生产资料价格猛涨造成接地成本增加，使得金属接地材料的缺点逐渐突显，一些行业或地区已经在渐渐地减少金属接地材料的使用，转而使用其它新型的接地材料。

2、非金属接地体。非金属接地材料是目前行业里新生的一种金属接地体的替换产品，由于其特有的抗腐蚀性能和良好的导电性和较高的性价比被广大用户所接受。目前非金属接地产品主要是以石墨为主要材料。基本成分是导电能力优越的非金属材料材料符合加工成型的，加工方法有浇注成型和机械压模成型。一般来说浇注成型的产品结构松散、强度低、导电性能差，而且质量不稳定，一些小型厂家少量生产使用这样的办法：机械压模法，是使用设备在几到十几吨的压力下成型的，不仅尺寸精度较高、外观较好，更重要的是材料结构致密、电学性能好、抗大电流冲击能力强，质量也相当稳定，但是生产成本较高，批量生产多采用。选型时，尽量采用后者，特别是接地体有抗大电流或打冲击电流的要求（如电力工作地、防雷接地）时，不宜采用浇注成型的非金属接地体。非金属接地体的特点是稳定性优越，其气候、季节、寿命都是现有接地材料中最好的，是不受腐蚀的接地体，所以，不需要地网维护，也不需要定期改造，但是，非金属接地体施工需要的地网面积比传统接地面积小很多，但是在不同地质条件下也需要的保证足够接地面积才可以达到良好的效果。

3、降阻剂。降阻剂分为化学降阻剂和物理降阻剂，化学降阻剂自从发现有污染水源事故和腐蚀地网的缺陷以后基本上没有使用了，现在广泛接受的是物理降阻剂（也称为长效型降阻剂）。物理降阻剂是接地工程广泛接受的材料，属于材料学中的不定性复合材料，可以根据使用环境形成不同形状的包裹体，所以使用范围广，可以和接地环或接地体同时运用，包裹在接地环和接地体周围，达到降低接触电阻的作用。并且，降阻剂有可扩散成分，可以改善周边土壤的导电属性。

现在的较先进降阻剂都有一定的防腐能力，可以加长地网的使用寿命，其防腐原理一般来说有几种：牺牲阳极保护（电化学防护），致密覆盖金属隔绝空气，加入改善界面腐蚀电位的外加剂成分等方法。降阻剂的使用，应掌握其施工技术，以达到最佳的效果，物理降阻剂有超过二十年的工程运用历史，经过不断的实践和改进，现在无论是性能还是使用施工工艺都已经是相当成熟的产品了。

4、离子接地系统。离子接地系统是传统的金属接地改进而来，从工作原理到材料选用都脱胎换骨的变化，形成各种形状的结构。这些接地系统的共同点是结构部分采用防腐性更好的金属，内填充电解物质及其载体组分的内填料，外包裹导电性能良好的不定性导电复合材料，一般称为外填料。接地系统的金属材料已经出现的有不锈钢、铜包钢和纯钢材的。不锈钢的防腐较钢材好，但是在埋地环境中依然会多多少少的锈蚀，以不锈钢为主体的接地系统不宜在腐蚀性严重的 环境中使用。表面处理过的铜是很好的抗锈蚀材料，铜包钢是铜-钢复合材料，钢材表面覆盖铜，可以节约大量的贵金属-钢材。套管法活电镀法生产，表面铜层的厚度为0.01mm到0.50mm,厚度越厚防腐效果越好。纯铜材料防腐性能最好，但是要耗用大量的贵金属，在性能要求较高的工程中使用。由于接地系统大多向垂直方向伸展，所以接地面积大多要求很小，可以满足地形严重局限的工程需要。

三、接地材料的具体选用

不同的行业，不同的地域使用的接地材料也不尽相同，不同的接地材料有着不同的特点，根据其特点结合环境使用是接地工程前期应该考虑的问题。

目前市场上使用率最高的接地材料还是金属材料，主要有铜板、角钢和扁钢等，但是由于接地环境的不同和用户需求也不尽相同。在有些环境和情况下是不适合使用金属接地材料的，例如在高腐蚀土壤中金属接地材料在很短的时间久被腐蚀而丧失接地的功能。同时，从造价方面来考虑，使用金属材料的传统接地，在工程造价上可能不会太高的，但是它的使用寿命短，使用非金属接地体要比金属材料的传统接地高一些，但其使用寿命要比传统接地的寿命高出好几倍，根据其寿命传统接地平均每年造价不低于3-4千元，而非金属接地体根据其寿命平均每年造价不高于3-4百元，这还不包括因地网不合格改造的工程费用，这些都是应该在选择接地材料时加以考虑的。

此外根据环境不同采用不同的材料作为接地体也是延长有效接地寿命的方法。离子接地棒适合在城市不具备施工空间的地方使用，例如城市建筑群等，而对于山地条件则比较适合使用非金属接地棒，由于在山地离子棒自身的吸水性并不能满足自身稳定接地电阻的需要常常要增加盐类，而岩石环境又是失水环境，所以这种环境下就应该选用吸水性好的具有较高强度 的非金属接地棒作为接地体，同时在野外也要考虑使用离子接地棒的可能丢失问题，在一般土壤环境比较适合使用压制的非金属接地体和金属接地体。

四、结束语

在变电站建设中，把接地做好是很关键的一件事，这也是复杂的系统工程，在不同的条件下选用适合的接地材料，在有限的资金情况下，做好一个合格的地网不仅要考虑资金的因素更要考虑性能因素。在现代随着微电子技术的迅猛发展，它对环境要求也越来越高，有一个很小的流涌就可以使设备损坏，人们对接地系统的重视程度也逐步提高，接地做的好与坏直接关系到设备能否正常运行，是否有安全隐患的大问题。因而，对接地材料性能、适用环境进行详细的了解是选择好的接地材料，做好接地网建设的重要因素。

第二篇：浅谈变电站直流系统接地问题

浅谈变电站直流系统接地问题

摘要：直流系统是变电站的一个重要组成部分，直流系统接地是常见的缺陷。主要介绍了变电站直流接地的危害，并对直流系统接地的原因进行分析及查找方法，从而找到相应的防范措施来保证直流系统的稳定运行。关键词：直流系统；接地；绝缘；断路器

0 引言

变电站直流系统以蓄电池储存能量，以充电机补充能量，向全站保护、监控、通讯系统提供不间断电源，确保其安全、稳定、可靠运行。正常情况下正、负极对地均为绝缘的，发生一点接地时，正、负极对地电压发生变化，接地极对地电压降低，非接地极电压升高，供电可靠性大大降低，因为在接地点未消除时再发生第二点接地，极易引起直流短路和开关误动、拒动，所以直流一点接地时，设备虽可以继续运行，但接地点必须尽快查到，立即消除或隔离。直流接地故障产生的主要原因

1.1 基建及施工遗留的故障隐患

在发电公司建设施工或扩建过程中，由于施工及安装的种种问题，会遗留下电力系统故障的隐患，直流系统更是故障隐患的薄弱环节，这些环节在投产初期不易控制和检查，投运时间越长，系统接地故障的概率就越大。

1.2 外力损伤

直流回路在运行过程中不可避免地要受到检查维护人员在工作过程中因挤压、移动、及不当冲洗等外力造成的损伤。

1.3 质量原因

因市场供应直流电缆设备质量参差不齐，质量不良的直流电缆成为一种直流接地的故障隐患。

1.4 自然原因

发电厂直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境、气候的变化、电缆和接头的老化及设备本身的问题等而发生直流接地故障，特别是处于沿海地区的电厂，因海拔较低且处于高盐、高湿环境，更不可避免地会发生直流系统接地故障。直流系统两点接地的危害分析 现以图1为例说明直流接地的危害。当图1中A点与C点同时有接地出现时，等于+KM、-KM通过大地形成短路回路，可能会使熔断器1RD或2RD熔断而失去保护电源；当B点与C点同时有接地出现时，等于将跳闸线圈短路，即使保护正常动作，TQ跳闸线圈也不会起动，断路器就不会跳闸，因此在有故障情况下就要越级跳闸；当A点与B点或A点与D点同时接地时，就会使保护误动作而造成断路器跳闸。直流接地的危害不仅仅是以上所谈的几点，还有很多，在此不一一介绍了。

图1 直流接地示意图 直流接地故障的查找方法及存在的问题

排除直流接地故障，首先要找到接地的位臵，这就是常说的接地故障定位。直流接地大多数情况不是一个点，可能是多个点，或者是一个片，真正通过一个金属点去接地的情况是比较少见的。更多的会由于空气潮湿，尘土粘贴，电缆破损，或设备某部分的绝缘降低，或外界其它不明因素所造成。大量的接地故障并不稳定，随着环境变化而变化。因此在现场查找直流接地是一个较为复杂的问题。

3.1拉回路法

这是电力系统查直流接地故障一直沿用的一个简单办法。所谓“拉回路”，就是停掉该回路的直流电源，停电时间应小于三秒。一般先从信号回路，照明回路，再操作回路，保护回路等等。该种方法，由于二次系统越来越复杂，大部分的厂站由于施工或扩建中遗留的种种问题，使信号回路与控制回路和保护回路一个严格的区分，而且更多的还形成一些非正常的闭环回路，必然增大了拉回路查找接地故障的难度。正由于回路接线存在不确定性，往往令在拉回路的过程中，常常发生人为的跳闸事故，再加上微机保护的大量应用，微机保护由于计算机的运行特性也不允许随意断电。“拉回路”可能导致控制回路和保护回路重大事故发生。3.2直流接地选线装臵监测法

这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装臵。该装臵的优点是能在线监测，随时报告直流系统接地故障，并显示出接地回路编号。缺点是该装臵只能监测直流回路接地的具体接地回路或支路，但对具体的接地点无法定位。技术上它受监测点安装数量的限制，很难将接地故障缩小到一个小的范围。而且该装臵必须进行施工安装，对旧系统的改造很不便。此类装臵还普遍存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。

3.3便携式直流接地故障定位装臵故障定位法

该装臵是近几年开始在电力系统较为广泛应用的产品。该装臵的特点是无需断开直流回路电源，可带电查找直流接地故障完全可以避免再用“拉回路”的方法，极大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且该装臵可将接地故障定位到具体的点，便于操作。目前生产此类产品的厂家也较多，但真正好用的产品很少，绝大部分产品都存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。防范措施

4.1 经常检查各支路直流系统的绝缘状况 ,对于户外电气设备和热工就地装臵的直流系统的绝缘状况更应经常检查 ,要特别注意检查各支路的跳闸回路。具体检查方法:将该支路的断路器合上(注意:此时隔离开关应在断开位臵或断路器拉至试验位臵)。然后取下该支路的直流电源的熔断器 ,在熔断器的下方(即负荷侧)将正、负极短接 ,用兆欧表检查绝缘电阻是否符合要求 ,如发现接地应及时消除。

4.2 发生直流系统接地时 ,常采用取下直流熔断器来观察直流接地是否消失 ,在取直流熔断器时应先取非接地极的熔断器;在投熔断器时 ,先投非接地极的熔断器。其目的是使非接地极对地电容有一定的充电时间 ,使该支路的正、负电源间在未形成回路前 ,先使非接地极电容充上一定电压 ,即 Uc不等于0 ,从而降低 UL ,防止断路器误动。

4.3 出口继电器和断路器的跳闸线圈的动作值按规程要求为(30 %-70 %)UH ,实际工作中调整在(60 %-70 %)UH之间最好。

4.4 运 行维 护人员必须熟悉现场运行规程，在直流回路工作时，做好安全措施，防止保护误动。结束语

直流电源在电力系统的作用十分重要，着重分析了直流接地对保护装臵的影响，在什么情况下可能造成保护误动和拒动，从而更好地为运行维护人员提供参 考依据，有利于更好地保证直流系统的稳定，从而保证电网的安全稳定运行。

参考文献

[1]张信，卢灿遹． 直流系统接地的危害分析与处理

[2]苏玉林 刘志民 熊深.怎样看电气二次回路图

[3]张善全.电力系统直流接地危害性分析及预防措施例

第三篇：变电站接地工程相关标准和要求

变电所接地工程相关标准和要求

为进一步规范变电站接地工程设计、施工及验收标准，统一基建、生产对变电站接地工程的要求，经研究，就相关标准和要求明确如下：

一、设备接地

1.对钢质地网，主变压器箱体及中性点设备、高抗、互感器、断路器、隔离开关、接地开关、避雷器必须采用双接地引下线实现双接地。其他设备和主设备配套的机构箱、端子箱、电源箱、控制箱等采用单根接地线引下。

2.对铜质地网，主变压器箱体及中性点设备采用双接地引下线外，其他设备采用单根接地线引下。

3.设备支架、基座三相之间独立时，每相均须按上述要求实现双接地或单接地，设备支架、基座三相之间为联合一体时，则可在A、C相各用1根接地引下线实现双接地。

二、避雷针和构架接地

1.避雷针必须双接地；独立避雷针必须采用两根接地引下线对称连接后实现双接地，安装有避雷针的构架(含悬挂避雷线的构架)应在最近的两根立柱上分别设置接地引下线实现双接地，其他A型构架要求每品采用单根接地线引下。2.避雷针应设置独立的集中接地装置，构架避雷针的集中接地装置应保持与主地网连接，独立避雷针应设置集中接地装置与主电网方便连接和打开的接地井。

三、干式电抗器接地

干式电抗器的基座之间接地连接线和引下线采用铜排，且不得连接形成闭合回路，干式电抗器围栏采用不锈钢等非磁性材料围栏，且必须有一个绝缘断面，不得形成闭合回路。

四、变电站的接地装置应与线路的避雷线相连，采用绝缘子设置便于分开的连接点。变电站正常运行时通过接地专用线有效连接，在变电站测量接地电阻时暂时断开，测量完后恢复。当设计不允许避雷线直接和变电站配电装置架构相连时，变电站接地网应在地下与避雷线的接地装置相连接，连接线埋在地中的长度不应小于15米。

五、接地工艺要求

1.所有接地引下线均要求实现明接地，且每根接地引下线均应符合热稳定校核的要求；有双接地要求的两根接地引下线应分别与主地网的不同干线可靠连接。

2.独立避雷针、安装有避雷针的构架(含悬挂避雷线的构架)的双接地引下线要求每根设置断接卡，断接卡设置位置必须方便打开且全站统一高度，以离地面或保护帽顶面500mm高为宜。

3．设备支架、基座三相之间独立且要求每相双接地的设备和主变中性点设备可以只在入地处采用两根接地线引下实现双接地。

4.钢构支架等自然接地体之间采用法兰盘或螺栓连接时，电气上视为不可靠连接，应增加跨接接地线。

5.钢构支架作为自然接地体时，接地引下线与钢构支架应采用螺栓连接，但必须保证螺栓连接处方便打开并和全站的断接卡高度一致，以离地面或保护帽顶面500mm高为宜。

6.接地采用螺栓连接时应采用热镀锌螺栓。并采用防松垫片或防松螺母，螺栓连接的接触面和螺栓数量、规格应执行现行国家标准《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》（GBJ149）的规定。

六、结合滤波器的安装高度为结合滤波器地刀下端距地2.5米；避雷器计数器安装高度为下端距地1.8米。

第四篇：接地材料的选择及其应用

接地材料的选择及其应用

一、引言

接地网是接地系统的基础，由接地环（网）、接地极（体）和引下线组成。过去常接地环作为接地的主体，很少使用接地体。接地要求不高或地质条件相当优越的情况下，接地环的确有效，在通常情况下，接地环可以起到辅助接地的作用，主导作用是用接地体来完成的。

决定接地电阻大小的因素很多，我们以接地环作接地主体的情形来分析传统地网接地电阻的计算公式。

式中：

ρ（Ω.m）-----土壤电阻率；

d(m)------------钢材等效直径； S（m2）---------地网面积； H(m)------------埋设深度； L(m)------------接地极长度 ； A---------------形状系数。

式（1）表明，传统的接地方式在土壤电阻率已经确定的情况下，要想达到设计要求的电阻必须有足够的接地面积，要降低接地电阻只有扩大接地面积，每扩大4倍的接地面积，接地电阻会降低一倍。

式（2）、（3）表明，在上述的接地网中，要降低接地电阻的另一个方法是加大接地材料的尺寸，但耗材太大，效果并不理想。

单使用接地环要达到某个接地电阻值，与接地环包围的面积Ｓ和土壤电阻率有关。以一个城市常见的土壤电阻率200Ω.m为例，要做接地电阻1Ω的地网需占地10000m2。对于大型建筑物而言，本身占地很大，考虑到要求独立地的设备，一个地网是不够的。在高楼林立、寸土寸金的城市和地形复杂的山地，很难有满足大面积施工的场地和土质，即时地理条件许可，由于开挖量大、耗材多，费工费料，工程造价相当高。所以，需要运用更好的接地材料和施工设计方法。

二、接地材料

广泛使用的接地工程材料有各种金属材料、接地体、降阻剂和离子接地系统等。金属材料如扁钢，也常用铜材替代，主要用于接地环的建设，这是大多接地工程都选用的；接地体有金属接地体（角钢、铜棒和铜板）这类接地体寿命较短，接地电阻上升快，地网改造频繁，维护费用比较高；从传统金属接地极（体）中派生出的特殊结构的接地体（带电解质材料），使用效果比较好，一般称为离子或中空接地系统；另外就是非金属接地体，使用比较方便，几乎没有寿命的约束，各方面比较认可。

以下着重介绍降阻剂、非金属接地模块和离子接地系统。

1、降阻剂

降阻剂分为化学降阻剂和物理降阻剂。化学降阻剂自从发现有污染水源和腐蚀地网的缺陷以后基本上没有使用了，现在广泛接受的是物理降阻剂（也称为长效型降阻剂）。物理降阻剂是接地工程广泛接受的材料，属于材料学中的不定性复合材料，可以根据使用环境形成不同形状的包裹体，所以使用范围广，可以和接地环或接地体同时运用，包裹在接地环和接地体周围，达到降低接触电阻的作用。并且，降阻剂有可扩散成分，可以改善周边土壤的导电属性。现在较先进的降阻剂都有一定的防腐能力，可以加长地网的使用寿命，其防腐原理一般来说有几种：电化学防护，致密覆盖金属隔绝空气，加入改善界面腐蚀电位的外加剂成分等方法。物理降阻剂有超过二十年的工程运用历史，经过不断的实践和改进，现在无论是性能还是施工工艺都已相当成熟。

2、非金属接地体

非金属接地体在通讯、广电等部门有广泛应用。它是由导电能力优越的非金属材料复合加工成型的，加工方法有浇注成型和机械压模成型。一般来说浇注成型的产品结构松散、强度低、导电性能差，而且质量不稳定，一些小型厂家少量生产使用这样的办法；机械压模法，是使用设备在几到十几吨的压力下成型的，不仅尺寸精度较高、外观较好，更重要的是材料结构致密、电学性能好、抗大电流冲击能力强，质量也相当稳定，但是生产成本较高，批量生产多采用。选型时，尽量采用后者，特别是接地体有抗大电流或大冲击电流的要求（如电力工作地、防雷接地）时，不宜采用浇注成型的非金属接地体。非金属接地体是不受腐蚀的接地体，其稳定性、环境适应性、使用寿命都是现有接地材料中最好的，不需要定期改造和维护。非金属接地体施工需要的地网面积比传统接地面积小很多，但是，在不同地质条件下，也需要保证足够的接地面积才可以达到良好的效果。

3、离子接地系统

离子接地系统是传统的金属接地改进而来，从工作原理到材料选用都有脱胎换骨的变化，形成各种形状的结构。这些接地系统的共同点是结构部分采用防腐性更好的金属，内填充电解物质及其载体组分的内填料，外包裹导点性能良好的不定性导电复合材料，一般称为外填料。接地系统常用的金属材料有不锈钢、铜包钢和纯铜材。不锈钢的防腐较钢材好，但是在埋地环境中依然会多多少少的锈蚀，以不锈钢为主体的接地系统不宜在腐蚀性严重的环境中使用。表面处理过的铜是很好的抗锈蚀材料。铜包钢是铜-钢复合材料，钢材表面覆盖铜，由套管法或电镀法生产，表面铜层的厚度从0.01mm到0.50mm，厚度越厚防腐效果越好。纯铜材料防腐性能最好，但是成本太高。由于接地系统大多向垂直方向伸展，所以接地面积很小，可以满足地形严重局限的工程需要。特别是，补偿类型的接地系统有加长的设计，笔者曾使用过加长至24米的接地系统，辅以深井法施工，可以达到非常好的效果。

三、接地材料应用

通常的防雷接地的接地电阻是10Ω，实际上有弱电设备的感应防雷都要求4Ω或1Ω的接地电阻。常常有个误区，认为作到10Ω、4Ω或1Ω的接地电阻就满足了设计要求，而没有考虑季节因数。因为，土壤电阻率是随季节变化的，规范所要求的接地电阻实际上是接地电阻的最大许可值，为了满足这个要求，地网的接地电阻要达到： R=Rmax/ω 式中

Rmax----接地电阻最大值，就是我们说的10Ω、4Ω或1Ω的接地电阻 ω-----是季节因数，根据地区和工程性质取值，常用值为1.45 所以，我们所说的接地电阻实际是： R=6.9Ω--------Rmax=10Ω R=2．75Ω------Rmax=4Ω R=0.65Ω-------Rmax=1Ω

这样，地网才是合乎规范要求的---在土壤电阻率最高的时候（常为冬季）也满足设计要求。接地工程本身的特点决定了周围环境对工程效果的决定性影响，脱离了工程所在地的具体情况来设计接地工程是不可行的。设计的优劣取决于对当地土壤环境等诸多因数的综合考虑。土壤电阻率、土层结构、含水情况、季节因数、气候以及可施工面积等等因数决定了接地网形状、大小、工艺材料的选择。

1、降阻剂

地网设计中的重要参数之一就是岩土的土壤电阻率，此外，还要考虑开挖（钻进）难度、破碎还是整体岩石、持水能力等因数。

有的岩土电阻率高，但是在整体岩石之间常有较好的土壤间隙层，在这样的环境中，避开整体岩石，在间隙中开挖填灌降阻剂效果很好。阿坝卡吉岭通讯基站，土壤电阻率4500Ω.m，原联合地网接地电阻率68Ω，上述施工后接地电阻降为9.4Ω。

2、非金属接地模块

一般来说，湿润的土壤导电性较好，但是，实际工程中我们发现，当含水量超过饱和以后，接地效果反而不好。当接地体深入到地下潮湿层时，降阻效果会好得多。例如，云尾移动通讯站，土壤电阻率测量值1200Ω，使用240只接地模块，接地电阻值达到1Ω以下；同样的，柯壶口变电所也是1200Ω的土壤电阻率，地表是破碎沙石层，但是开挖150mm发现潮湿土层，埋设接地块80只，原预计达到4Ω的地网，结果达到了1.2Ω。

3、离子（中空）接地系统

施工环境常常受到各种条件的制约，按照理想的模式考虑大面积的地网有时是不现实的。

有专家认为，接地面积一定后，如果接地极长度不超过地网1/20，要想突破局限是不可能的，即使做成整块铜板也没有用的。实践中也应证了这一理论。所以，当地形局限时，我们可以考虑地网的纵深方向，使用离子接地系统或深井施工工艺。西昌某航天观测站，土壤电阻率1100Ω.m，设备需要4Ω信号-屏蔽独立地，考虑季节因素，应作到2.75Ω，而可供施工的面积只有8平方的狭长位置，采用加长（20m）离子接地系统3套安装后，达到2.5Ω的接地电阻。

四、施工工艺

正确的施工工艺才能达到良好的设计效果，看起来不重要的实施细节常常导致严重的后果。因为接地工程是隐蔽工程，当施工完成后，错误不一定马上可以检测到，即使发现问题补救也是很麻烦的，尤其是防腐细节。

使用接地快时，埋设应尽量选择适合的土层进行，预先开挖80-100cm的土坑（平埋），底部尽量平整，使埋设的接地块受力均匀。接地块水平设置，用连接线使连接头与接地网连接，用螺栓连接后热焊接或热融接，焊接完成以后应去处焊渣等，再用防腐沥青或防锈漆进行焊接表面的防锈处理，回填需要分层夯实，保证土壤的密实和接地块与土壤的接触紧密，底部回填40-50cm后，应适量加水，保证土壤的湿润，令接地块充分吸湿。使用降阻剂时，为了防腐，包裹厚度应在30mm以上。接地用的钢材一般有50mm×50mm×4mm或50mm×50mm×5mm角钢；40mm×4mm或40mm×5mm的扁钢；ф 50mm、h>3mm的钢管。若包裹厚度为30mm，地网开挖直径尺寸应在130mm。对水平扁钢来说，由于地面开挖高低不平，扁钢本身弯曲不直，在施工中许多部位刚刚被降阻剂盖住。这样，钢材实际上处在两个介质的交界处，大大地加快了腐蚀程度，因此地网开挖尺寸也应该加大。我们认为垂直极灌降阻剂直径以130—200mm为好，水平沟以150mm×100mm为好（扁钢竖放）。这样做的开挖工程量和降阻剂用量都会增加，但从整体降阻、防腐效果看是合理的。离子接地系统埋深一般为3000-4000mm，当加长时相应加深，有条件的用钻机施工。孔径保证100-250mm（根据接地系统的形式选择）。施工中应保证导电辅料包裹密实，消除空管和气泡。

五、综述

接地材料是接地的工作主体，材料的选择很重要。不同的接地材料各有优势和局限。工程实践中要因地制宜地合理选用接地材料，用较低的代价达到工程设计要求。

第五篇：变电站接地网运行维护的若干问题探讨

变电站接地网运行维护的若干问题探讨

0 引言

接地网作为变电站主要设备之一，接地网的运行参数是否符合要求，直接关系到设备安全和运行检修人员的人身安全，因此在日常维护工作中必须给予足够的关注。本文结合几年的实际工作经验就接地网运行与维护中存在问题进行探讨。接地网热稳定校验

目前供电企业对接地网校验的方法普遍依据是行业标准《交流电气装置的接地》（DL/T621-1997）附录六中的规定。对于单相入地电流的选取按照母线最大单相（或异点两相）短路电流选取。关系到热稳定校验的数值是短路电流的持续时间，也是普遍存在争议的部分。选取方法也各异，按照规程规定，对于有效接地系统，短路的等效持续时间按主保护动作时间确定，这主要是考虑到主保护失灵，而又遇到系统最大方式和最不利短路形式的同时出现几率不大。另一种方法是计入后备保护动作时间，重合闸动作时间，在计算中取1s。美国将短路电流持续时间采用3s。

根据几年来接地网热稳定校验的经验，结合国内工程技术人员的研究结果，笔者认为应考虑断路器固有动作时间，保护动作时间取主保护与后备保护动作时间之和。

主保护动作时间t1：0+0.03s 后备保护动作时间t2：0.5+0.03s 母差保护动作时间t3：0.5+0.03s 失灵保护动作时间t5：0.5+0.03s 断路器分闸时间t5：0.05s（SW6型断路器）Σt= t1+ t2 +t3 +t4 +t5=1.67s 考虑充分的裕度,校验时间建议取2s。根据规程对中性点非有效接地系统（电阻接地、不接地系统），按照2s考虑，这样短路电流持续时间可以均取2s。即充分考虑了电网的安全性保留了足够的裕度也简化计算方法。对接地电阻的要求

按照《交流电气装置的接地》（DL/T621-1997）中规定。有效接地的变电站接地电阻按照如下公式计算：

R2000 I只要按照上式简单计算即能发现这样一个问题，按照《电业安全工作规程》的规定接地网电阻不能大于0.5Ω，那么短路电流I就不能大于4000A。

实际工作中，变电站母线最大短路电流都是很大的，以薛家湾供电局220kV薛家湾变电站为例，2009年220kV母线最大单相接地电流18kA，为限制地电势在2000V以内,接地网电阻应取0.111Ω。这样的电阻在实际工作中是无法做到的，也是没有必要的。接地网的安全性不仅仅要考虑接地电阻，还应考虑跨步电压、接触电势等多种问题，衡量接地网的指标也不仅仅是接地电阻，更重要的是接地网的各位置的电位均衡。在接地网的设计与改造工程中，应对如何降低接地网电阻和均衡各部位的电势综合考虑，对于接地网的电阻选取还应做更细致的计算与分析工作。

控制地电势在2000 V以内的思路出发点是防止地点位升高对二次设备反击，考虑二次设备的绝缘水平得出的。当地电位无法控制在2000 V以内，或很难做到时，可以考虑采取均电位措施。目前普遍采用的措施是在接地网干线铺设均压带，形成长方形接地网。在接地故障发生的集中区还应加强接地网，具体措施是铺设交叉网络。其作用是，增加短路电流的通道，降低故障点地电位的升高幅值，降低跨步电压和接触电势。能够很好的降低主控室与故障点的电位差。另一种方法是采取在电缆沟围绕接地网所有区域，电缆外皮与支架紧密相联（前提是支架与地网相联），进行沿途分流，这一措施可以避免大电流集中，避免电缆两端出现高电位差。以上两种措施可以作为解决接地电阻不满足要求的变电站的改造方案参考。设备引下线的选择

按照《交流电气装置的接地》（DL/T621-1997）附录二的规定，入地短路电流的计算公式为：

I=（Imax-Iz）（1-KfI）式中I为入地短路电流（A）Imax单相接地时最大短路电流（A）

Iz发生最大单相接地短路电流时，流经发电厂、变电所中性点的最大接地短路电流（A）KfI避雷线的工频分流系数

从公式可以看出，一般情况下，入地短路电流在数值上是小于单相接地短路电流的。对于主网来讲按照这个短路电流来计算是完全合适的，因为主网往往设计成环形，能够起到分流作用。而对于接地线的选择，按照这个电流来选择就显得不大合适，因为短路电流只有在入地之后方可在主网中得到分流，而在此之前是要通过接地引下线的。所以，接地引下线的选择一定要大于主接地网干线的截面积。只有这样才能保证故障时接地网的安全。

在实际运行中，很多变电站都发生过单相接地引下线烧断事故。究其原因，除短路电流持续时间选择较短外，主要是截面积选择过小。接地网设计、运行与维护中应注意的问题

接地网埋深的影响。众所周知，冻土的电特性是绝缘体，这就引申出一个问题。变电站在设计之初，是否充分考虑该地区的气候特征，30年内出现的最低温度，及对应的冻深。因为如果接地网埋深不足，低气温造成主接地网处于冻土中，就将造成接地网失效，引发事故。因此在设计之初一定要要求设计部门认真核实所在地区的气象资料，至少要获得30年内的冻深参数，接地网的设计埋深一定要大于最大冻深。在施工过程成也要加强对施工单位的监督管理，防止施工时埋深不满足设计要求。

对于主变压器中性点的引下线应予以特殊考虑。因为在系统发生接地时主变压器中性点往往会通过较大的电流，且由于保护配置对这种故障的切除一般都是后备保护，所以短路持续时间较长。这样就造成主变中性点的引下线实际热稳定大于计算所得的热稳定数据。针对这种情况，建议对主变中性点的接地引下线适当放大截面积，至少不应小于主网部分的导体截面积。

充分考虑腐蚀的影响。接地网在运行中会根据地区或运行环境不同而腐蚀程度不一。国内曾有单位对接地网腐蚀情况进行过一次系统的调查。经验表明接地网的腐蚀系数一般在0.1-0.4/年。圆钢的腐蚀速度是扁钢的3-4倍。虽然这个结论不能够完全适用于各个不同的地区，但其对接地网设计仍有一定的直到价值。在接地网设计时，考虑腐蚀程度，扁钢的截面积应大于热稳定校验结果的30%，圆钢截面选取也应根据地区特征做适当的放大。

设备接地的引下线联接方式必须引起足够的重视。接地引下线必须是独立的，通过扁钢与接地网有直接联接。在实际工作中，经常见到设备与接地网的联接是通过槽钢架构、抱箍、金属杆体等。其实这种方法是极不可取的，因为这种的接地方式截面积无法计算，牢固程度无法判断，一旦在这些设备出现短路接地极易引起接地体烧断，造成事故扩大。因此在工程验收过程中一定要注意对这类情况的监督和整改。

在运行维护中应严格按照反措的要求开展工作。特别是对双引下线的检查。双引下线一定要与电网的不同点相联，以便能够起到对短路入地电流的分流作用，特别是对于热稳定电流接近或者超过单根扁钢截面积的接地引下线更至关重要。按期对接地网进行开挖检查，以验证其腐蚀程度，及时采取措施。

在设计之初往往极易忽略的是土壤电阻率的测量。按照规程规定应采用四极法测量土壤电阻率，取10m内的平均值。实际情况是设计人员往往不大注意这个测量工作，而是直接从接地规程附录11中选取一个参考值，不能真实反映所在地区的土壤电阻率真实值。对于此项工作工程技术人员应与设计部门及时沟通，严格按要求做好土壤电阻率的测量。