摘 要：本文从分析变电站接地网电阻偏高的主客观缘由进手，对变电站接地网的降阻措施从设计到施工运行维护方面进行了较深进的探讨,论述了今朝使用较普遍的各类降阻方式的特点及其存在的问题.
关头词：接地电阻 变电站接地网 降阻措施
Abstract: In this paper, some subjective and objective reason in designing the grounding grid resistance of substation are analyzed, Thorough discussion from designed to constructed and maintenance aspect in measures for reducing resistance, Explains carefully its characteristic and existence questions at present uses widespread the measures for reducing resistance in substation.
Key words: Grounding resistance Grounding grid in substation Measures for reducing resistance
1 引言
变电站接地网对于电力系统的靠得住运行和变电站工作人员的人身平安起着重要作用，其接地电阻、跨步电压与接触电压是变电站接地系统的重要技术指标，是衡接地系统的有用性、平安性和鉴定接地系统是否合适要求的重要参数。然而，有些变电站由于受地舆条件的限制，不能不建在高土壤电阻率地域，致使这些变电站的接地电阻、跨步电压与接触电压的设计计较值偏高，没法知足现行尺度的要求。近年来，随着电力系统短路容的增加，由于接地不良引发的事故扩年夜问题屡有发生，是以接地问题越来越遭到重视。在设计施工进程中若何合理肯定接地装配的设计方案，下降接地电阻，这是变电站电气设计施工的重点。
2 变电站接地网电阻偏高的缘由
变电站接地网电阻偏高的缘由有多方面的，回纳起来有以下几个方面的缘由。
2.1客观条件方面
一是土壤电阻率偏高。出格是山区，由于土壤电阻率偏高，对系统接地电阻影响较年夜；二是土壤干燥。干旱地域、沙卵石土层等相当干燥，而年夜地导电基本是靠离子导电，干燥的土壤电阻率偏高。
2.2勘探设计方面
在地处山区复杂地形地段的变电站，由于士壤不平均，土壤电阻率变化较年夜，这就需要对每处地网进行认真的勘探、丈。凭据地形、地势、地情况，设计出切合现实的接地装配。若是不凭据每处地网的地形、地势情况合理设计接地装配并计较其接地电阻，而是套用一些现成的图纸或典型设计，那末就从设计上就留下了先天性不足，造成地网接地电阻偏高。
2.3施工方面
对于分歧地域变电站的接地来说，精心设计重要，但严酷施工更重要。由于对于地形复杂，出格是位于山岩区的变电站，接地地网水平接地沟槽的开挖和垂直接地极的打进都十分坚苦，而接地工程又属于隐蔽工程，如施工进程中不能实行全进程的技术监视和需要的监理，就可能泛起以下一些问题：一是不按图施工。尤其是在施工坚苦的山区，屡有发生水平接地体敷设长度不够，少打垂直接地极等；二是接地体埋深不够。山区、岩石地域，由于开挖坚苦，接地体的埋深往往不够，由于埋深不够会直接影响接地电阻值；三是回填土的问题，有关规范要求用细土回填，并分层夯实，在现实施工时往往很难做到，尤其是在岩石地段施工时，由于取土未便，往往采用开挖出的碎石及建筑垃圾回填，这样还会加速接地体的侵蚀速度；四是采用木炭或食盐降阻，这是普遍的做法。采用木炭或食盐降阻，会在短时间内收到降阻效果，但这是不稳定的。由于这些降阻剂会随雨水而流失，并加速接地体的侵蚀，缩短接地装配的使用寿命。
2.4运行方面
有些接地装配在建成早期是及格的，但经一定的运行周期后，接地电阻就会变年夜，除前面介绍的由于施工时留下的隐患外，以下一些问题也值得注重：一是由于接地体的侵蚀，使接地体与周围土壤的接触电阻变年夜，出格足在山区酸性土壤中，接地体的侵蚀速度相当快，会造成一部门接地体脱离接地装配；二是在接地引下线与接地装配的毗连部门因锈蚀而使电阻变年夜或形成开路：三是接地引下线接地极受外力破坏时误损坏等。
3 接地电阻降阻方式
为了到达下降接地网接地电阻之目的，首先需要从理论上研究下降接地电阻的方式[1]。由公式（1）可以看出，下降接地电阻有以下两种途径，一是增年夜接地体几何尺寸，以增年夜接地体的电容 ；二是改善地电学性，减小地的电阻率 和介电系数 。
接地网是在接地系统的根蒂根基，由接地环（网）、接地极（体）和引下线组成，以往常有种误解，把接地环作为接地的主体，很少使用接地体，在接地要求不高或地条件相当越的情况下，接地环也能够起到接地的作用，可是凡是的情况下，这是不成行的，接地环可以起到辅助接地地作用，主导作用是用接地体来完成的。决议接地电阻年夜小的身分很多，下面我们以接地环作接田主体的情形来分析传统地网的接地公式：
式中：
式（2）讲明，传统的接地方式在土壤电阻率已肯定的情况下，要想到达设计要求的电阻必需有足够的接地面积，要下降接地电阻只有扩年夜接地面积，每扩年夜 4倍的接地面积，接地电阻会下降一倍。式（3）、（4）讲明，在上述的接地网中，要下降接地电阻的另外一个方式是加年夜接地材料的尺寸，可是耗材太年夜而且效果其实不理想。
在变电站具体解决接地网电阻偏高的问题，首先要对其缘由进行认真的分析，到现场进行认真的勘探，连系响应的理论根蒂根基，依据相关技术尺度规范，制定出切合现实的降阻措施。
3.1技术措施
接地工程自己的特点就决议了周围情况对工程效果的决议性的影响，脱离了工程所在地的具体情况来设计接地工程是不成行的。设计的劣取决于对当地土壤情况的诸多因数的综合斟酌。土壤电阻率、土层结构、含水情况、季节因数、天气和可施工面积等等因数决议了接地网外形、年夜小、工艺材料的选择，是接地设计中重要的手资料,。是以设计施工前，要确保完成以下几项工作：
（1）要精心勘探丈，要对每处远测点地网所在位置的地形、地势、地情况进行准确勘探，丈接地体埋设点周围的土壤电阻率及其散布情况，找出可以哄骗的地结构；
（2）要查询拜访所在地的雷电勾当情况和纪律，决议所接纳的防雷措施及其对接地电阻的要求；
（3）要查询拜访所处地段土壤对钢接地体的年侵蚀和土壤的酸碱度等；
（4）要凭据以上几项内容进行计较和设计，制定切合现实的降阻措施和施工方案。
3.2降阻方式
（1）敷设水平外延接地。由于水平放举措措施工费用低，不单可以下降工频接地电阻，还可以有用地下降冲击接地电阻。
（2）深埋式接地极。在地电阻率随地层深度增加而减小较快的地方，可以采用深埋接地体的方式减小接地电阻[5]。是以哄骗年夜地性，深埋接地体后，使接地体深进到地电阻率低的地层中，经由过程小的地电阻率来到达减小接地电阻的目的。在埋设地址选择时，应斟酌：选择地下水较丰硕及地下水位较高的地方；接地网四周若有金属矿体，可将接地体插进矿体上，哄骗矿体来延长或扩年夜人工接地体的几何尺寸；深埋接地体的间距宜年夜于20m，可不计相互屏障的影响。但施工坚苦，土方年夜，造价高，在岩石地带坚苦更年夜。
（3）哄骗接地电阻降阻剂[2]。在接地极周围敷设了降阻剂后，可以起到增年夜接地极外形尺寸，下降接触电阻的作用。降阻剂是由几种物资配制而成的化学降阻剂，是具有导电性能秀的强电解和水份。这些强电解和水份被网状胶体所包围，网状胶体的空格又被部门水解的胶体所填充，使它不致于随地下水和雨水而流失，因而能持久连结秀的导电作用。而下降阻剂的主要作用是下降与地网接触的局部土壤电阻率,换句话说,是下降地网与土壤的接触电阻,而不是下降地网自己的接地电阻。这是今朝采用的一种较新和积极推行普及的方式。降阻剂已有跨越二十年的工程运用历史，经过不竭的实践和改良，现在不管是性能仍是使用施工工艺都已是相当做熟的产物了。
（4）哄骗电解离子接地系统（Ionic Earthing Array，简称IEA）。IEA近几年在新建变电所中获得普遍的运用，并取得一定的效果。有研究和实践证实：土壤电阻率太高的直接缘由是由于缺少自由离子在土壤中的辅助导电作用，IEA能在土壤中提供年夜的自由离子，从而有用的解决接地问题。IEA由进步前辈的陶瓷复合材料、合金电极、中性离子化合物组成，以确保能提供稳定的、靠得住的接地庇护。IEA的主体是铜合金管，以确保较高的导电性能及较长的使用寿命，其内部含有特制的、无毒的电解离子化合物，能够吸收空气中的水份，经由过程潮解作用，将活性电解离子有用释放到周围土壤中，正是由于IEA不竭的自动释放活性电解离子使得周围土壤的导电性能能始终连结在较高水平，因而故障电流能顺畅的扩散到周围的土壤中，从而充实阐扬接地系统的庇护作用。另外，IEA所包括的特制回填料具有很是好的膨胀性、吸水性及离子渗透性，使IEA与周围的土壤连结秀的接触界面，不管天气或周围情况若何变化，都能使 IEA连结好的接地庇护效果。但投资相对也是比力年夜的。
（5）其他方式。若何下降接地电阻今朝已成为工程建设的难点，除以上方式外，增加地网的埋设深度、哄骗深孔爆破接地技术[3]、自然接地体、局部换土、深井接地、扩年夜接地面积和采用两层水平接地网[4]等等也都有一定的可行性。凭据各个工程的分歧情况可以选择适合的降阻措施，而各类方式也不是孤立的，可以相互配合，以取得更好的现实效果。
3.3精心施工及运行维护
精心的施工才能到达秀的设计的实施效果，看起来不重要的实施细节经常致使严重的后果。由于接地网工程是隐蔽工程，当施工完成后，毛病纷歧定可以检测到，即使发现问题解救也是很麻烦的，尤其是防腐细节。是以，设计图纸和施工方案制定出后，就要到现场精心组织施工。对水平接地体，垂直接地体的安插严酷按设计要求安插，对各焊接头，降阻剂的使用，回填土等每一个环节严酷把关。固然，工程竣事后要增强运行维护；要针对地网工程接地装配运行中容易发生的问题，增强运行维护和巡视检查，实时进行缺陷处置。定期进行接地电阻和回路电阻丈，以保证接地一直处于秀的状态。
4 竣事语
变电站接地网的设计应连系现实情况进行, 接地装配能否阐扬它应起的作用，关头在于设计和施工运行这两个环节。首先是设计，它是保证接地装配效果的条件条件；其次是施工运行维护，施工的工艺和是保证接地装配效果的根蒂根基，是体现设计目的的手段，而维护是后期地调养及使用刻日的延长。因而在高土壤电阻率地域的变电站设计与建设中，必需注重化设计与综合治理，以充实提高地网建设地经济性与平安运行地靠得住性，同时降阻效率高、抗侵蚀性好、成份稳定、价格低廉地新型降阻材料亦将成为接地网降阻研究的主流。