淺析降低接地電阻的應對措施

【摘 要】本文介紹某電氣工程中接地網的實際狀況，對降低高土壤電阻率地區接地裝置的接地電阻提出應對措施。根據現場條件進行全面、綜合分析，通過技術經濟比較、接地裝置的工頻接地電阻計算來確定，因地制宜地選擇合理的降低接地電阻的措施，最后全面闡述降低接地電阻的具體措施實施與效果，為解決該類問題提供參考。

【關鍵詞】接地裝置 接地電阻 降低 措施

電氣裝置的接地直接關系到電力系統運行和故障時能保證電氣裝置的安全和人身安全，起到泄流和均壓作用。隨著微機保護和綜合自動化設備的大量投運對接地電阻提出了更高的要求。接地電阻大小主要取決于接地裝置的結構、尺寸、埋入地下的深度及當地的土壤電阻率等。

1工程接地網狀況

廈門110kV某變電站工程（2臺50000KVA三相雙繞組有載調壓變壓器）位于市區內，土地使用非常緊張，屬于城市綜合用地小型化變電站。站址與周邊居民區建筑（已建成獨立的接地網）相鄰，所以安全可靠的接地更加重要，合理的接地裝置的工頻接地電阻不應大于0.5Ω。

變電站工程占地面積S=2709 m2，主控配電樓共3層，建筑面積為1861.00 m2，變電站與周邊居民建筑占地總面積S=8988 m2。根據現場地形、土壤的種類和分層狀況，多位置實測，地下深度5米，土壤電阻率最小值為92.2Ω.m，最大值為171.6Ω.m，越深土壤電阻率值越小。

2 降低接地電阻的應對措施

2.1 降低接地電阻的措施

根據該工程的實際狀況，參照GB/T 50065—2011《交流電氣裝置的接地設計規范》之4.3.1發電廠和變電站水平接地網應符合下列要求：第4的規定：“在高土壤電阻率地區，可采取下列降低接地電阻的措施：

（1）在發電廠和變電站2000m以內有較低電阻率的土壤時，敷設引外接地極；當地下較深處的土壤電阻率較低時，可采用井式、深鉆式接地極或采用爆破式接地技術；

（2）填充電阻率較低的物質或降阻劑，但應確保填充材料不會加速接地極的腐蝕和其自身的熱穩定。

（3）敷設水下接地網。

2.2 措施分析

（1）高土壤電阻率地區降低接地裝置的接地電阻措施有上述三項，但降低接地電阻措施的選擇是要根據現場條件而定的。參考國家標準首先推薦措施是在2000米以內有較低電阻率的土壤時，可敷設引外接地極。本工程位于市區內，外延擴充接地網與敷設水下接地網的措施無法使用。但可以優先利用變電站和居民區的建筑物金屬結構、鋼筋等自然接地極，還可以充分利用已建成的周邊居民區建筑接地網，來降低接地電阻。

參照GB/T 50065—2011《交流電氣裝置的接地設計規范》之“附錄A.0.4人工接地極工頻接地電阻的簡易計算：復合式（接地網）”。

1）按變電站區域內接地面積計算接地裝置的工頻接地電阻：

接地電阻

式中土壤接地面積S=2709 m2，，土壤電阻率按=180Ω. m計取。

2）如果周邊居民區建筑接地網與變電站接地網相連后，接地裝置的工頻接地電阻：

接地電阻

式中土壤接地面積S=8988 m2，，土壤電阻率按=180Ω.m計取。

上述兩者比較，說明利用周邊居民區建筑接地網與變電站地網相連后，對降低接地裝置的接地電阻是最經濟、最有效的。

（2）接地裝置的接地電阻0.949Ω不滿足0.5的目標值，還需擴大降阻效果：在接地體四周填充低電阻率（選用電阻率小于1Ω.m）、無污染、無毒性、對金屬接地體有效保護防腐的GPF-94C降阻劑。

填充降阻劑后工頻接地電阻為：R1=RkfKp=0.9490.41.3=0.494Ω。

式中R：未施加降阻劑時的工頻接地電阻， Ω；

R1：施加降阻劑以后，接地裝置的工頻接地電阻，Ω；

Kp：地網的屏弊系數， kp一般為1.2—1.4；

Kf：降阻劑的降阻系數，其值與施加降阻劑的截面尺寸有關，取降阻劑的施加尺寸為0.3×0.2則Kf=0.4。Kf的值與斷面尺寸關系表（如下表1）：

降阻劑是由幾種物質配制而成的化學降阻劑，是具有導電性能良好的強電解質和水分。金屬接地極周圍填充GPF-94C降阻劑，從而有效改善接地裝置的土壤環境，增加土壤的導電性能，從而降低接地裝置的接地電阻，并起到防腐的作用。

（3）接地裝置的接地電阻0.494Ω已滿足0.5的目標值要求。但考慮到土壤干燥或降雨等季節性變化的影響。從該站的地質情況分析，深層土壤的電阻率會更低，符合深井式接地極的地質條件。當接地網金屬接地極和降阻劑填充全部施工完成后，測量一次接地電阻。若不達標，繼續機械打孔做深井式接地極來輔助降低接地裝置的接地電阻。

2.3 措施實施情況

首先按要求放線、定位、開挖接地溝槽，開挖深度在基礎之下的土壤1.5米（變電站建筑物基礎已開挖3.5米），接地網格間距7米7米。然后將金屬接地極（水平接地極選用L505的鍍鋅扁鋼，地網的節點處加垂直接地極L50×5×2500鍍鋅角鋼）埋入地下土壤中，待金屬接地極焊接完畢，將降阻劑按配合比要求加水攪拌成糊狀后，按要求在金屬接地極四周包裹嚴實，且包裹厚度截面為：0.30.2米。降阻劑初凝后，選用細粘土進行回填保護，并加水浸透，分層夯實。

最后在變電站區域內邊緣四角位置，用機械打孔4口深度40米，孔徑為mm的接地深井。孔打好后把Φ16的鍍鋅圓鋼接地極放入孔中心，并在接地極周圍將配制好的GPF—94C降阻劑填充注入深井，待凝固后進行回填土夯實。

3結語

（1）工程中使用的接地裝置材料均能滿足50年的使用壽命內土壤對其腐蝕，且通過短路電流熱穩定校驗要求。

（2）接地網施工中，嚴格檢查每道施工工序，特別是金屬接地極的敷設深度與焊接工藝、降阻劑的填充尺寸與均勻程度等，并按規范要求進行中間隱蔽驗收。

（3）考慮到降阻劑與土壤的親合要有一個過程，接地網待施工完成2個月后進行整體實測，接地裝置的工頻接地電阻值為0.461Ω，符合要求。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家標準.交流電氣裝置的接地設計規范GB/T 50065—2011.北京：中國計劃出版社，2011.

作者：呂士輝（1981一），男，工程師，主要從事電氣工程技術類工作。