高土壤電阻率地區變電站的接地技術應用

張慧娟　張穎

摘要：本文主要研討變電站在高土壤電阻率地區的接地技術應用，保證變電站的運行穩定與安全，降低工程造價。希望本文能給從事變電站設計的同仁帶來幫助，進一步完善變電站接地技術。

關鍵詞：變電站接地；高土壤電阻率

變電站分布具有一定的規范性，在一定范圍內必須設立變電站以達到對電力調節的功能保障，同時變電站分布又具有一定的隨機性，在電力網延伸的過程中，變電站可以被規劃出現在任何的地點。如果變電站出現在高土壤電阻率的地區，將會給變電站接地工程提出獨特的要求，不但會增加變電站建設的成本，并且會提高變電站運行的風險。電力建設和施工中一般對變電站土壤高阻率采用加強接地技術的方式，通過控制電阻率和控制短路容量等途徑，做到變電站建設和使用中人身、系統和設備的安全，為變電站的技術、管理水平的提升，提供安全、結構、體系上的保障。

一、高土壤電阻率區域的變電站設計工作

變電站在系統上承擔電力傳輸和電流導向的行業功能，同時變電站接地系統又負責將雷擊電流迅速下引指搭地的任務，在雷擊頻發和破壞性大的區域，需要做好變電站的防雷設計，通過有效降低土壤電阻和提高電流下泄能力，來避免雷電對變電站和人身安全的傷害。傳統的設計中.應該采用系統中性點的設計方式，通過對變電站電力設備外殼和底座的有效連接，控制變電站混凝土金屬部位的接地方式，使影響變電站的雷擊電流能夠有效地下引至地下，避免對變電站金屬設施和構件的破壞，以達到在保障人身安全和設備穩定。對于高土壤電阻率的區域，行業一般采用敷設環狀或網格狀的接地裝置來做到電阻的降低和電流的下泄，在設計中可以等距的外圓閉合的網格狀下引線，以0.6 m的水平埋深和2.5m的垂直埋深敷設各類接地體，使土壤高電阻滿足相關的設計需要。在具體的設計和施工中，要避免接地網中電阻值過大而出現的安全和障礙問題，要避免因接地網電阻過大而出現威脅變電站設備和人員安全問題。同時，又要避免因雷電反擊而使變電站低壓設備和高壓保護裝置的誤動，要以變電站運行人員和設備的安全作為出發點，防止反擊電力對低壓和高壓設備的破壞作用，進而控制事故產生的危險和不良后果。如果變電站出現避雷系統接地連接不順暢、電阻過高時，會因雷擊時出現避雷器正常放電障礙，進而使變電站避雷系統的損壞，既不能形成對變電站的接地防護，又會形成對雷擊損壞的下引效應，出現對變電站各類設備更大層次的破壞。應該在變電站設計中做好高土壤電阻率區域的工作，應該有目的地加大接地面積、提高接地體橫截面、控制接地電阻大小，以便實現對變電站防雷效果的有效提升。

二、短路容量給變電站接地設計帶來的問題

變電站短路容量直接關系到變電站的安全運行，由于變電站發生短路時會出現短路電流，而瞬間短路電流的容量將會直接影響變電站的功能與安全。對于主變電站的技術和設計工作來說，要確保入地短路電流〉15kA以此來實現變電站接地電阻0.5Ω時，4kA短路電流的基本要求。在變電站的設計和接地施工中應該從工程技術、地質條件出發，以技術和經濟為中心，設計出變電站施工的方案，這樣可以提高變電站接地電阻的控制水平，在控制短路容量的基礎上，預防盲目的投資，浪費資源，做到對變電站接地要求和變電站安全的有效保障。

三、變電站接地技術應用中應該注意的要點

1.要采取必要的措施

為防止轉移電位引起的危害，對可能將接地網的高電位引向站外或將低電位引向站內的設施，采取隔離措施。接地網電位升高時，站內的3～10kV金屬氧化物避雷器不應動作。同時，應該在變電站的接地設計中驗算人體允許接觸電壓和跨步電壓，通過跨步電壓和接觸電壓的計算來確定變電站接地的形式和降低接地電阻的措施，以達到變電站地網設計要求的滿足。

2.要注意對變電站電阻的影響因素

應該優先控制變電站接地導體的尺寸，接地導體尺寸與其散流的故障電流有關，即導體的熱穩定。合理設置變電站故障的切除時間，故障切除時間越快，故障對人的危害就越小。要完善變電站接地網上表面的電位分布形式，接地網的均壓導體一般都等間距布置，由于端部和鄰近效應，接地網的邊角處泄漏電流遠大于中心處，使地電位分布很不均勻，邊角網孔電勢大大高于中心網孔電勢，而且這種差值隨接地網面積和網孔數的增加而加大，均勻土壤表面的電位分布。應該根據變電站電阻的需要和土壤電阻率的邊和，合理對變電站地表面的進行硬化處理，要有目的地提高變電站地表的硬化程度，因為接觸電壓和跨步電壓與地表面的土壤電阻率成正比，地表硬化程度越高則允許值越高，對人越安全。此外，要建立起變電站運行的安全行為規范和技術應用措施，使變電站生產和運行人員工作納入到合理和科學體系，做到對變電站電阻更為準確而有效地控制。

四、結語

變電工程出現在土壤高電阻的區域巳經成為電力工程的實際問題，在變電站的設計和施工中，應該針對土壤高電阻的實際現象，以科學地手法降低變電工程的接地電阻阻值。同時，應該結合接觸電壓和跨步電壓展開控制與校驗工作，通過科學結網和合理布設，使變電站各主要設備接地網的電壓趨于穩定，建設成本得到進一步控制，在提高技術運用的效率和合理性的同時，以更好的社會效益和環境效益，來實現變電工程接地技術更為全面而徹底地應用，達到變電工程建設的系統性和整體性的穩定與安全目標。

參考文獻

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