儒巖變電站接地網接地電阻綜合處理技術措施

李慧

摘 要：110kV儒巖變電站接地網接地電阻沒有達到設計要求，采取的技術措施是：首先采用外擴電解地極降到0.75Ω，接近了設計值0.5Ω；然后，采取絕緣措施防止接觸電位差、跨步電位差觸電，采取均壓措施防止弱電設備受雷擊或反擊損壞。

關鍵詞：變電站；接地電阻；電解地極；絕緣；均壓

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.180

1 儒巖變電站基本情況

110kV儒巖變電站位于梧州市市郊，占地約2200平方米，變壓器容量2×31.5MVA，三個電壓等級，110kV配電裝置室外布置，35kV及10kV配電裝置室內布置。儒巖變電站站址所在地土質主要為泥質沙巖，土壤電阻率在站內分布不均勻，在320-600Ω·m之間變化，而且受季節氣候干燥變化影響較大。

綜合考慮架空避雷線和主變中性點分流因素及變電站綜合自動化系統對接地電阻的要求，設計要求變電站接地網接地電阻為0.5Ω。儒巖變電站站內接地網按施工圖紙施工完畢后，實測接地電阻為3.3Ω，不能滿足0.5Ω的設計要求。

2 利用外擴電解地極降低接地網電阻

儒巖變電站的土壤電阻率在320-600Ω·m之間，如果要達到設計0.5Ω的要求，采用傳統向外擴展接地網的方法，根據行業標準《交流電氣裝置的接地》的計算方法，需要向外擴展接地網約21萬平方米，從經濟上，技術上都不可取，不符合科學的發展觀。

采用打深井配合使用降阻劑的方法，從經驗來看，效果并不明顯。

使用外擴電解地極組的方法，只需要22支電解電極，比較少的占地就可能能滿足要求。外擴電解地極組包括四個部分：電解地極、接地線、離子回填料、陰極補償裝置等。

2.1 電解地極

電解地極為銅管或塑料管，直徑65mm，管長1.5m，管內裝有離子化合物，管的兩端各有3個呼吸排泄孔。

電解地極埋于地下0.8m，電解地極上面回填離子回填料，電解地極通過呼吸排泄孔吸收土壤中的水分，使電解地極內的離子化合物變為電解質溶液，電解質溶液從呼吸排泄孔排出，在離子回填料的吸取作用下，均勻的流入土壤，在土壤中形成了成片導電良好的電解質土壤，從而形成了一個良好的電解質導電通道，大大的降低原來土壤電阻率，達到降低接地電阻的目的。

電解地極的設計有效期按管內離子化合物數量及呼吸排泄孔大小、數量，以及電解質溶液排出速度，設計壽命為10年。

儒巖變電站所需電解地極數量n：

可按以下經驗公式計算：

n=1/[（1/R1）×R×K]

其中：

R為設計要求接地電阻值，R=0.5Ω；

R1為1套電解地極電阻值，R1≈0.08ρ，儒巖變電站的土壤電阻率在320～600Ω·m之間，為可靠起見，并考慮季節變化干燥對土壤電阻率的影響，ρ取600Ω·m；

K為電解地極效應系數，

當 ρ<200Ω·m 時，K取3，

當 200≤ρ<500Ω·m 時，K取4，

當 500≤ρ<1000Ω·m 時，K取4.5，

當 ρ≥1000Ω·m 時，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，儒巖變電站所需電解地極數量為22組。

2.2 接地線

接地線采用50×5mm鍍鋅扁鋼，作用是把電解地極連接起來并與變電站站內接地網連接起來。儒巖變電站22組電解地極分為4段分別與站內接地網連接，電解地極與電解地極之間距離約為30m，4段電解地極的接地線總長度約為700m。

2.3 離子回填料

離子回填料作用是把電解地極中的電解質溶液從管中吸出來，另一方面，離子回填料本身電阻率只用8Ω·m，起改善土壤電阻率的作用，加強電解地極與大地的有效接觸。

2.4 陰極補償裝置

儒巖變電站設計了兩套陰極補償裝置，以補充電子，從而減緩金屬構件的腐蝕速度，達到較好電化學防腐效果。

儒巖變電站外擴電解地極工程施工完畢后，實測接地電阻為0.75Ω，接近了0.5Ω的設計要求值，但還沒有滿足設計要求，需采取其他措施以防止接觸電位差、跨步電位差觸電及防止綜合自動化系統等弱電設備受雷擊或反擊損壞。

3 采取絕緣措施防止接觸電位差、跨步電位差觸電

儒巖變電站接地網電阻已經達到0.75Ω，接近了設計要求，為了降低成本，不再采取措施減小接地電阻，為了防止接觸電位差、跨步電位差觸電，可采用均壓、絕緣等技術措施。儒巖變電站接地網本身已經設計了方孔等間距均壓帶，因而這里著重考慮采用絕緣技術防止接觸電位差、跨步電位差觸電。

為了防止接觸電位差、跨步電位差觸電，儒巖變電站在110 kV隔離開關及斷路器鋪設了瀝青操作平臺，站內道路也使用瀝青路面，35kV、10kV開關柜前鋪設絕緣墊。

4 采取均壓措施防止弱電設備受雷擊或反擊損壞

弱電設備比較容易受雷擊或反擊而導致損壞，有效防止弱電設備比較容易受雷擊或反擊而導致損壞的方法，除了盡量減小接地網接地電阻之外，均壓、屏蔽、限幅、隔離等技術也很有效。儒巖變電站接地網電阻以達到0.75Ω，接近了設計要求，如果再繼續減小接地電阻，將要投入比較大的成本；而另一方面，屏蔽、限幅、隔離等技術措施，弱電設備的生產廠家已經考慮得比較充分，因而儒巖變電站防止弱電設備受雷擊或反擊損壞的技術措施就著重放在對整個變電站接地網的均壓上。

為了達到均壓目的，儒巖變電站設計了一個二次接地環網，二次接地環網由四部分組成：主控室接地環網、35kV及10kV高壓開關柜接地環網、高壓開關站接地環網、各接地環網之間的聯絡線。

弱電設備的機箱、隔離變壓器的外殼、二次電纜及通訊電纜的屏蔽層鎧裝層、電壓互感器及電流互感器的二次側接地等都接在二次接地環網上，使得所有的弱電設備處于一個等電位，從而有效地防止雷擊或反擊的損壞。

5 結語

儒巖變電站為變電站接地網接地電阻綜合處理提供了一種成功模式：首先采用外擴電解地極降到0.75Ω，接近了設計值0.5Ω；然后，采取絕緣措施防止接觸電位差、跨步電位差觸電，采取均壓措施防止弱電設備受雷擊或反擊損壞，既節省了投資，又能滿足運行要求。

參考文獻：

[1]交流電氣裝置的接地（DL/T621-1997）[M].

[2]變電站綜合自動化系統接地方案[J].廣西電力，2003（01）.