接地網降阻技術研究

曾昌健 李麗 羅思媛

接地網技術是當出現高于地電位的電荷泄放到地面的一種手段，地電位是地球處于零電壓此時設定的電位。出現對人的傷害和物體的損害時，主要是由于在人或物體中通過了高于地電位的電壓而產生的。當人員靠近或者處于附近時產生損害，因此有必要采取相應的措施降低故障電流出現的情況，來提高裝置工作效率。

一、降阻新技術和新措施目前現狀：

1.改變接地網總體的敷設面

在接地阻值公式R=0.5ρ/中，當S值增大后，R的數值相應下降。因此在征地用地上擴大線路設備的用地面積，可以更直接的達到技術方面的要求。但是如果一味的增大用地面積，在綜合應用方面也不盡合理。而且對于各個地區受到用地面積限制，諸如在用變電站等廠區也會受原有用地范圍的限制

2.加深接地網的埋設

由于受到天氣和地質環境的影響，因此在深度的埋設上對于電阻值降低程度也較為有限。在電阻值較低的區域，也可以適時在深度上加大埋設數量和埋設的長度，但是實測現場數據下降并不明顯。

3.地下低阻區域埋設

在地下埋設方面，如遇地下含水層方面可能使阻值大為降低，此時可以深入地下透水區域，也可以克服由于用地方面的限制，而無法滿足相應用地面積的要求。

檢驗接地電阻并非只有接地網此項唯一標準，作為衡量接地體是否滿足要求的重要參數，其與地表導電率，接地體的形狀、大小等等都有十分密切的聯系。在接地形式的選擇上使用安全性好、可靠性高的方案顯得尤為重要。準確測量出接地裝置的具體數據，可以為判定這一部分設備是否符合運行要求，是否需要進行優化改造提供依據

二、常用的測量手段

Zc-8作為常用的接地電阻測量儀器，該儀表配備整流器，由手搖發電機通入電流后轉化為儀表所需的直流電，發電頻率在105～150HZ左右，在出線端設置電容器阻隔直流。由于手搖發電機為手動裝置，發電電源容量有限，因此隨著環境和設備等不同程度的影響后，其抗干擾能力也逐步下降

測試原理是在被測點之間加入電壓產生通流的回路，通過輔助電極與測試儀器連接比對計算實際被測點分量。就土壤與接觸電阻來說，其分布面積與接觸方式的改變也極大的影響各分量數據的變化。

鉗形測試儀表類似于鉗形電流表計，分別有雙鉗口和單鉗口等兩種形式。其單鉗口形式其實與雙鉗口類似，其測量線圈整合于單個鉗口。內部分布兩個線圈，一個為電源線圈，另一個為測量線圈，由電源線圈發出能量，測量線圈由電磁感應出相應數值。

因此在綜合運用各種環境下，應選取不同的測試手段進行相應的數據提取，以保證參數的可靠性。

三、接地電阻優化措施研究

根據現階段所處的環境，多采用接地網敷設，或者降阻劑等手段降低電阻值。對于裝置的熱穩定性進行校驗，不同材料的接地裝置其所適宜的環境溫度并不一致。

熱穩定性計算與諸多因素相關，對于埋設的接地網最小工作截面Sg需滿足使用具備熱穩定系數C的接地線材料在短路等效時間te穩定流過接地網中的短路電流值lg，則需滿足如下計算方式要求：。

為滿足此要求需對各類材質地線進行耐受溫度實測。因此根據現場環境進行接地裝置的綜合選擇安裝對于降低地下接地網阻值具有重要意義。早期接地裝置利用木炭和食鹽來降低阻值。隨著時間的發展，后來采用了化學或物理降阻劑來降低電阻值，經過多年的使用及效果驗證對電阻值的降低取得較為理想的效果，但由于其成分伴隨著腐蝕、老化、失效等問題。如何更加有效的保持降阻技術的穩定性，保持該設備裝置運行的可持續性，成為了此部分內容的發展重點。

為了歸類線路桿塔接地網各部流過的電流值，對于地網的接地效率，可分為三線接于一點和四線及以上接于一點。三線接于一點，其形狀系數B=0，隨著數值的增加其接地電阻RP相應增加，因此可以看出形狀系數增加，相應的接地網材料的利用率也相對減少，可作為衡量接地網效率一個標準。

降阻劑影響原因分析：設備長期運行形成電流通路，與土壤中的介質產生電化學腐蝕，降低接地網截面，再由于熱穩定性不足，當大電流經過時造成接地網燒斷的情況。

綜上，本文為了分析不同土壤環境的降阻效果，擬試驗在放射狀接地網尾部采用與物理降阻劑進行等比例調配，測試其所表現的沖擊特性。下文簡稱放射降阻狀。

實測樹網狀與放射降阻狀，土壤電阻率ρ1=98Ω·m，ρ2=969Ω·m，接地裝置埋深均為h=0.85米，接地網水平放射極分布長度均設置為60米，同時在各接地網狀中心點施加相同的沖擊電流，實測施加波形為8/20μs的電流，幅值分別為，5kA、10kA、15kA、20kA、25kA、30kA等。

在施加電流值后，得到不同土壤電阻率出現大電流時的接地電阻值，根據不同電流幅值對比其阻值進行分析

根據電阻率ρ1=98Ω·m的土壤所測數據可知，沖擊電流處于較低水平時，放射降阻狀相比于一般網狀接地其電阻降幅更為顯著。相差大約為15%。

這說明放射狀接地網尾部采用與物理降阻劑進行等比例調配發生了明顯的結合效應，在尾部周圍電場出現強烈的畸變，通過降阻劑在接地網尾部土壤發生擊穿，增強土壤的散流性，相當于進一步的提高了接地網的有效接地長度，接地電阻顯著減小。

沖擊電流處于較高水平時，接地體周圍的土壤相繼擊穿，當電流逐步提高到一定值，由于擊穿所產生的有效散流區域達到臨界值，已遠遠超過接地體的有效接地長度，接地網尾部與物理降阻劑結合散流區域達到飽和狀態，尾端結合補充降阻劑就無法進一步加強接地狀態的散流效果。因而，此時無論是放射降阻狀還是一般網狀基本達到平衡，無明顯變化趨勢。

根據電阻率ρ2=969Ω·m的土壤所測數據可知，當出現高阻值的土壤環境，在雷電流的沖擊情況下相應的接地電阻值也有所增加。隨著雷沖擊電流的提高，出現了與低阻值土壤環境一樣的接地阻值下降的情況。

由上述結果得出，“放射降阻狀”相對于常規的“一般網狀”的沖擊接地電阻明顯較小，采用“放射降阻狀”接地裝置對于降低接地電阻有著更有效的作用。在接地布設的環境中，具有固定的接地電阻的土壤環境較為少見，所以在山區土壤電阻率較高的位置，可參考采用“放射降阻狀”接地分布埋設方式減少由于出現“反擊”而引起線路跳閘的情況，提高接地網的可靠性。

文章首先介紹了目前一些接地的降阻措施，分析各種現場環境，結合目前現場所出現的情況，從各種現場出現的影響因素出發提出了一種改進的降低接地電阻的方式，結合常見的問題分析數據的具體意義，并通過實際試驗對比分析了新型接地裝置的改進效果。

作者簡介：曾昌健（1987—），男，漢，福建，碩士，講師，電氣工程及其輸配電技術，單位：福建電力職業技術學院；

李麗（1985—），女，漢，江蘇，碩士，講師，電氣工程及其輸配電技術，單位：福建電力職業技術學院；

羅思媛（1989—），女，漢，福建，本科，法官助理法律，單位：泉州市鯉城區人民法院。