接地電阻測試不合格分析及處理

黃炳體 李文偉

【摘要】本文對變電站工程接地電阻測試不合格進行了分析，提出了解決方案，經處理后滿足了接地設計要求。

【關鍵詞】接地網;接地電阻;測試

1、引言

在變電站工程實施中，全站接地網接地電阻測試作為一項非常重要的交接試驗內容，測試合格與否直接關系到工程竣工投產。本文對變電站工程接地電阻測試不合格進行了原因分析，提出了解決方案，并進行了計算校核。經處理后現場測試合格，符合接地規范及工程設計要求。

2、基本情況

變電站工程位于廣西欽州市，屬亞熱帶季風氣候。年降水量平均為1658毫米，年平均降水日數161天。資料記載，變電站站址屬石灰巖地質，現場勘察發現土壤表層10-15cm為細沙土，15cm以下為風化沙土，開挖處見巖石，土壤電阻率ρ為240Ω.m。

該變電站電壓等級為110kV，主變容量為1×50MVA，占地面積為4957㎡（長73m×寬65.5m）。接地方案采用以水平接地體為主，輔以垂直接地極，外緣成圓弧形閉合的復合接地網。水平接地體選用-50×5熱鍍鋅扁鋼，垂直接地極選用-50×50×5熱鍍鋅角鋼，水平復合接地網敷設降阻劑，并在站區內及站區附近土壤電阻率較低處外加2口的接地斜井（長150m，深10m），從而達到變電站接地電阻值降至1Ω以下。全站土建部分及電氣部分均完成施工后，工程施工人員按要求對接地網進行接地電阻測試，電阻值在4.085-4.451Ω之間。 經過核算，按原方案繼續開展2口接地斜井施工，接地電阻仍不滿足工程設計要求。

3、原因分析

首先從接地網測試方法著手，對測試天氣、測試儀器、測試線間距離、測試電極位置、所加測試電流大小等逐項進行檢查，均確認無誤。接著從施工方面檢查，仔細查閱了接地網施工、監理記錄以及接地網隱蔽前的中間驗收記錄等過程資料，顯示均按圖施工。然后，對設計方案進行復查。經推算，本工程土壤電阻率實際值應為670Ω·m，與前期地勘測試計算平均值240Ω·m相差較大。通過與地勘單位溝通了解，得知本工程地勘開展土壤電阻率測試僅僅為抽樣測量，故而導致電阻率計算值與實際值出現較大誤差。

4、提出方案

根據該變電站工程地勘報告，本站5m、10m、20m、30m深度的土壤電阻率變化不大，考慮深井+斜井的降阻措施。

（1）降阻方案。分為兩個步驟開展：首先采用斜井接地降阻，新增3、4#接地斜井，在站內（如圖1 降阻措施示意圖）打10m深的泄流通道，通道長240m，將熱鍍鋅扁鋼連接牢固引入井內并與原地網相連，灌入物理型復合降阻劑配合降阻;接著采用深井接地降阻，在站內四個角靠近地網邊緣部位打20m深的深井4口，用ф50的銅覆鋼管，灌入物理型復合降阻劑配合降阻，通過過渡接頭用熱鍍鋅扁鋼與原地網相連。

（2）方案優點：1）利用現有資源，無需再征地及開展青苗補償工作。2）不受外界和人為破壞、便于施工安排和工程管理。3）通過深井和斜井結構延伸形成聚集地下的潮濕空間，從而形成長達數百米的多個泄雷通道安全帶，有力保證變電站及周圍設備和人員的安全。4）利用物理型復合降阻劑比普通產品更高效性和附著性強，提高與周圍土壤的親和性。5）降阻成本低，施工便捷，合格后的接地電阻基本不受季節變化而改變。

5、驗證計算

（1）單口斜井接地的接地電阻

式中， 土壤電阻率ρ取670Ω·m，h為10m，外引水平地網敷設降阻劑，直徑d按0.15m考慮，形狀系數A值取0.48。1、2#斜井長度為L=150m，單口斜井R=7.177Ω。3、4#斜井長度為L=240m，單口斜井R=4.903Ω。

（2）4口斜井并聯后的接地電阻。1、2#斜井并聯的電阻為3.589Ω，3、4#斜井并聯的電阻為2.452Ω。4口斜井并聯后的電阻為1.457Ω。與主地網連接后的電阻為1.098Ω，未滿足設計要求。

（3）單口深井接地的接地電阻

式中， 土壤電阻率ρ取670Ω·m，L為20米，垂直接地體敷設降阻劑，直徑d按0.150m考慮，形狀系數A值取0.48。

計算得：Rt=16.15Ω。

（4）4口深井并聯的接地電阻。四口深井并聯后， Rt并= 4.23Ω

（5）主地網、深井、斜井并聯接地后的總接地電阻：

R=1.098×4.23/（1.098+4.23）≈0.87Ω≤1Ω

最終R，符合設計要求。斜井、深井布置詳見圖1。

6、測試結果

接地電阻測試儀：DWR-5A大型接地電阻測試儀，測試采用直線三極布線法，測試電流I為4.5A，頻率為45HZ、55HZ，共分3次進行測試，第1次測試電壓極長為1080米，測試結果為0.876Ω;第2次測試電壓極長為990米，測試結果為0.842Ω;第3次測試電壓極長為900米，測試結果為0.811Ω。測試平均值為0.843Ω，而且3次測量值變化均在5%以內，故測試電阻值小于1Ω，結果合格。

結束語：通過對變電站工程接地電阻測試不合格進行分析，發現了接地電阻測試不合格的原因，采取了有效方案加以解決，為工程實踐提供參考。

參考文獻：

[1]唐玲潔.桂林110kV魯山變電所接地電阻計算及接地方案介紹[J].廣西電業，2016（06）：77+81-84.