变电所接地网范文

2022-05-23

第一篇：变电所接地网范文

变电站接地网运行维护的若干问题探讨

0 引言

接地网作为变电站主要设备之一，接地网的运行参数是否符合要求，直接关系到设备安全和运行检修人员的人身安全，因此在日常维护工作中必须给予足够的关注。本文结合几年的实际工作经验就接地网运行与维护中存在问题进行探讨。

1 接地网热稳定校验

目前供电企业对接地网校验的方法普遍依据是行业标准《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)附录六中的规定。对于单相入地电流的选取按照母线最大单相(或异点两相)短路电流选取。关系到热稳定校验的数值是短路电流的持续时间，也是普遍存在争议的部分。选取方法也各异，按照规程规定，对于有效接地系统，短路的等效持续时间按主保护动作时间确定，这主要是考虑到主保护失灵，而又遇到系统最大方式和最不利短路形式的同时出现几率不大。另一种方法是计入后备保护动作时间，重合闸动作时间，在计算中取1s。美国将短路电流持续时间采用3s。

根据几年来接地网热稳定校验的经验，结合国内工程技术人员的研究结果，笔者认为应考虑断路器固有动作时间，保护动作时间取主保护与后备保护动作时间之和。

主保护动作时间t1：0+0.03s 后备保护动作时间t2：0.5+0.03s 母差保护动作时间t3：0.5+0.03s 失灵保护动作时间t5：0.5+0.03s 断路器分闸时间t5：0.05s(SW6型断路器) Σt= t1+ t2 +t3 +t4 +t5=1.67s 考虑充分的裕度,校验时间建议取2s。根据规程对中性点非有效接地系统(电阻接地、不接地系统)，按照2s考虑，这样短路电流持续时间可以均取2s。即充分考虑了电网的安全性保留了足够的裕度也简化计算方法。

2 对接地电阻的要求

按照《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)中规定。有效接地的变电站接地电阻按照如下公式计算：

R2000 I只要按照上式简单计算即能发现这样一个问题，按照《电业安全工作规程》的规定接地网电阻不能大于0.5Ω，那么短路电流I就不能大于4000A。

实际工作中，变电站母线最大短路电流都是很大的，以薛家湾供电局220kV薛家湾变电站为例，2009年220kV母线最大单相接地电流18kA，为限制地电势在2000V以内,接地网电阻应取0.111Ω。这样的电阻在实际工作中是无法做到的，也是没有必要的。接地网的安全性不仅仅要考虑接地电阻，还应考虑跨步电压、接触电势等多种问题，衡量接地网的指标也不仅仅是接地电阻，更重要的是接地网的各位置的电位均衡。在接地网的设计与改造工程中，应对如何降低接地网电阻和均衡各部位的电势综合考虑，对于接地网的电阻选取还应做更细致的计算与分析工作。

控制地电势在2000 V以内的思路出发点是防止地点位升高对二次设备反击，考虑二次设备的绝缘水平得出的。当地电位无法控制在2000 V以内，或很难做到时，可以考虑采取均电位措施。目前普遍采用的措施是在接地网干线铺设均压带，形成长方形接地网。在接地故障发生的集中区还应加强接地网，具体措施是铺设交叉网络。其作用是，增加短路电流的通道，降低故障点地电位的升高幅值，降低跨步电压和接触电势。能够很好的降低主控室与故障点的电位差。另一种方法是采取在电缆沟围绕接地网所有区域，电缆外皮与支架紧密相联(前提是支架与地网相联)，进行沿途分流，这一措施可以避免大电流集中，避免电缆两端出现高电位差。以上两种措施可以作为解决接地电阻不满足要求的变电站的改造方案参考。

3 设备引下线的选择

按照《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)附录二的规定，入地短路电流的计算公式为：

I=(Imax-Iz)(1-KfI) 式中I为入地短路电流(A) Imax单相接地时最大短路电流(A)

Iz发生最大单相接地短路电流时，流经发电厂、变电所中性点的最大接地短路电流(A) KfI避雷线的工频分流系数

从公式可以看出，一般情况下，入地短路电流在数值上是小于单相接地短路电流的。对于主网来讲按照这个短路电流来计算是完全合适的，因为主网往往设计成环形，能够起到分流作用。而对于接地线的选择，按照这个电流来选择就显得不大合适，因为短路电流只有在入地之后方可在主网中得到分流，而在此之前是要通过接地引下线的。所以，接地引下线的选择一定要大于主接地网干线的截面积。只有这样才能保证故障时接地网的安全。

在实际运行中，很多变电站都发生过单相接地引下线烧断事故。究其原因，除短路电流持续时间选择较短外，主要是截面积选择过小。

4 接地网设计、运行与维护中应注意的问题

接地网埋深的影响。众所周知，冻土的电特性是绝缘体，这就引申出一个问题。变电站在设计之初，是否充分考虑该地区的气候特征，30年内出现的最低温度，及对应的冻深。因为如果接地网埋深不足，低气温造成主接地网处于冻土中，就将造成接地网失效，引发事故。因此在设计之初一定要要求设计部门认真核实所在地区的气象资料，至少要获得30年内的冻深参数，接地网的设计埋深一定要大于最大冻深。在施工过程成也要加强对施工单位的监督管理，防止施工时埋深不满足设计要求。

对于主变压器中性点的引下线应予以特殊考虑。因为在系统发生接地时主变压器中性点往往会通过较大的电流，且由于保护配置对这种故障的切除一般都是后备保护，所以短路持续时间较长。这样就造成主变中性点的引下线实际热稳定大于计算所得的热稳定数据。针对这种情况，建议对主变中性点的接地引下线适当放大截面积，至少不应小于主网部分的导体截面积。

充分考虑腐蚀的影响。接地网在运行中会根据地区或运行环境不同而腐蚀程度不一。国内曾有单位对接地网腐蚀情况进行过一次系统的调查。经验表明接地网的腐蚀系数一般在0.1-0.4/年。圆钢的腐蚀速度是扁钢的3-4倍。虽然这个结论不能够完全适用于各个不同的地区，但其对接地网设计仍有一定的直到价值。在接地网设计时，考虑腐蚀程度，扁钢的截面积应大于热稳定校验结果的30%，圆钢截面选取也应根据地区特征做适当的放大。

设备接地的引下线联接方式必须引起足够的重视。接地引下线必须是独立的，通过扁钢与接地网有直接联接。在实际工作中，经常见到设备与接地网的联接是通过槽钢架构、抱箍、金属杆体等。其实这种方法是极不可取的，因为这种的接地方式截面积无法计算，牢固程度无法判断，一旦在这些设备出现短路接地极易引起接地体烧断，造成事故扩大。因此在工程验收过程中一定要注意对这类情况的监督和整改。

在运行维护中应严格按照反措的要求开展工作。特别是对双引下线的检查。双引下线一定要与电网的不同点相联，以便能够起到对短路入地电流的分流作用，特别是对于热稳定电流接近或者超过单根扁钢截面积的接地引下线更至关重要。按期对接地网进行开挖检查，以验证其腐蚀程度，及时采取措施。

在设计之初往往极易忽略的是土壤电阻率的测量。按照规程规定应采用四极法测量土壤电阻率，取10m内的平均值。实际情况是设计人员往往不大注意这个测量工作，而是直接从接地规程附录11中选取一个参考值，不能真实反映所在地区的土壤电阻率真实值。对于此项工作工程技术人员应与设计部门及时沟通，严格按要求做好土壤电阻率的测量。

第二篇：牵引变电所接地装置与维护

牵引变电所接地装置是确保电气设备正常工作和人身、设备安全的重要技术措施, 也是构成电气保护的重要电器设施。日常巡视和维护是保证牵引变电所的接地装置状态良好的有力保证，必须加以高度重视。

电气设备的任何外露可导电部分与大地( 土壤) 间作良好的电气连接称为接地。接地是确保电气设备正常工作和人身、设备安全的重要技术措施;也是构成电气保护的重要电器设施。

1 牵引变电所接地的分类

1.1 工作接地

为满足电力系统或电气设备的运行要求，无论电气设备在投运或停运时，必须将该设备的某一点进行接地，才能保证电气设备的正常运行和人身安全。如牵引变电所主变的铁芯接地、电力系统的主变中性点接地, 但是只许一点接地。

1.2 保护接地

为防止电气设备的绝缘损坏，造成电击或电伤。将电气设备的外露可导电部分接地，称为保护接地。牵引变电所的所有电气设备都应该进行保护接地。从而提高设备运行的稳定性。保证人身、设备安全。

1.3 防雷接地

防止牵引变电所内的电气设备和构筑物免受因大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压，而设置的过电压保护的接地，称为防雷接地。如避雷针，避雷器的接地。避雷针主要保护来自系统外部雷电过电压。它的实际作用就是引雷，把雷电波引入大地。因此，避雷针的接地必须独立，不得与牵引变电所的接地网相连。每一个避雷针都有自己独立的接地系统。若与接地网相连则会造成雷电对电气设备反放电，损坏电气设备或造成人身伤害。避雷器的主要作用是保护来自系统内部的操作过电压和入侵的雷电波。它必须与牵引变电所的接地网可靠相连，方可起到保护的作用。

1.4 牵引供电回流系统的接地

牵引供电的电流通过接触网，电力机车，钢轨和大地(回流线)回到牵引变压器。回流线除与钢轨可靠连接外，必须与牵引变电所的接地网可靠连接。它是构成馈线保护的基本组成部分。此外由于回流电流造成牵引变电所地网电位不相等, 这种情况一方面会对人身以及设备的安全造成威胁;另一方面将对保护、测量、信号装置造成影响。并有可能引发保护装置的误动或拒动。

1.5 牵引变电所低压供电系统的接地

牵引变电所的低压供电系统采用TN-S 供电系统。低压供电系统的配电柜，配电盘必须与接地网可靠连接。所有的配电箱必须与PE 线可靠相连，必要时与接地网相连。距离牵引变电所较近，使用牵引变电所提供的动力电源时，动力配电柜必须做重复接地。因为牵引变电所回流电流造成地网电位不相等，容易产生反击现象。

1.6 牵引变电所监控设备的接地

监控设备若在避雷针的保护范围之内，所有设备与接地网进行可靠连接。若监控设备不在避雷针的保护范围之内，则监控设备必须做独立的接地系统，并不可与牵引变电所的接地网相连。

2 牵引变电所接地的技术要求

牵引变电所的接地通过接地装置实施，它接地装置由接地体和接地线组成。与土壤直接接触的金属体称为垂直接地体。连接电气设备与垂直接地体之间的导线( 或导体) 称接地线或水平接地体。垂直接地体是采用长度为2.5m，直径不小于12mm的圆钢或厚度不小于4mm 的角钢、或厚度不小于4mm 的钢管。直流系统的人工接地体，其厚度不应小于

5mm。垂直接地体的间距一般不宜小于接地体长度的2 倍，并且采用热镀锡、热镀锌的防腐措施。水平接地体是采用截面不小于25mm×4mm 的扁钢与垂直接地体焊接。相连为闭合环形，外缘各角要做成弧形。水平接地体的间距一般不宜小于5m，同样采用防腐措施。接地线与接地体的连接宜用焊接。接地线与电力设备的连接可用螺栓联接或焊接。用螺栓连接时应设防松螺帽或防松垫片。接地体应埋设在变电所墙外，距离不小于3m，接地网的埋设深度应超过当地冻土层厚度，最小埋设深度不得小于0.6m。不同用途和不同电压的电气设备，除有特殊要求外，一般应使用一个总的接地体，按等电位联接要求，人工总接地体不宜设在建筑物内，总接地体的接地电阻应满足各种接地中最小的接地电阻要求。变电所的主变压器，其工作接地和保护接地，要分别与人工接地网连接。避雷针宜设独立的接地，其接地电阻不大于10Ω。

3 牵引变电所接地的巡视与维护

牵引变电日常巡视中要要穿绝缘靴、戴安全帽，并不得靠近避雷针和避雷器。接地装置运行中，接地线和接地体会因外力破坏或腐蚀而损伤或断裂，接地电阻也会随土壤变化而发生变化，因此，必须对接地装置定期进行检查和试验。变电所的接地装置一般每年检查。对有腐蚀性土壤的接地装置，应根据运行情况一般每3 ～ 5 年对地面下接地体检查。检查地面上和电缆沟內的接地线，接地端子，回流线完整无锈蚀、损伤、断裂及其他异状，保证其与设备连接牢固，接触良好。地面上的接地线、接地端子均要涂黑漆，接地端子的螺栓应镀锌。对含有重酸、碱、盐等化学成分的土壤地带应检查地面下500mm以上部位的接地体的腐蚀程度。在土壤电阻率最大时( 一般为雨季前)测量接地装置的接地电阻，并对测量结果进行分析比较。电气设备检修后，应检查接地线连接情况，是否牢固可靠。牵引变电所的接地装置是构成牵引变电所内各种保护的最基本的电器设备，必须加以高度重视。日常巡视和维护是保证牵引变电所的接地装置状态良好的基本措施，也是保证人身和设备安全，提高供电的可靠性。

参考文献

[1]谭恩秉.电工基础[M].高等教育出版社.

[2]王亚妮.编配电技术[M].中国铁道出版社.

[3]王亚妮.牵引变电所综合自动化技术[M].中国铁道出版社.

第三篇：变电所接地工程相关标准和要求

为进一步规范变电站接地工程设计、施工及验收标准，统一基建、生产对变电站接地工程的要求，经研究，就相关标准和要求明确如下：

一、设备接地

1.对钢质地网，主变压器箱体及中性点设备、高抗、互感器、断路器、隔离开关、接地开关、避雷器必须采用双接地引下线实现双接地。其他设备和主设备配套的机构箱、端子箱、电源箱、控制箱等采用单根接地线引下。

2.对铜质地网，主变压器箱体及中性点设备采用双接地引下线外，其他设备采用单根接地线引下。

3.设备支架、基座三相之间独立时，每相均须按上述要求实现双接地或单接地，设备支架、基座三相之间为联合一体时，则可在A、C相各用1根接地引下线实现双接地。

二、避雷针和构架接地

1.避雷针必须双接地;独立避雷针必须采用两根接地引下线对称连接后实现双接地，安装有避雷针的构架(含悬挂避雷线的构架)应在最近的两根立柱上分别设置接地引下线实现双接地，其他A型构架要求每品采用单根接地线引下。 2.避雷针应设置独立的集中接地装置，构架避雷针的集中接地装置应保持与主地网连接，独立避雷针应设置集中接地装置与主电网方便连接和打开的接地井。

三、干式电抗器接地

干式电抗器的基座之间接地连接线和引下线采用铜排，且不得连接形成闭合回路，干式电抗器围栏采用不锈钢等非磁性材料围栏，且必须有一个绝缘断面，不得形成闭合回路。

四、变电站的接地装置应与线路的避雷线相连，采用绝缘子设置便于分开的连接点。变电站正常运行时通过接地专用线有效连接，在变电站测量接地电阻时暂时断开，测量完后恢复。当设计不允许避雷线直接和变电站配电装置架构相连时，变电站接地网应在地下与避雷线的接地装置相连接，连接线埋在地中的长度不应小于15米。

五、接地工艺要求

1.所有接地引下线均要求实现明接地，且每根接地引下线均应符合热稳定校核的要求;有双接地要求的两根接地引下线应分别与主地网的不同干线可靠连接。

2.独立避雷针、安装有避雷针的构架(含悬挂避雷线的构架)的双接地引下线要求每根设置断接卡，断接卡设置位置必须方便打开且全站统一高度，以离地面或保护帽顶面500mm高为宜。

3.设备支架、基座三相之间独立且要求每相双接地的设备和主变中性点设备可以只在入地处采用两根接地线引下实现双接地。

4.钢构支架等自然接地体之间采用法兰盘或螺栓连接时，电气上视为不可靠连接，应增加跨接接地线。

5.钢构支架作为自然接地体时，接地引下线与钢构支架应采用螺栓连接，但必须保证螺栓连接处方便打开并和全站的断接卡高度一致，以离地面或保护帽顶面500mm高为宜。

6.接地采用螺栓连接时应采用热镀锌螺栓。并采用防松垫片或防松螺母，螺栓连接的接触面和螺栓数量、规格应执行现行国家标准《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》(GBJ149)的规定。

六、结合滤波器的安装高度为结合滤波器地刀下端距地2.5米;避雷器计数器安装高度为下端距地1.8米。

第四篇：变电站接地

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变电站接地

变电站接地系统设计研究 1 前言

变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地，以及变电站维护检修时的一些临时接地。接地网有工作(系统)接地、保护接地、防雷电和防静电接地等多项用途，它是维护变电站安全可靠运行，保障运行人员和电气设备安全运行的根本保证和重要措施。如果接地电阻较大，在发生电力系统接地故障或其他大电流入地时，可能造成地电位异常升高;如果接地网的网格设计不合理，则可能造成接地系统电位分布不均，局部电位超过规定的安全值，这会给出运行人员的安全带来威胁，还可能因反击对低压或二次设备以及电缆绝缘造成损坏，使高压窜入控制保护系统、变电站监控和保护设备会发生误动、拒动，酿成事故，甚至是扩大事故，由此带来巨大的经济损失和社会影响。如此重要的接地网在变电站建设的总投资中所占的比例，往往不到1%，可以说是微不足道，但绝不可以漠视它，而是要对它给予高度重视。

新建工程要少占或不占良田好土是我国现阶段基本建设的一项原则，因此，建在高土壤电阻率地区的变电站相当多。随着设备的发展和技术进步，变电站总平面布置上，充分利用场地，采用紧凑布置，使站区占地又比以前减少了许多;而电力系统的发展扩大，使接地短

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路电流越来越大，这些因素给变电站接地设计和施工造成了很多困难。针对这些情况，如何做好变电站接地设计，使其达到安全运行的要求，是变电站设计所关心和要研究问题之一。

2 接地设计

2.1 设计原则

由于变电站各级电压母线接地故障电流越来越大，在接地设计中要满足电力行业标准DL/T621-1997《交流电气装置的接地》中第5.1.1条要求R≤2000/I是非常困难的。现行标准与原接地规程有一个很明显的区别是对接地电阻值不再规定要达到0.5Ω，而是允许放宽到5Ω，但这不是说一般情况下，接地电阻都可以采用5Ω，接地电阻放宽是有附加条件的，这就是需要满足接地标准第6.2.2条的规定，即：防止转移电位引起的危害，应采取各种隔离措施; 考虑短路电流非周期分量的影响，当接地网电位升高时，3~10kV避雷器不应动作或动作后不应损坏; 应采取均压措施，并验算接触电位差和跨步电位差是否满足要求, 施工后还应进行测量和绘制电位分布曲线。

在接地故障电流较大的情况下，为了满足以上几点要求，还是得把接地电阻值尽量减小。接地电阻的合格值既不是0.5Ω，也不是5Ω，而应根据工程的具体条件，在满足附加条件要求的情况下，不超过5Ω都是合格的。这就为我们接地设计和施工增加了灵活性，不必为满足0.5Ω的接地电阻值，在工程中花费巨额投资，或者说，接地网合格的判据不只是看接地电阻值，在接地电阻不满足R≤2000/I时，

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还应按附加条件校验。现行标准虽然放宽了对接地电阻值的规定，但并没有降低对接地网整体性的严格要求，而是对接地网的安全性要求更高更全面了，这就是接地设计必须遵循的原则和对接地网的考核要求。

2.2 接地网型式

2.2.1 220kV及以下变电站地网

接地网的网格布置采用长孔网或方孔网，接地带布置按经验设计，水平接地带间距通常为5m~8m。除了在避雷针(线)和避雷器需加强分流处装设垂直接地极外，在地网周边和水平接地带交叉点设置2.5m~3m的垂直接地极，进所大门口设帽檐式均压带，接地网结构是水平地网与垂直接地极相结合的复合式地网。 2.2.2 500kV变电站地网

1) 部分工程仍按220kV变电站同样模式设计地网，因为500kV变电站占地面积大，把水平接地带间距加大到10 m以上，采用等间距的网格布置。并设置有大量的2.5m~3m的垂直接地极，这也是复合式接地网。

2) 另有一些工程采用不等间距网格布置，2.5m垂直接地极仅仅在避雷针(线)和避雷器引下线接地处设置，大门口设帽檐均压带……，是以水平接地带为主的地网。不等间距的网格布置尺寸的确定有两种方式：第一种是由计算机计算，输入土壤电阻率和入地故障电流等相关数据计算，计算机可输出地网布置图和电位分布曲线等相关结果;第二种是根据接地标准附录提供的比例关系，参照以往工程经验，尽

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量将水平接地带靠近设备，以便缩短设备引下线长度。

2.3 接地网形式优劣分析

2.3.1 长孔与方孔地网

网格布置尺寸按经验确定，没有辅助的计算程序和对计算结果进行分析，设计简单而粗略。因为接地网边缘部分的导体散流大约是中心部分的3~4倍，因此，地网边缘部分的电场强度比中心部分高，电位梯度较大，整个地网的电位分布不均匀。接地钢材用量多，经济性差。在220kV及以下的变电工程中采用长孔网或方孔网，因为入地故障电流相对较小，地网面积不大，缺点不太突出。而在500kV变电站采用，上述缺点的表现会十分明显，建议500kV变电站不采用长孔或方孔地网。

2.3.2 不等间距地网

水平接地体采用不等间距布置，即地网中部间距大，地网边缘间距小。根据地网散流的特点，不等间距的网格布置，正好弥补了长孔或方孔地网的缺点，其优越性体现在以下几点：各网孔电势大致相等，各网孔电势与平均值相差不超过5%，最大网孔接触电势比长孔或方孔网低40%以上;与长孔或方孔地网比较，大大减少了电位梯度分布不均匀的危险，提高了地网对人身和设备的安全水平;接地导体散流能力的利用较为充分，节约钢材和相应的施工费可达30%~40%;

入地故障电流密度颁布比较均匀，有利于降低接地电阻;地表面电位颁布均匀，能有效降低接触电势与跨步电势。

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3 降低接地网电阻的措施

在工程中采用过的降阻的措施很多，如：利用地质钻孔埋设长接地级、局部换土、使用降阻剂、利用地下水的降阻作用、深井或超深井接地、引外接地、扩大接地网面积、使用低电阻模块以及深孔爆破接地技术和电解离子接地系统等，这些降阻措施的使用条件、降阻效果以及存在的问题，下面将分别作一些简介：

3.1 利用地质钻孔埋设长接地极

根据接地理论分析，接地网边缘设置长接地极能加强边缘接地体的散流效果，可以起到降低接地电阻和稳定地网电位的作用。如果用打深井来装设长接地极，则施工费很高，如利用地质勘察钻孔埋设长接地极，施工费将大大节省。但需注意：利用地网边缘的地质钻孔，间距不小于接地极长的两倍;钻孔要伸入地下含水层方可利用，工程中我们曾经进行过实测，未插入到含水层的长接地极降阻效果差。

3.2 局部换土

用换土的方法来降低高土壤电阻率区接地网接地电阻，这是大家公认的有效措施之一。据了解，贵州铝厂220kV变电站，整个所区换土2m深，另外打有一口200m深的超深接地井，钢管直径100mm，地网实测电阻达到0.2Ω，效果非常好。这两项措施的施工费相当高，其他工程很少采用。

500kV变电站占地面积大，要对整个所区实施换土，是不可能的。通常采用局部换土，只对水平接地带和垂直接地极的全部或部分实施换土，我们已在多个工程中应用。

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(1)局部水平接地带换土

贵阳变是高土壤电阻率，如对水平接地带实施全部换土，需要低电阻率的田园土1万多方，买土量大，当地特殊的环境条件：石头多，土质少，找不到合适的取土点，故采用部分接地带换土的方式。220kV配电装置场地是岩石区，35kV配电装置场地大部分位于填方区，填入了大量的石块和碎石，仅对这两个区域实施换土。平整场地时，施工单位将地表土也收集起来利用，最后买土不到3000m3，减少了买土和运土费用。

(2)全部水平接地带换土

贵州安顺变土壤电阻率高达2500Ω.m，经计算，在采取电位隔离措施，验算接触电位差和跨步电位差，接地电阻的目标值为1.1Ω。本所的地质和环境中没有可以综合利用的条件，要达到接地电阻的目标值困难很大，采用的降阻措施是对全部水平接地带换土。换土量约1万多方田园土，取土点的土壤电阻率为50Ω.m，在全所接地尚未完工时测过一次接地电阻，约为1Ω，已达到了目标值，接地施工完成后，进行了最后测量，测量值小于0.8Ω.m，这是水平接地带换土成功应用的范例。

3.3 使用降阻剂

在高土壤电阻率区的接地网施工中使用降阻剂，无论是变电还是发电工程例子都很多。20世纪的70年代到80年代，使用较多的是膨润土降阻剂和碳基类降阻剂。据了解，多个使用降阻剂的工程，接地完工后测量接地电阻情况都不错，但由于缺乏长期的跟踪监测，对

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降阻剂性能的长效性和对接地极材料的腐蚀性的信息返回少。确实也有质量差的降阻剂，降阻效果不能持久，对接地网造成腐蚀，引起各地对降阻剂使用意见分岐。

3.4 利用地下水的降阻作用

利用站区地下水和地下含水层来降低接地电阻是非常经济有效的措施。下面是贵阳变工程的两个实例：

实例一：在站区西侧35kV配电装置场地边，有一个泉水坑，为了充分利用地下水的降阻作用，回填土前，在坑底作了一个大约20m2的小地网，距平场后的地面约3m，由于回填土不够密实，第一次测小地网的接地电阻约3Ω，但第4次测量时，已有40多天没有下雨了，测得的接地电阻值降到1.4Ω，效果很好。

实例二：500kV并联电抗器基础施工时，基础开挖形成一个稀泥塘，深度2m多，在下方也作了一个小地网，面积约20m2，第一次测量为2.4Ω，第三次测量时降到了1.4Ω，效果也很好。

220kV配电装置场地接地网施工，在铺设了三分之二还未与其他部分的地网连接时，测量接地电阻，阻值约为3.3Ω。也就是说，1000m2的地网电阻比20m2的小地网电阻还大。由此可见，两个小地网利用了地下水的降阻作用，收到了良好的效果。

3.5 深井接地

采用深井或超深井(井深超过100m)接地来降低接地电阻，在西南地区虽然有多个工程，但每口井的施工费超过5万元，而且，效果的可预见性差，应用并不普遍。有一个变电工程一期完工时接地电

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阻测量值为0.58Ω，接触电位差和跨步电位差计算结果均能满足标准要求，同时也作好了电位的安全隔离措施。工程投运后，建设单位为了进一步提高接地网的安全性，在所区西侧的围墙附近打了两口超深井，由于没有打到含水层，也就未达到预想的效果。云南宝峰变，土壤电阻率高达1600Ω.m，站区地质和环境，没有降阻的自然条件可利用。采用的降阻措施是在站区四角打超深井，深井超过100m，地下有含水层，降阻效果相当不错，联网后的接地电阻小于0.5Ω。据调查，贵州地区的水电站工程中采用深井接地有4个工程，井深40m~70m，完工后实测接地电阻都不超过0.5Ω，最小的为0.125Ω;川西地区有多个110kV变电站，接地电阻不满足要求，采用60m~135m深井或超深井接地，国为地下有含水层，接地电阻降到了0.5Ω以下，由此可见，在地下有含水层时，深井或超深井接地，是十分有效的降阻措施。在实施之前，应进行地质勘察，同时，要与其他措施作技术经济比较，特别要避免打井无效造成的浪费。

3.6 引外接地

当变电站附近有低土壤电阻率区(水塘、水田、水洼地……)，可以敷设辅助接地网与所内主接地网连接，这种方式叫引外接地。这也是降低接地电阻的有效措施。福建红山220kV变电站，站址位于花岗岩石的山坡上，220kV设备为GIS，站区占地面积小，接地十分困难，好在站区山下有水田，铺设了辅助接地网与所内主网相连，施工完成后测量接地电阻未超过0.5Ω，这是采用引外接地的一个成功范例。据了解，引外接地在国内应用比较多，有的变电站占地面积小，

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即使站区土壤电阻率不高，接地电阻也难以满足要求，于是就将接地网延伸到站区附近的水塘边、小河边、绿化带、水田边……引外接地需注意：距离不能太远，接地体要深埋，要作好安全保护措施，防止因跨步电位差引起人员和牲畜的触电事故发生，必须保证引外接地的安全性。

3.7 扩大接地网面积

我们知道，在均匀分布的土壤电阻率条件下，接地电阻与接地网面积的平方成反比，接地网面积增大，则接地电阻减小，因此，利用扩大接地网面积来降低接地电阻是可能预见的有效降阻措施。中南地区凤凰山变是利用这种措施的一个范例，但是具有这种条件的工程是不多的。

4 相关问题的讨论

4.1 接地网材料和寿命

接地网寿命与接地网材料和土壤的腐蚀性有关，下面将分别予以讨论：

(1)接地网材质

长期以来，我国接地网材料主要是用钢材，因为我国的铜产量少。在选择接地导体时，一要考虑材质，用钢材或是用铜材;二是计算导体的截面尺寸。欧美和日本都是用铜材，为了提高地网的安全可靠性，我国经济发达的上海，在2002年就开始推荐地网采用铜材。铜材的性能比钢材好：导电率高、热容量大、耐腐蚀性强，铜是无磁性材料，

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电感小。从耐受短路电流能力比较用材量，钢材为铜材的3倍;从接地阻抗比较用材量，则钢材为铜材的8倍，铜地网的接地电阻和地电位差比钢地网小。铜材的性能虽然好，但其价格却较昂贵，差不多是钢材的7~8倍，接地网综合造价约相差2~3倍。因此土质腐蚀性强的地方可考虑采用铜地网，建议研制比铜材便宜的铜包钢材料供工程中选用。但是，在酸性土壤地区，建议不使用铜材，可考虑采取其他防腐措施。

(2)土壤腐蚀性

埋在地中的钢材，常因土壤的腐蚀作用而使截面变小，接触电阻增大，电气性能变坏，接地电阻增高，安全可靠性降低。因地网腐蚀或发生断裂而引起的事故时有发生，每次事故造成的经济损失都在几百万元甚至是数千万元。为了安全运行，每年都有变电站的接地网进行改造，由于要保证变电设备的正常运行，地网改造，不但施工困难很多，投资也很大。所以，新建工程我们对地网设计，必须足够重视。按动热稳定要求计算接地导体截面尺寸时，应考虑材料腐蚀，对腐蚀强的土壤要特别注意。腐蚀与接地体的埋设深度有关，增加地网的埋设深度腐蚀性将减弱，但施工费用又会相应增加。特别说明，铜接地网与变电站混凝土基础内的钢筋、地下的钢管和钢构件会产生电腐蚀，需要采用比较昂贵的阴极保护措施，否则会产生相互关联的事故。

要考虑金属腐蚀，就需要知道金属的年腐蚀率，由于各地土壤情况差别较大，年腐蚀率是一个无法准确给出出定值的参数，各工程应按勘测情况确定。一般来说，土壤电阻率越低，年腐蚀率越大，高土

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壤电阻率的土壤对金属的腐蚀相对较慢。

(3)接地网寿命

变电站的电气设备寿命一般按30年要求，考虑到接地网埋入地中更换相当困难。接地网的使用年限不能低于电气设备的寿命，建议按40~50年考虑。也就是说，地面上的设备即便是更换了，地网仍是安全可靠的，可以继续运行。因此，在选择接地网导体截面时，应按热稳定需要的最小截面再加上30年以上的腐蚀截面。

4.2 入地故障电流

电网中发生接地短路故障时的短路电流可以分成两部分：一部分是经架空线路的避雷线(地线)回流至电源;另一部分是经变电站接地网和大地回流到电源。前者为架空地线的分流电流，后者即是入地故障电流，它是计算地电位、接触电位差、跨步电位差，以及计算接地网导体截面尺寸的重要参数。我们希望架空地线分流越多越好，这样入地故障电流就小了。入地故障电流减小，则地电位就会降低，接触电位差和跨步电位差也相应降低。由此可见，避雷线的分流

系数越大越好。影响分流系数的因素有以下几个：

1) 出线回路数。出线回路多，分流系数成比例地增加;

2) 出线杆塔的接地电阻。随着杆塔接地电阻增加，分流系数逐渐减小，对于高土壤电阻率地区，杆塔接地电阻达到20Ω时，分流系数趋于稳定：

3) 变电站接地网电阻。随着地网接地电阻的增加，分流系数随之增大，即经接地网和大地流回电源的电流随之减少;

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4) 避雷线参数。避雷线的导电性对分流系数的影响很大，导电性能越好(加大截面，采用良导体地线)，分流系数越大，反之，分流系数越小。当避雷线对地绝缘时(采用绝缘地线)，无分流能力，分流系数为零。因此，当变电站地网接地电阻偏大时，各级电压架空出线的避雷线不应采用绝缘方式，同时建议接地电阻偏大的变电站，其架空出线的避雷线在距变电站2~3km范围内各基杆塔均应接地，距离电站最近的几基杆塔，应采取措施将杆塔的接地电阻尽量降低，以便增加分流电流，这一点值得注意，变电设计与线路设计时应相互配合协调解决。

4.3 接触电位差和跨步电位差允许值

接触电位差和跨步电位差的允许值可以按电力行业标准中的公式计算，决定计算值大小的是下面两个参数取值。

1) 站立处的地表面土壤电阻率。为提高接触电位差的允许值，有时需要在设备和构(支)架周围铺设砾石或碎石，以提高人脚站立处地表面的ρ值，取值以不超过2500Ω.m为宜。以此为条件计算的接触电位差允许值应作为限制值，地网的实际接触电位差不应超过限值，否则，将影响人身安全。

工程投运后出现的两种情况值得重视：基一是碎石小道缺少维护，混入了泥土，长出了杂草，没有进行清理;其二是碎石小道被拆除，取而代之的是草坪。这必将导致接触电位差和跨步电位差允许值的降低，尤其是雨季和潮湿季节，从保证运行人员安全考虑，这种现象很值得商榷，环境美化必须在保障安全的条件下实施，这一点应充分认

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识。

2) 接地(故障)电流持续时间。它是计算接触电位差和跨步电位差的参数，它有别于接地装置的热稳定校验计算用短路等效持续时间，而标准中又没有给出定量规定。时间取值短，容易满足要求，时间取值长，则偏于保守，有时会增加接地网的处理措施费。鉴于长期以来，我们尚未见到大接地短路电流系统中，有关接触电位差和跨步电位差使人产生触电伤亡的报道，事实上各种最不利情况同时出现的几率本来就很小，我们没有必要过于保守，那样反而给接地设计和施工带来困难。建议接地电流持续时间取继电保护主保护动作时间为计算条件。

4.4 垂直接地极与深井接地

由垂直接地体降阻作用的理论分析可知，即使在接地网下密密麻麻的设置很多垂直接地体，形成一块以垂直接地体为厚度的一块大铁板，由于铁板厚度与其等效半径相比小得多，其降阻作用很小。如：在100×100(m2)和200×200(m2)地网中密集打入3m长的垂直接地极，前者降阻率不超过4%，后者不超过2%，如果采用深井接地，垂直接地极长度取50m，则降阻率可以达到22%。因此，变电站的接地装置，应以水平地网为主，若想以增加短垂直接地极来降低接地电阻，从性能价格比来看，很不划算，既浪费钢材又增加施工费，这种方式不可取。要想用垂直接地极降阻，就应采用深井接地极，实施要点和优点如下：

(1)一般来说，采用深井接地，井深要达到或超过接地网面积

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的等效半径。为了避免相互之间的屏蔽作用，接地井的间距不应小于井深的两倍，否则，降阻效果将受到影响;

(2)用深井和超深井接地时，要事前调查站区和附近的土壤地质情况，了解地下深层地质结构，特别是要查明地中土壤电阻率变化情况。如地下有低土壤电阻率岩土层或含水层，则具备深井接地的条件;若地下土壤电阻率比地表高，就不应采用深井接地;

(3)深层的土壤电阻率不受气候、季节影响，数值稳定。因此，接地电阻值也不会随气候、季节变化，这是深井接地最大的优点。

4.5 降阻剂的使用

早在20世纪的60年代，已经开始使用降阻剂，到20世纪80年代，各地出现了很多降阻剂生产厂。起初只是在一些小面积地网中(线路杆塔接地、微波站接地、建筑物接地……)使用较多，后来一些变电站接地网也开始使用了。由于降阻剂的质量问题：降阻效果不能长久，对接地钢材有腐蚀性，促使20世纪70年代中期以后，生产厂家开始了提高和改进性能的研究，然而，生产的降阻剂产品并没有达到较为理想的性能，工程中使用以后，仍然暴露出一些问题，使降阻剂应用受阻，变电工程中使用降阻剂的已经很少。

理想化的降阻剂应具备的性能是：降阻效果好，对接地体无腐蚀或腐蚀性小，有效使用年限长(长效性)，无毒不污染环境(不影响地下水源)，施工操作简便。目前对降阻剂应用研究的意见不完全一致，有肯定的，也有否定的，鉴于其安全性和长效性难于保证，对大中型地网的降阻效果小。因此，建议变电站不要使用降阻剂作为主要

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的降阻措施。

4.6 深孔爆破接地技术

爆破接地技术是近期科研成果，它值得在具备条件的地区应用和推广。具体施工方法是：采用钻孔机在地中垂直钻一定直径、一定深度的孔，孔深一般在30m~120m。在钻孔中插入接地电极，然后沿孔的整个深度，隔一定的距离，放置定量的炸药，实施爆破，将岩石爆裂，爆松，然后将调成浆糊状的低电阻材料，用压力机压入深孔中和爆破制裂产生的缝隙中，从而达到通过低电阻率材料将地下大范围的岩石内部构通，加强接地极与岩土的接触，达到较大辐度降低接地电阻的目的。为了验证爆破技术的效果，通过试验现场开挖，发现填充的低电阻材料呈树状分布在爆破制裂产生的缝隙中，延伸很远，最远的达40m，这就达到了利用地下电阻率较低的岩土层或含水层，贯通岩石中的固有裂缝，改善土壤的散流能力，相当于在大范围内将高电阻率的岩土，置换为广泛分布低电阻率材料通道的岩土，从而使接地电阻降低。

爆破接地技术技术已经在我国北方的发变电工程中应用，需注意的是，由于不同地质条件下爆破裂缝的等效计算半径不一样，不同地区应用此项技术时，需进行一些试验，了解本地区的地质特点以及用药量，摸清爆破制裂的规律，使此项技术充分发挥作用。

4.7 电位隔离措施

根据现行接地标准，放宽对接地电阻值要求的附加条件之一是采取电位隔离措施，防止电位转移，即防止变电站内在接地短路时的高

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地电位通过各种途径传到所外，或者说，将所外的低电位引入所内。变电站内一般没有铁路进入，但供水管路、低压线路、通信线路进入变电站是比较常见的。供水管道进入变电站的方式有架空、贴着地面铺设、地下埋设三种方式。架空敷设的水管道很少见，通常为后两种敷设方式。地下埋设的水管电位转移小，无需采用电位隔离措施。贴着地面铺设的水管，应有隔离措施，即：在变电站围墙处应设法兰连接，对接处装橡皮垫，连接螺栓穿在绝缘套内并加装绝缘垫圈。由变电站对所外深井泵房供电时，电源中性点不在所内接地，要改在泵房处接地，供电线路最好使用加强绝缘的架空线路。当采用电缆线路时，最好使用全塑电缆，如采用铠装电缆。电缆在进入泵房处，应将钢铠或铅(铝)外皮剥掉0.5~1m。对于通信线路，如果采用的是光纤电缆，因为没有电路的直接联系，不会产生电位转移，否则，应设置隔离变压器，隔断电路的直接联系，切断电位转移通路。总之，在接地电阻较大的变电站防止电位转移关系到人身和设备安全，设计时必须考虑采取适当的措施。

4.8 敷设双层地网

据某供电局介绍，为了降低占地面积较小的变电站的接地电阻值，有一个110kV变电站，想扩大接地网面积，把地网作成双层，两层地网之间相距仅2m多一点，可能是双层地网产生的屏蔽作用，降阻效果并不理想。在其他工程中也采用过双层地网，降阻效果仍然很小。因此，在没有得到确切的理论根据和试验验证之前，建议不采取这种方式，以免造成钢材和资金浪费。

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5 结论

1) 变电站接地网是维护变电站安全可靠运行，保障运行人员和电气设备安全运行的根本保证和重要设施。接地网设计与施工必须予以高度重视;

2) 高土壤电阻率区的变电站，应根据所区地质和环境条件，采用效果好、经济、合理、安全、可靠的辅助措施，因地制宜，综合治理来降低接地电阻。同时，应当把降低地面电位梯度与降低接地电阻视为同等重要，不应片面追求小接地电阻值而投入巨额资金;

3) 接地网设计要推广采用不等间距的网格布置;大中型变电站的接地网应以水平接地网为主;为降低接地电阻为目的而增加短垂直接地是不可取的;双层地网降阻效果小;实施深井接地的条件应是地下具有含水层或低电阻率的岩土层;

4) 由于已经使用过的各种降阻剂，在降阻效果和多项性能，以及经济性等方面不能完全令人满意，因此，大中型地网不宜使用。建议开展对接地工程的实验研究工作，研制新材料(降阻效果好、腐蚀性小、无污染、性能稳定、价格便宜)，探索经济合理的新方法，并做好科研成果的应用与推广工作.

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第五篇：发电厂厂区接地网要点

厂区接地网要点

1.厂区土壤电阻率较高，为降低接地电阻值，在地下接地网0.5m范围内回填土选用电阻率不大于100Ω∙m的低电阻率、不易流失、性能稳定、易于吸收水分、无强烈腐蚀的回填土进线回填，严禁使用石粉及建筑垃圾。

本设计土壤电阻率按照100Ω∙m计算施工后应在干燥季节进线接地电阻值测量，接地电阻值≤0.1Ω。

2.水平接地干线采用-80×8的热镀锌扁钢，垂直接地极采用DN50的热镀锌水煤气钢管(σ≥3.5mm，L=2500)，接地装置埋于冻土层下。水平接地干线的外缘应闭合，外缘各角做成圆弧形，垂直接地极的间距不小于其长度的两倍，水平接地干线的间距不小于5m，接地线与公路、铁路、化学管道灯交叉的地方，对接地线应采

取保护措施。

3.厂区地下接地干线深埋-2.0m，距离建筑物2.0-3.0m。地下接地干线横跨工业管沟和电缆沟道隧道时，

一般从沟底穿过，遇到建筑物和设备基础时，应从其中穿越或绕过，接地线不得断开。

4.交流电气设备应尽可能利用自然接地体(不包括易燃易爆管道)接地，如与大地有可靠连接的建筑物的金属结构，起重机与升降机的钢轨道和构架，运输皮带的钢梁，电除尘器的钢构架和配线的钢管灯接地体接地，但不得使用蛇皮管，保温管的金属网或外皮以及低压照明网络的导线铅皮做接地线，自然接地体至少两点与接地网相连。自然接地体保必须有良好的电气通路。当利用串接的金属构件做接地线时，构件之间应以截面不小于

100mm2的钢材焊接。

5.电气设备每个接点部分应以单独的接地线与接地网连接，严禁在一个接地线中串接几个需要接地的部

分。

6.当厂区地下接地干线不与独立避雷针的接地装置相连时，两者地中距离应大于3.00m。厂区接地干线

与烟囱接地干线的地中距离应大于3m。

7.接地线的连接均采用搭焊接，其搭接长度必须符合下列规定：

扁钢为其宽度的2倍，且至少3个棱边焊接。

 圆钢为其直径的6倍。

圆钢与扁钢连接时，其长度为圆钢直径的6倍。

 扁钢与钢管、扁钢与角钢焊接时，为了连接可靠，除应在其接触部位两侧进线焊接外，并应焊以由钢

带完成的弧形(或直角形)卡子或直接由钢带本身弯成弧形(或直角形)与钢管(或角钢)焊接。

接地线埋入地下部分，焊接点均做防锈处理，地上部分涂防锈漆。