1、浅谈变电站电气接地技术 摘要：近几年，我国的电力系统得到了充足的发展，电压等级也不断提高，这也导致国内的变电站运行的可靠性越来越低，对变电站造成了严重的危害，因此，为了保证变电站的安全运行，必须对其进行一定电气接地操作，这样就能有效保证变电站电力系统的安全稳定运行了。本文就针对变电站的电气接地技术进行相应的探讨。 关键词：变电站；电气接地技术；分析探讨 近年来 ,随着电力系统的发展 ,故障时经地网流散的电流越来越大 , 故障时地网的电位也随之升高 , 由于接地措施的缺陷而造成的事故也屡有发生 , 给运行人员和检修人员的安全带来威胁 ,同时使一次设备的绝缘遭到破坏 ,进而扩大事故 , 给企业带来
2、巨大的经济损失和不良的社会影响。变电站的接地系统是维护电力系统安全、可靠运行 ,保障运行人员和电气设备安全的根本保证和重要措施。变电站接地包含工作接地、保护接地、雷电保护接地。工作接地即为电力系统电气装置中 , 为运行需要所设的接地 ;保护接地即为电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等 , 由于绝缘损坏有可能带电 , 为防止其危及人身和设备的安全而设的接地 ; 雷电保护接地即为雷电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。当前 ,电力系统容量的不断增加 ,短路电流也不断增大 ,同时 ,土地资源的紧张也要求站址面积小型化 , 这些都对变电站接地设计提出了较高的要求。因此 ,变电站接地网安全除了
3、对接地阻抗有要求外 , 还对地网的结构、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、转移电位危害等提出了较高的要求。 一、变电站电气接地技术的概述 变电站的 电气接地技术主要是为了实现变电站交流设备的接地以及防雷，从而增强变电站的可靠性、安全性，对变电站的安全运行有着重要的意义。但是由于传统的变电站电气接地只注重接地电阻的测量，而忽视了接地技术的隐性工作，使得很多的变电站电气系统总是存在接地不良的情况，起不到良好的接地效果，增加了变电站的不安全因素，对变电站设备、人员、社会等都造成了不可估量的损失。因此，提高变电站的电气接地技术是非常关键的。 基于传统变电站电气接地存在的问题，我国的电力专家对电气接地进
4、行了研究，发现，变电站电气接地的核心内容应该是控制 变电站发生接地短路，也就是要提高电气接地的接地电位，只有这样，才能有效减小接地网的短路。也就是说，为了实现变电站的接地安全，不仅仅是要对接地电阻进行测量，接地电位、接地电压、跨步电压等都是必须考虑的因素，这样才能减少变电站事故的发生。 二、变电站电气接地技术的设计 （一）变电站电气接地技术的设计原则 通过对我国的变电站进行调查，发现，变电站在发生事故时，电流会越来越大，这就导致变电站的接地电阻值发生变化，远远达不到设计要求的接地电阻 2000/1 的标准，这样增加了变电站的不安全因 素。因此，在对变电站电气接地进行设计时，应该遵循以下几点原则
5、： 1、在同一个变电站中，必须选择相同的电气接地系统，而且电气接地方式一定要统一； 2、在选择变电站电气接地的连接物时，一定要选择地基钢筋或者金属物作为接地物； 3、在尽量选择金属接地物的同时，还应加入人工接地物作补充，使其能够形成一个闭合环路。 （二）变电站电气接地技术的设计要点 1、变电站接地电阻的选择 我国的变电站电气接地规程中明确规定，变电站电气接地的电阻要控制在 R2000/1，当 接地电阻不符合这个标准值时，设计人员可以增大接地电阻，但是最大不能超过 5欧姆。但是我国当今的土壤很难达到 R2000/1的标准，也就是必须通过人工对其进行增大，而在电阻增大的过程中，换流站的接地网电位也
6、会随之增加，最高会增到 15.12kv，大大提高了电气接地系统的二次危害因素，因此，变电站的接地电阻选择必须与换流站的接地网电位进行结合考虑，当接地网正常工作时，接地电位是趋向于零的，但是当发生故障时，也就是接地电阻增大时，接地网的接地电位就会增加，这样就会造成电位差，从而引发接地网事故。 通过对接地网 电位、接地电阻的综合考虑，发现，当接地网发生故障时，变电站的接地电位升高 5kv是可行的，这个时候的换流站的接地电阻应该是小于 0.165344 的任意值。 2、变电站接地短路电流的选择 以下是计算变电站接地短路电流的公式： I=（ Imax-In）（ 1-Ke1） =（ 50-15）（ 1-
7、0.28） 25.2 （ KA） （ 1） I=In（ 1-Ke2） =15（ 1-0.18） =12.3（ KA） （ 2） 其中， Imax 是为了实现变电站换流站的长期使用，而选择的最大接地短路电流， 一般取值为 50KA； In是接地网发生短路时，流往变电站主变压器中性点的短路电流，当电压器只有一个中性点时，In=30%Imax=30%50KA=15KA ； Kel 是当接地网发生短路时，与变电站接地网相连接的避雷线的分流系数，它是由避雷线的出线回路确定的，这里我们假设避雷线的出线回路是 2，则 Kel=0.28； Ke2 是接地网发生外接地时，避雷线向两侧的分流系数，一般都是取 0.
8、18。 把这几个数值带入（ 1）、（ 2）式中，就可以得出 I=30.2KA，也就是变电站接地短路电流应该选择为 30.2KA。 3、变电站接地导体横截面积的选择 变电站接地导体的横截面积是由导体的热稳定性决定的，当接地母线单向发生短路时，通过接地导体的电流就能达到最大值，我国的变电站接地母线的单向短路电流为 50KA，计算公式如下所示： 其中， S 是接地线的最小截面积； IF 是流过短路线中的短路电流稳定值，C 是接地材料的稳定系数， tj 是短路的等效持续时间。 当流过短路线中的短路电流稳定值为 50000A、短路的等效持续时间为0.355s 时，就可以算出变电站接地导体的最小横截面积应
9、该为 455mm?。 三、变电站电气接地技术的改革措施 1、深水井降阻技术 人类的生活与水息息相关，变电站的建设地方也会选择在有不同水量的地方，而且地下深水中的毛细水、重力水、气态水等都能有效提高地级附近的土壤湿度，降低土壤的电阻率，因此，通过深井来改变接地地极附件的土壤周围的地下水的运动方向，能够有效降低变电站接地网的接地电阻，这就为利用地下水达到降低变电站接地电阻提供了良好的条件。 2、设置水下地网 我国的地形比较多，有些地区的岩石较多，无法设置变电站接地网，而且在无形中增加了接地网 的接地电阻，对变电站的安全造成威胁，基于这样的特点，我们可以依据地下水能够降低接地电阻的优势，选取合适的地
10、方进行地下水网的设置，在设置地下水网时，首相应该对水的电阻率进行测量，并依据数据对地下水网的横截面积进行计算，避免由于地下水位的变化对接地电阻值产生影响。 3、换土法 不同的土壤土质具有不同的电阻率，因此，为了降低土壤电阻区的接地电阻，我们还可以选择换土法，可以通过更换土壤或者人工对土壤进行处理两种方式实现。更换土壤主要是对接地网半米范围内、接地体三分之一范围内的土壤进行更换，例如， 对一些电阻率较高的土壤，可以换为黑土、砂质粘土等等，这样就能有效降低土壤的电阻率；当短距离内无法找到合适的土壤时，我们还可以选择对原有土壤进行人工处理，使其的电阻率降低，例如，可以在原有的土壤中增加石渣、食盐、木
11、炭等，也能有效降低土壤的电阻率，而且这种人工处理的方法成本比较低。总之，经过换土或者人工处理土壤，都能降低土壤的热稳定性，从而达到降低土壤电阻率的效果。 结束语： 总而言之，我国当前的变电站电气接地技术在设计、施工中都还存在一定的问题，电力部门必须对变电站所处的地理位置、地形地貌 等进行深入的勘察，并依据实际情况计算接地电阻、短路电流、接地导体横截面积等，从而降低变电站电气接地系统的危险因素，提高变电站的可靠性和安全性。 参考文献： 杨德清，张文琼 .变电站接地装置存在的问题及其解决措施 J.科技信息， 2010（ 12） . 陈军 .35kV 变电站的接地系统设计与施工问题分析 J.价值工程， 2010（ 30） . 杨怀栋，高进强 .变电站接地设计安全判据的探讨 J.输变电年会，2009（ 11） . 程红玫，徐学亮 .浅谈接地模块在变电站接地中的 应用 J.机械管理开发， 2010（ 06） .
