1、新材料降低变电站接地网电阻值的分析摘要：接地是确保电气运行、维护、测试人员的人身安全；是保障电力系统电气设备的安全运行。本文对变电站主接地网选用的材料进行分析。 关键词：变电站、接地网、新材料 中图分类号： U264.7+4 文献标识码： A 文章编号： 1 变电站接地网的主要作用及基本要求 变电站接地网的作用较多，在大多数情况下主要有雷电流的泄流、故障电流的泄流、工作接地三种。 （1）雷电流泄流 雷电流的能量频谱显著高于工频电流，泄流瞬间的电位差主要决定于电流变化率产生的感抗。 雷电流时间尺度为微秒级，相对而言电阻电压降很小。据计算8/20s、1.5/40s、10/700s 波型的 90%峰
2、值电流积累值分别出现在24KHz、87 KHz、和 11 KHz 附近。其频率为工频电流的 1000 倍左右。感抗变得十分重要。过长的地线对雷电流的泄放作用很小，因而主要用于雷电流泄流的地网其长度应满足防雷接地体的有效长度的要求。 （2） 故障电流的泄流 由于故障电流主要为低频段的工频电流。时间尺度为秒级，在上式中电感阻抗极小，而电阻阻抗成为主要考虑因素，地网设计中对故障电流的强度的分析计算，以及对接触电压和跨步电压的分析成为地网设计中的关键。DL/T 621交流电气装置的接地 、DL/T 620交流电气装置的过电压保护和绝缘配合规范中有比较明确的技术规定，相对而言对地网的规模和长度限制较小，
3、但对地网的接地电阻值经常有比较苛刻的要求。 （3）工作接地 作为设备工作的零电位参考点（使电气装置或设备的非载流金属部分保持在零电位） ；为维持设备的零电位，其基本要求是把所有接地系统连结起来，这就是共用接地的概念。 排放设备漏电流或静电电流，减小电嗓声 （电嗓声会产生干扰，引起精密电子设备的数据出错） 。 综上所述，在设计地网时首先应确认其主要目的，并满足其基本要求。在实际中经常是同时有几个目的，应分析情况确定地网设计的基本原则和设计要点。 2 接地和接地电阻 接地是把导体（线路和设备）使用导线接到大地，并和埋在大地的接地极和地网连结。接地的主要目的是以大地作为电气设备的零电位，安全泄放雷电
4、流或其它故障电流，避免地电位升高太大，通过均压和等电位联结以保障设备和人员安全。 对于接地系统最重要的要求是接地电阻。它由三部份组成： a）接地导体包括连接导体及连接器的电阻； b）接地导体表面与其相连接土壤间的接触电阻； c）接地导体周围土壤的散流电阻。 上述三部分中以土壤的散流电阻对接地的影响最重要，影响因素最复杂。土质、土壤含水量、接地体的形状、尺寸、长度、数量都对其有复杂的影响，接地系统的设计是地网设计的关键。 3 降低变电站接地网电阻值的方式 由于土地资源宝贵，变电站内电气设备布置日趋紧凑，尽可能压缩站用面积，站址周围空间越来越受到制约，导致接地范围狭窄，按照常规方案设计实施，要求达
5、到规程所规定的电阻值难度大。 1）原始方式 传统降低接地网电阻值的方法有：利用现场各种自然接地体降阻；站外增设接地装置扩大接地范围；外引接地装置，即将部分接地装置引至土地电阻率较低的地方，如水底；深井降阻；人工改善站内土地电阻率。 以上各种降阻方法均有其局限性，就目前站址环境条件而言，要有效降低接地电阻，达到 DL/T621-1997交流电气装置的接地规定接地装置的接地电阻值应符合 R2000/I-欧姆的要求，如此低的接地电阻值，即使采取综合措施如换土、使用降阻剂、外引接地网等，也是不容易达到的。 2）新的接地材料 随着高新技术的发展，国内外研发出高效、长效、防腐、环保的接地新工艺、新材料和新
6、设备，为优化和改进接地，有效降低接地电阻值提供了条件。 目前可供选用的新产品有防腐离子接地体，离子缓释填充料、铜包钢接地极、锌包钢接地极、物理接地模块等，下面的设计方案比较中以防腐离子接地体 ALG 为例。 4 设计案例分析比较 现对传统常规材料与新材料分别作接地进行计算比较。 方案一：采用传统的常规材料作接地 垂直接地体采用传统的 2.5 米 -5055mm 角钢，水平接地体采用-505mm 扁钢；由于接地体存在屏蔽效应，垂直接地体布置在地网外围一圈才对降低接地电阻起一定作用，布置在地网内对降低接地电阻效果非常微弱。在敷设垂直接地体的间距大于其长度的两倍即 5m 才能提高其利用率，若要敷设
7、391 根角钢，则最少需要约 1955m 的长度来敷设。该站的地网外围一圈的总长度只有 300 米，由此可见没有足够的长度来敷设敷设垂直接地体。 方案二：采用新材料作接地 采用新型接地材料 ALG 防腐离子接地体降阻效果远远大于采用角钢降阻的效果，且敷设地网的面积也大大减小，可见采用新接地材料降低接地电阻的效果是显著的。 5 结论 由于土壤电阻率为估计值，以该值为基础对接地电阻进行计算，采用 45 套防腐离子接地体与水平地网并联就能满足0.5 欧姆的要求，所以土壤电阻率的准确度直接与整个地网所采用的接地材料数量密切相关。接地是确保电气运行、维护、测试人员的人身安全；是保障电力系统电气设备的安全运行。接地的目的是达到安全和稳定。接地功能是通过接地装置或接地系统来实现。因此，在采用新材料优化和改进接地时，应从整个地网设计的科学性、可靠性、经济性等方面做多方面比较，使新材料达到降低接地电阻的最佳效果。 参考文献： 1、交流电气装置的接地(DL/T621-1997). 2、交流电气装置的接地设计规范(GB/T 50065-2011).
