变电站接地网存在的问题及其解决措施

1、变电站接地的问题
1.1、阻值变大。
分析其原因，可能与土壤电阻率和接地体与土壤的接触电阻有关。土壤电阻率ρ值是接地设计和计算的重要依据，由于土地的分布千差万别，大多数情况下土壤都是不均匀，表现在实际的土壤电阻率沿水平和垂直方向不均匀分布，并且无任何规律可言，通过地质勘探资料的各种土质和地下水位来估算土壤电阻率ρ值往往与实际出入很大。

土壤的电阻率直接影响土壤的导电性，而土壤质地、温度和水分含量对土壤电阻率有很大影响。此外，接地电阻值还与接地网与土壤的亲和程度有关，早期接地体经过长期锈蚀，表面产生锈层，也导致接触电阻增大。阻值变大将导致工频接地短路和雷击电流入地时电位过高，严重威胁设备和人身安全。

1.2、接地网的均压问题
造成均压效果差的原因有：接地体埋深不足；接地网只采用长孔网，很少用方孔地网计算；未采用均压带措施；设备接地引线过长；忽略了地网的均压和散流尧等。这些因素会造成接地网地面电位分布不均，引起跨步电压过高。

1.3、接地网与设备引线存在薄弱环节
对于运行中的若干座变电站进行全面检查和试验发现存在的最大问题不是接地网的各项技术指标。而是变电站内的电气设备与接地网的连接问题，设备的接地引下线与地网焊接不良，从焊口处开路，接地网水平接地体的接头处焊接不符合要求；而接地网与引下线经过长期锈蚀，有效截面不断减小，当设备短路时，就不满足现有的系统短路时热稳定要求而熔断，造成设备外壳所带高压电反击低压二次回路，接触电压威胁人身安全等问题。此外很多接地网与设备的连接只是简单的搭接焊接，焊接防锈处理均不符合电气装置工程接地装置施工及验收规程要求。

1.4、接地引下线及接地体的截面偏小满足不了短路电流的热稳定
由于接地体或设备的接地引下线不能满足短路电流热稳定的要求，在发生接地短路时接地引下线往往被烧断，使设备外壳上有较高的过电压，有时会反击到低压二次回路使事故扩大，有的用户就是因为设备的接地引下线截面不够在设备发生接地短路时，高压窜入低压回路烧坏二次保护控制电缆，使事故扩大。

1.5、接地装置的腐蚀问题
接地装置的腐蚀是一个普遍存在的问题，变电站接地网最容易发生腐蚀的是接地引下线，由于腐蚀接地线不能满足接地短路电流热稳定的要求腐蚀接地线不能满足接地短路电流热稳定的要求或腐蚀接地线不能满足接地短路电流热稳定的要求者形成电气上的开路，使设备失去接地。

1.6、水平接地体的埋深不够
标准规定水平接地体要埋深0.6m以下。由于水平接地体埋深不够，接地电阻受季节影响，尤其受土壤干湿度影响较大，由于表层土壤容易干燥。所以造成接地装置的接地电阻不稳定，由于水平接地体的埋深不够，就 影响接地网的均压，在发生接地短路时地面的跨步电压较大，对巡视人员 构成威胁，上层土壤的含氧浓度高袁容易发生腐蚀袁这也是水平接地体容 易损坏的主要原因。

2、解决措施
2.1降低接地电阻保持整个地网电位均衡
变电站接地网干线均应采用外缘闭合、内部敷设方孔型均压带的型式。特别是故障电流高度集中的区域，应采用加强的接地装置，即在周围加装垂直接地极和水平地埋线。采取的措施：一是尽量降低接地电阻值，利用建筑基础深的优势，在挖建筑基础时把接地网打在基础以下0.2m处（基本能与地下水接触），降低接地电阻值；二是要有效地解决均衡电位问题，减少接触电势、跨步电势和转移电势，克服故障大电流作用下电网可能形成的高电位差。

2.2均压
在高压配电装置地面下设置水平接地网，使其外缘闭合。内部敷设均压带，并利用建筑物的钢筋与地网可靠连接，形成通路。这是一种十分有效的均压措施。由于均压带的存在，配电装置区域内的电位分布比单独接地体和简单的环路接地体要均匀的多，所以接触电压和跨步电压的数值大为降低，实现了均衡电位接地。

2.3设备接地引下线截面与主网干线截面的配合
（1）接地引下线应就近入地，并以最短的距离与地中的主网相连。设备引下线不应与电缆沟中的通长扁钢连接，因其敷设于电缆沟内壁表面的混凝土上，不起散流作用。发生短路时，易造成局部电位升高，引起电缆绝缘破坏等。

（2）带有二次回路的电气设备如CT、PT等，为减小接地引下线的阻抗，保证与主网可靠连接，应采用两根截面相同的，每根都能满足热稳定和腐蚀要求的接地线，在不同的部位与主网连接。
（3）加强主控室及弱电系统与地网连接的可靠性。
2.4接地引下线的截面积及接地极截面选择
（1）变电站的接地引下线截面积应满足热稳定的要求，需按系统短路电流进行热容量的验算，增大接地引下线的截面积。目前运行的变电站接地引下线的截面积小于主网干线的截面积是不合理的，通过前述对接地引下线受入地短路电流影响的分析，地网导体的分支最大只承受入地短路电流的50%，所以接地引下线除满足热稳定要求外，其截面积至少应是主网干线截面积的2倍。另外，接地引下线应有良好的导电性能，在大故障电流的作用下不产生明显的电位差，接地引下线要有足够的截面积，而且其长度尽可能地短，，对可能通过较大故障电流的部位应用2根以上的接地引下线与地网的不同部位连接，保证故障电流由更多的途径。

（2）通过对近年来已建成投入运行变电站，圆钢的腐蚀截面要小于扁钢。因为在相同的导电截面积下，圆钢的表面积要小于扁钢，即在同样潮湿的土壤中，同样截面积的圆钢与土壤接触的面积要小于扁钢，受土壤的腐蚀程度要小于扁钢。在接地网的设计、施工、技术改造中建议使用圆钢。
2.5要对接地装置采取行之有效的防腐措施
设计部门首先应考虑接地线的防腐问题，根据地质情况适当地增大接地线截面积。接地线与接地极或接地极之间的焊接点，应作防腐处理，涂防腐剂或沥青等防腐材料。为更好地防腐，提高接地网使用年限。另外，由于地网属隐蔽工程，埋于地下后不易检查、修复等，因此，从设计的角度应加大对地网腐蚀的调查研究，以便有利于系统的安全运行。

2.6水平接地体的埋深
地网的敷设深度规程和新规范中明确指出，接地网的埋设深度宜采用0.6m，《设计手册》中又补充到，在冻土地区宜敷设于冻土层以下，现设计中一般将地网全部埋设于冻土层以下。

3、结论
变电站接地网的设计应结合实际情况，根据变电站的规模、接地短路电流的大小，对接地电阻、地网均压和地电位的要求，考虑地网布置，敷设深度，腐蚀及热稳定校验，认真地分析计算，综合分析对比各种方法的效果、费用以及维护是否方便，在保证变电所接地的安全条件下，综合考虑各种因素，合理地设计接地装置以便于变电所的安全运行和施工。


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