非直接开挖机械掘进方式在变电站接地网施工中的应用分析

非直接开挖机械掘进方式在变电站接地网施工中的应用分析

殷超蔡鹏

国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司江苏泰州225300

摘要：近年来，随着经济的高速发展，城市化进程脚步不断加快，能源需求日益旺盛，无论是生产生活均离不开电，使得电力负荷增长越来越大，电力系统的容量也要求在不断扩大中，变电站接地网的设计运行对于电力系统的安全，经济及可靠运行，同时对于变电站工作人员的人身安全起着至关重要的作用，但是变电站接地网的问题比较突出，怎么进行对存在的问题进行改造，成为本文将要讨论的话题。

关键词：大型变电站；接地网；改造

随着科学技术的不断发展，我国电力工业及铁道电气化事业也随之取得了明显的进步，变电所容量不断的增加，但为了减少对工农业用地的占用或配合输电线路的路线规划，很多变电所的地址都处于土壤电阻率高的山地或沙漠地带，从而导致变电所的接地电阻很难达到技术标准的要求。那么，如何才能有效的降低变电所的接地电阻，从而保护变电所人员设备的安全，这就成为变电所的重要问题。下面我们就介绍几种有效的降低接地電阻的处理措施方法。

1、大型变电站接地网改造设计原则

由于大型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，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。变电站接地网改造设计时应遵循以下原则：①尽量采用建筑物地基的钢筋和自然金属接地物统一连接地作为接地网。②尽量以自然接地物为基础，辅以人工接地体补充，外形尽可能采用闭合环形。③应采用统一接地网，用一点接地的方式接地。

2、大型变电站接地电网改造中存在的问题分析

为了电网的安全运行，常常在大型变电站中将电力系统以及电气设备的相关部分和大地中的有效接地装置连接起来。在电力系统中接地可以分为工作接地、保护接地以及防雷接地，其中工作接地是为了电力系统运行而进行接地；保护接地是为了防止由于设备中过大的电流对人的安全产生危害而进行的接地；防雷接地是为了消除在发生雷击时过大的电流、电压对设备产生的危害，常见的有避雷针、避雷器等接地设备。为了规范变电站的接地网的设计，国家专门规定了相关的接地标准，但是这些方法只能对均匀土壤中的规则接地网的接地参数进行计算，对于土壤或者接地网结构比较复杂的情况只能借助计算机来进行数值计算。但是随着电力系统和变电站规模的变大，特别是容量比较大的变电站，占地面积比较大，其电气设备分布比较分散，当发生故障时电流注入点的位置不同，使接地网的电位不同，传统的电网设计方法已经不能满足这种电气系统接地的需要。同时在变电站的控制室中的自动化和保护设备之间一般需要用电缆连接在一起，而电缆的屏蔽层往往两端接地，在发生故障的时候由于其内部的电位差造成电缆表层环流或者反击，使得设备的绝缘层被损坏，影响了设备的检测和控制。在接地网的设计应用中，电气设备可能通过多条接地引下线和接地网的不同部位进行连接，而等电位的模型不能有效的反应出这种情况下的接地网的性能。

影响接地网设计的关键要素主要由接地电阻、跨步电压以及接触电压等参数组成，接地电阻的大小和接地系统中的电表电位有着密切的关系，得到了接触电压和跨步电压就可以得到地表的地位分布，所以电位是其中的关键数据。地表中的电位是由土壤中的电流场决定的，因此需要用一定的数学方法来计算其结果。电力系统发生接地故障的时候，其入地电流是交流电，所以接地系统上的电位和电流具有同样的分量，同时还有入地电流正交的分量，所以采用接地电阻是不能反映实际情况的，可以用接地阻抗来表示。对于接地网面积比较小的情况，阻抗的作用不是很明显，可以忽略，对于接地网比较大的要考虑接地导体中的电阻、自感和互感等情况。

3、大型变电站接地电网的改造的具体方案

3.1大型变电站接地电网的施工工艺

大型变电站接地电网中施工的工艺也是非常重要的。如接地干线挖沟尺寸要求：深1米宽≥0.4米，那么其设备支架、架构等等处的接地引下线焊接段和扁铜交叉点焊接段宽≥0.5米。亦如关于接地极为3.0米长的铜包钢棒，其接地极为波兰进口的伽尔玛产品，在打入要求棒顶低于地面1m时（如果当接地级离道路较近时，棒顶低于地面1.2米），目的是便于与水平接地网连接，形成各接地级之间的距离一般不小于6米。等等这些要求，只有在施工中必须要严格按照施工工艺进行，才能把大型变电站接地电网搞好。

3.2施工过程中设备的处理改造

一是关于设备接地引下线的连接，通常设备的接地引下线引到电缆沟内的扁铁上，假设造成短路故障时，就会形成短路电流经电缆沟接地体流向主网，引起回路的危险，所以不能将设备接地引下线连接到电缆沟内的接地扁铁上面，应该做到在接地的电缆沟内计多处与地网主干线相连。保持沿途分流，避免大电流集，已经避免出现高电位差的作用。

二是主要设备多点接地情况，为了减少接地引下线的阻抗和减少局部电位升高，同时起到互为备用的目的，在主变本体及中性点接地引下线、带有二次线的一次设备接地引下线中应做到不要与不同主网干线可靠相连，而且其连接线应不少于两根，并且每根都能满足热稳定和腐蚀要求的接地线，能够在不同的部位与主网连接起来。

三是接地网主干线结构，现在我国很多地区接地网主干线都是长孔形布置，而且其高压设备是沿电缆沟布置。当接地短路电流流过接地装置时，在大地表面就会形成电位，当人两脚去接触水平距离为0.8m的两点时，就会形成跨步电压。为了增加短路电流散流通路，改善电位分布，从而减少人体接触跨步电压，并且使设备接地点与主变中性点要有多路通道，因此应该把目前以长孔为的接地网设计，改成以方孔为主，或者是将接地引下线连接到两侧的水平地线上面，从而形成不规则的方格网孔的形状。

3.3大型变电站接地电网的防腐蚀措施

腐蚀过重，就会导致电泄露，严重影响人的生命安全，所以防腐蚀是大型变电站接地电网中最重要的一方面，因此在防腐蚀措施中表现：一是地质条件的考虑，当土壤腐蚀性严重时，对于接地网多考虑采用铜网，或者是采用钢材。并且在主地网的连接点，应该是高出地面约0.3米的地方采用氩弧焊焊接方式，从而避免腐蚀。二是材料抗腐蚀处理。一般在其表层作防腐处理工作，采取的办法是在焊接处应去掉焊渣后，涂厚度2毫米左右的沥青。假设电缆沟相对湿度较大，有腐蚀性，采取的办法是在电缆沟内的扁铁除采用镀锌防腐。各种腐蚀不一样，采取的防腐措施也各有不同。

4、结语

随着我国经济发展和人民生活水平的不断提高，电力系统的容量也在不断的增大，现代电网也逐渐的向超高压、远距离的方向发展，这对电力系统的安全运行带来了调整。为了确保电网的安全有效运行，提高电网的稳定和可靠性，必须采取相应的安全保护措施。大型变电站的接地网改造是电网系统中的重要组成部分，对于电力系统的安全运行具有重要的影响。近两来我国已经发生了由于接地网改造设计不合理而引发的安全事故，这些事故不仅造成人员的伤亡，同时也带来了巨大的经济损失，产生了不好的社会影响，因此加强对接地网改造的优化设计具有重要的现实意义。

参考文献:

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[2]颜怀梁,陈先禄,李定中.接地计算方法及应用不均匀网孔改善地网电位分布的计算研究[J].重庆大学学报,2016(4)

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