儒巖變電站接地網(wǎng)接地電阻綜合處理技術(shù)措施

李慧

摘 要：110kV儒巖變電站接地網(wǎng)接地電阻沒有達(dá)到設(shè)計要求，采取的技術(shù)措施是：首先采用外擴電解地極降到0.75Ω，接近了設(shè)計值0.5Ω；然后，采取絕緣措施防止接觸電位差、跨步電位差觸電，采取均壓措施防止弱電設(shè)備受雷擊或反擊損壞。

關(guān)鍵詞：變電站；接地電阻；電解地極；絕緣；均壓

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.180

1 儒巖變電站基本情況

110kV儒巖變電站位于梧州市市郊，占地約2200平方米，變壓器容量2×31.5MVA，三個電壓等級，110kV配電裝置室外布置，35kV及10kV配電裝置室內(nèi)布置。儒巖變電站站址所在地土質(zhì)主要為泥質(zhì)沙巖，土壤電阻率在站內(nèi)分布不均勻，在320-600Ω·m之間變化，而且受季節(jié)氣候干燥變化影響較大。

綜合考慮架空避雷線和主變中性點分流因素及變電站綜合自動化系統(tǒng)對接地電阻的要求，設(shè)計要求變電站接地網(wǎng)接地電阻為0.5Ω。儒巖變電站站內(nèi)接地網(wǎng)按施工圖紙施工完畢后，實測接地電阻為3.3Ω，不能滿足0.5Ω的設(shè)計要求。

2 利用外擴電解地極降低接地網(wǎng)電阻

儒巖變電站的土壤電阻率在320-600Ω·m之間，如果要達(dá)到設(shè)計0.5Ω的要求，采用傳統(tǒng)向外擴展接地網(wǎng)的方法，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《交流電氣裝置的接地》的計算方法，需要向外擴展接地網(wǎng)約21萬平方米，從經(jīng)濟上，技術(shù)上都不可取，不符合科學(xué)的發(fā)展觀。

采用打深井配合使用降阻劑的方法，從經(jīng)驗來看，效果并不明顯。

使用外擴電解地極組的方法，只需要22支電解電極，比較少的占地就可能能滿足要求。外擴電解地極組包括四個部分：電解地極、接地線、離子回填料、陰極補償裝置等。

2.1 電解地極

電解地極為銅管或塑料管，直徑65mm，管長1.5m，管內(nèi)裝有離子化合物，管的兩端各有3個呼吸排泄孔。

電解地極埋于地下0.8m，電解地極上面回填離子回填料，電解地極通過呼吸排泄孔吸收土壤中的水分，使電解地極內(nèi)的離子化合物變?yōu)殡娊赓|(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液從呼吸排泄孔排出，在離子回填料的吸取作用下，均勻的流入土壤，在土壤中形成了成片導(dǎo)電良好的電解質(zhì)土壤，從而形成了一個良好的電解質(zhì)導(dǎo)電通道，大大的降低原來土壤電阻率，達(dá)到降低接地電阻的目的。

電解地極的設(shè)計有效期按管內(nèi)離子化合物數(shù)量及呼吸排泄孔大小、數(shù)量，以及電解質(zhì)溶液排出速度，設(shè)計壽命為10年。

儒巖變電站所需電解地極數(shù)量n：

可按以下經(jīng)驗公式計算：

n=1/[（1/R1）×R×K]

其中：

R為設(shè)計要求接地電阻值，R=0.5Ω；

R1為1套電解地極電阻值，R1≈0.08ρ，儒巖變電站的土壤電阻率在320～600Ω·m之間，為可靠起見，并考慮季節(jié)變化干燥對土壤電阻率的影響，ρ取600Ω·m；

K為電解地極效應(yīng)系數(shù)，

當(dāng) ρ<200Ω·m 時，K取3，

當(dāng) 200≤ρ<500Ω·m 時，K取4，

當(dāng) 500≤ρ<1000Ω·m 時，K取4.5，

當(dāng) ρ≥1000Ω·m 時，K取5，

固K取4.5；

n=1/[（1/R1）×R×K]

=1/{[1/（0.08×600）]×0.5×4.5}

=21.3

n取22，也就是，儒巖變電站所需電解地極數(shù)量為22組。

2.2 接地線

接地線采用50×5mm鍍鋅扁鋼，作用是把電解地極連接起來并與變電站站內(nèi)接地網(wǎng)連接起來。儒巖變電站22組電解地極分為4段分別與站內(nèi)接地網(wǎng)連接，電解地極與電解地極之間距離約為30m，4段電解地極的接地線總長度約為700m。

2.3 離子回填料

離子回填料作用是把電解地極中的電解質(zhì)溶液從管中吸出來，另一方面，離子回填料本身電阻率只用8Ω·m，起改善土壤電阻率的作用，加強電解地極與大地的有效接觸。

2.4 陰極補償裝置

儒巖變電站設(shè)計了兩套陰極補償裝置，以補充電子，從而減緩金屬構(gòu)件的腐蝕速度，達(dá)到較好電化學(xué)防腐效果。

儒巖變電站外擴電解地極工程施工完畢后，實測接地電阻為0.75Ω，接近了0.5Ω的設(shè)計要求值，但還沒有滿足設(shè)計要求，需采取其他措施以防止接觸電位差、跨步電位差觸電及防止綜合自動化系統(tǒng)等弱電設(shè)備受雷擊或反擊損壞。

3 采取絕緣措施防止接觸電位差、跨步電位差觸電

儒巖變電站接地網(wǎng)電阻已經(jīng)達(dá)到0.75Ω，接近了設(shè)計要求，為了降低成本，不再采取措施減小接地電阻，為了防止接觸電位差、跨步電位差觸電，可采用均壓、絕緣等技術(shù)措施。儒巖變電站接地網(wǎng)本身已經(jīng)設(shè)計了方孔等間距均壓帶，因而這里著重考慮采用絕緣技術(shù)防止接觸電位差、跨步電位差觸電。

為了防止接觸電位差、跨步電位差觸電，儒巖變電站在110 kV隔離開關(guān)及斷路器鋪設(shè)了瀝青操作平臺，站內(nèi)道路也使用瀝青路面，35kV、10kV開關(guān)柜前鋪設(shè)絕緣墊。

4 采取均壓措施防止弱電設(shè)備受雷擊或反擊損壞

弱電設(shè)備比較容易受雷擊或反擊而導(dǎo)致?lián)p壞，有效防止弱電設(shè)備比較容易受雷擊或反擊而導(dǎo)致?lián)p壞的方法，除了盡量減小接地網(wǎng)接地電阻之外，均壓、屏蔽、限幅、隔離等技術(shù)也很有效。儒巖變電站接地網(wǎng)電阻以達(dá)到0.75Ω，接近了設(shè)計要求，如果再繼續(xù)減小接地電阻，將要投入比較大的成本；而另一方面，屏蔽、限幅、隔離等技術(shù)措施，弱電設(shè)備的生產(chǎn)廠家已經(jīng)考慮得比較充分，因而儒巖變電站防止弱電設(shè)備受雷擊或反擊損壞的技術(shù)措施就著重放在對整個變電站接地網(wǎng)的均壓上。

為了達(dá)到均壓目的，儒巖變電站設(shè)計了一個二次接地環(huán)網(wǎng)，二次接地環(huán)網(wǎng)由四部分組成：主控室接地環(huán)網(wǎng)、35kV及10kV高壓開關(guān)柜接地環(huán)網(wǎng)、高壓開關(guān)站接地環(huán)網(wǎng)、各接地環(huán)網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)線。

弱電設(shè)備的機箱、隔離變壓器的外殼、二次電纜及通訊電纜的屏蔽層鎧裝層、電壓互感器及電流互感器的二次側(cè)接地等都接在二次接地環(huán)網(wǎng)上，使得所有的弱電設(shè)備處于一個等電位，從而有效地防止雷擊或反擊的損壞。

5 結(jié)語

儒巖變電站為變電站接地網(wǎng)接地電阻綜合處理提供了一種成功模式：首先采用外擴電解地極降到0.75Ω，接近了設(shè)計值0.5Ω；然后，采取絕緣措施防止接觸電位差、跨步電位差觸電，采取均壓措施防止弱電設(shè)備受雷擊或反擊損壞，既節(jié)省了投資，又能滿足運行要求。

參考文獻(xiàn)：

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