關(guān)于降低變電所接地電阻措施及方法的分析和研究

賈平

摘要：本文作者通過對(duì)藍(lán)煙電氣化改造工程、達(dá)萬(wàn)電氣化改造工程、衡茶吉電氣化工程、尼日爾輸變電工程等項(xiàng)目變電所接地系統(tǒng)的參與設(shè)計(jì)及施工，并結(jié)合設(shè)計(jì)、施工過程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，從變電所接地施工工序、接地網(wǎng)降阻處理等方面出發(fā)，對(duì)降低變電所接地電阻措施及方法進(jìn)行對(duì)比分析和研究，簡(jiǎn)要的闡述各種降低接地電阻措施方法的優(yōu)劣，并對(duì)在不同地質(zhì)和施工環(huán)境下選用何種降阻方式最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用進(jìn)行了總結(jié)，希望以后能為各施工同行提供參考。

關(guān)鍵詞：接地系統(tǒng);接地降阻處理;措施方法

1概述

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)電力工業(yè)及鐵道電氣化事業(yè)也隨之取得了明顯的進(jìn)步，變電所容量不斷的增加，但為了減少對(duì)工農(nóng)業(yè)用地的占用或配合輸電線路的路線規(guī)劃，很多變電所的地址都處于土壤電阻率高的山地或沙漠地帶，從而導(dǎo)致變電所的接地電阻很難達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。那么，如何才能有效的降低變電所的接地電阻，從而保護(hù)變電所人員設(shè)備的安全，這就成為變電所的重要問題。下面我們就介紹幾種有效的降低接地電阻的處理措施方法。

2接地降阻處理的措施及方法

接地降阻處理的措施及方法大概有如下幾點(diǎn)：

（1）外擴(kuò)接地網(wǎng)降阻;（2）深井式接地極法降阻;（3）降阻劑處理;（4）降阻模塊處理。

降低電阻值都是以多種降阻措施及方法相結(jié)合的形式來(lái)進(jìn)行降阻，采用單一的降阻措施及方法往往不夠理想。

2.1外擴(kuò)接地網(wǎng)降阻分析

根據(jù)《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50169-2016）第4.4條的要求：“在高土壤電阻率地區(qū)，接地裝置的接地電阻很難達(dá)到要求時(shí)，采用外擴(kuò)接地網(wǎng)、敷設(shè)水下接地網(wǎng)、或電解離子接地極等措施來(lái)降低接地電阻”。而相較于敷設(shè)水下接地網(wǎng)或電解離子接地極，外擴(kuò)接地網(wǎng)降阻不管從施工難度還是施工成本上都大大的優(yōu)于前二者，因此在場(chǎng)地條件允許的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮采用外擴(kuò)接地網(wǎng)降阻的方法。

而根據(jù)公式場(chǎng)地面積S=（0.5×ρR）2可知，在土壤電阻率較大，且地網(wǎng)接地電阻要求很低的情況下，接地網(wǎng)面積S則越大。若要在過大的范圍內(nèi)做地網(wǎng)，地網(wǎng)施工區(qū)域超出了變電所征地范圍，可能會(huì)存在違法占地、當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)阻工等風(fēng)險(xiǎn)，顯然不能實(shí)現(xiàn)。

藍(lán)煙線電氣化改造福山變電所因地基為回填土，土壤電阻率高，所以采用了擴(kuò)大地網(wǎng)面積并外引接地體的施工方法降阻。

2.2深井式接地極法降阻分析

當(dāng)?shù)叵律顚佑休^低土壤電阻率的地質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)可采用深井式接地極進(jìn)行降阻，或構(gòu)成立體地網(wǎng)。采用深井式接地極時(shí)要求對(duì)接地裝置及其四周測(cè)出垂直方向上的土壤電阻率分布?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)采用等距四極法測(cè)量土壤電阻率，用等距四極法測(cè)量土壤電阻率時(shí)，改變間距離a時(shí)，可測(cè)出不同深度的土壤電阻率。因?yàn)榈染嗨臉O法測(cè)土壤電阻率的極間距離與反應(yīng)的土壤電阻率有0.75a的關(guān)系，所以改變不同的極間距離可測(cè)出不同深度的土壤電阻率，取得土壤電阻率分布情況。

采用深井式接地極還要考慮屏蔽問題，深井式接地極一般應(yīng)設(shè)在水平地網(wǎng)的邊緣。在施工中，一定要保證深井接地極與主地網(wǎng)焊接點(diǎn)的焊接質(zhì)量。

深井式接地極法降阻存在施工成本大、周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。以尼日爾項(xiàng)目Maradi變電所為例，該所地處沙漠地帶，變電所周圍土壤電阻率均較高，采用了深井式接地極法+降阻劑法結(jié)合的降阻方法，為了達(dá)到設(shè)計(jì)0.5歐姆的電阻值要求，打了50m深井4口，12m深井12口，打井施工耗時(shí)近兩周。

2.3降阻劑法降阻分析

降阻劑是一種導(dǎo)電良好的灰黑色粉末，將其覆蓋在接地體周圍以后，降阻劑會(huì)向周圍的土壤進(jìn)行滲透，使得接地體周圍的土壤電阻率減小，從而在接地體的周圍形成一個(gè)低電阻區(qū)域;同時(shí)，它也將與接地體緊密的包裹在一起，增加了電流的流通面。

降阻劑的使用方法也較為簡(jiǎn)單，將降阻劑與水拌好以后，均勻的包裹住垂直接地極和水平接地體，初凝以后，再用細(xì)土進(jìn)行回填夯實(shí)即可。在山區(qū)和巖石地區(qū)，使用降阻劑以后，還能減少接地極數(shù)量，減小施工難度。

但由于降阻劑本身屬于一種腐蝕性物資，會(huì)對(duì)接地體造成腐蝕，并且污染周圍地下水和土壤。因此，降阻劑的使用及用量，一定要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求來(lái)進(jìn)行。

達(dá)萬(wàn)電氣化改造工程梁平變電所則采用了降阻模塊、降阻劑的施工方法降阻。

2.4降阻模塊法降阻分析

接地降阻模塊本身就是一種接地體，它主要以電解物質(zhì)與非金屬礦物質(zhì)組成（如石墨、電解負(fù)離子粉、降阻電溶液等），穩(wěn)定性和導(dǎo)電性較好。當(dāng)將接地降阻模塊使用于接地系統(tǒng)以后，降阻模塊能很好的和土壤結(jié)合在一起，增加了接地體與土壤的接觸面積，從而使得接地體的散流效果更好;同時(shí)，降阻模塊由于其材質(zhì)能很好的吸濕保濕，能始終保持周圍土壤的濕潤(rùn)，使其與土壤之間形成一個(gè)低電阻區(qū)域。

降阻模塊具有運(yùn)輸和施工簡(jiǎn)單、耐腐蝕性強(qiáng)、污染小且使用壽命可達(dá)三十年以上等特點(diǎn)，近些年來(lái)被廣泛的應(yīng)用與變電所施工中。

3結(jié)語(yǔ)

變電所接地降阻看似是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的施工環(huán)節(jié)，但實(shí)際卻是一個(gè)復(fù)雜且重要的工程。一個(gè)變電所接地電阻是否合格，直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的人員及設(shè)備安全，必須引起重視。根據(jù)以上對(duì)四種降阻措施及方法的分析研究，可以得出，外擴(kuò)接地網(wǎng)降阻法和降阻劑法降阻的應(yīng)用較為廣泛且施工最為簡(jiǎn)單;深井式接地極法成本較大且施工周期長(zhǎng)，但降阻效果明顯;降阻模塊法施工簡(jiǎn)單且污染較小。在實(shí)際的施工設(shè)計(jì)中，應(yīng)綜合考慮所在工程的實(shí)際情況，結(jié)合各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，將多種方法用于一體，這樣才能達(dá)到最好的降阻效果。

參考文獻(xiàn)：

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[2]解廣潤(rùn).電力系統(tǒng)接地技術(shù)[M].中國(guó)電力出版社，1996.