關(guān)于變電站電氣一次主接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)思路

羅奇

湖南電力工程咨詢有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000

變電站的電氣一次主接地網(wǎng)建設(shè)很容易受到地理環(huán)境的影響，導(dǎo)致變電站的相關(guān)設(shè)計(jì)不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，因此，要結(jié)合施工地區(qū)的實(shí)際情況確定電氣一次主接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案，保證電氣一次主接地網(wǎng)的施工質(zhì)量。

1 變電站電氣一次主接地網(wǎng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作

對(duì)于變電站電氣一次主接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)工作而言，其可以分為以下兩個(gè)方面：①相關(guān)人員在進(jìn)行變電站設(shè)計(jì)時(shí)要收集接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)資料，并對(duì)其中涉及的參數(shù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還要對(duì)以前設(shè)計(jì)的變電站的運(yùn)行情況進(jìn)行研究，并將獲取到的信息作為參考來(lái)完善接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案。然而，在實(shí)際接地網(wǎng)設(shè)計(jì)工作開(kāi)展時(shí)，需要的信息數(shù)據(jù)較多，且先前變電站的研究數(shù)據(jù)存在一定的局限性，就需要設(shè)計(jì)人員采取相關(guān)的試驗(yàn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析，只有在獲取準(zhǔn)確信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，才能提高接地網(wǎng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量；②對(duì)于接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)而言，其存在的種類(lèi)繁多，這就需要設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行考察，選取最符合要求的接地網(wǎng)樣式[1]。

2 變電站電氣一次主接地網(wǎng)在設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

電力工業(yè)的快速發(fā)展使得一次接地網(wǎng)的安全性能要求變得越來(lái)越高。對(duì)于規(guī)模較大且較為復(fù)雜的大型接地網(wǎng)工程設(shè)計(jì)而言，傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)公式就會(huì)出現(xiàn)以下的缺陷：①相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)上的經(jīng)驗(yàn)沒(méi)有對(duì)結(jié)構(gòu)不均勻的土壤進(jìn)行考慮；②施工過(guò)程中遇到接地網(wǎng)的不等電位分布，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)手冊(cè)無(wú)法給出相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施；③傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)手冊(cè)缺乏不同電流注入點(diǎn)位置對(duì)接地網(wǎng)安全性能的影響。

3 主接地線、勘測(cè)、技術(shù)設(shè)計(jì)與防雷設(shè)計(jì)分析

3.1 主接地線設(shè)計(jì)

對(duì)于主接地線設(shè)計(jì)而言，其是接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案中重要的一部分。如果設(shè)計(jì)人員能夠科學(xué)合理的設(shè)計(jì)完善的主接地線方案，那么就能有效提高變電站的運(yùn)行能力。相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行主接地線設(shè)計(jì)時(shí)，其根本目標(biāo)是要為變電站內(nèi)部創(chuàng)造一個(gè)良好的運(yùn)行環(huán)境，只有確保變電站內(nèi)部不受外界因素的干擾，才能提高變電站運(yùn)行的安全性能[2]。

3.2 勘測(cè)設(shè)計(jì)

一般而言，部分電力企業(yè)主要關(guān)注勘測(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的電阻率分配問(wèn)題，其主要是通過(guò)提高接地網(wǎng)電阻率的穩(wěn)定性來(lái)延長(zhǎng)變電站的使用壽命。然而，由于接電網(wǎng)是安裝在地下的，那么其電阻率就會(huì)受到土壤的影響，就會(huì)使得設(shè)計(jì)人員在勘測(cè)過(guò)程中無(wú)法測(cè)量出準(zhǔn)確的電阻率大小。因此，電力企業(yè)相關(guān)人員必須按照變電站接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)規(guī)則，減小土壤對(duì)電阻率的影響程度，這樣才能為后期接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)和安裝提供便利。對(duì)于降低電阻率的方法而言，其主要有以下幾個(gè)方面：①不同土壤的結(jié)構(gòu)對(duì)電阻率的影響是不同的。因此，相關(guān)人員可以將接地網(wǎng)安裝區(qū)域的土壤用含沙量較大的砂質(zhì)土壤代替，那么就會(huì)給后期設(shè)計(jì)人員的工作提供一定的便利；②土壤深度的不同也會(huì)給接地網(wǎng)的電阻率帶來(lái)不同的影響。因此，設(shè)計(jì)人員要在施工區(qū)域選擇適當(dāng)?shù)耐寥郎疃冗M(jìn)行電阻率的勘測(cè)，這樣才能為后期的接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)和安裝提供一定的信息依據(jù)；③對(duì)于勘測(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程而言，相關(guān)人員可以利用化學(xué)原理將土壤內(nèi)部的部分元素進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，這樣也能降低土壤的電阻率；①如果以上三種措施都無(wú)法有效降低土壤的電阻率，那么施工人員可以采取外接法，即在土壤中插入規(guī)定的金屬線來(lái)對(duì)土壤的電阻率進(jìn)行分流，這樣也能達(dá)到降低土壤電阻率的效果。

3.3 技術(shù)設(shè)計(jì)

對(duì)于技術(shù)設(shè)計(jì)而言，其設(shè)計(jì)的目標(biāo)和要求能提高變電站運(yùn)行的安全性和可靠性，設(shè)計(jì)人員對(duì)電氣一次主接地網(wǎng)進(jìn)行良好的設(shè)計(jì)能夠增強(qiáng)變電站在遇到突發(fā)事件時(shí)的應(yīng)對(duì)能力，從而降低觸電、火災(zāi)等安全事故發(fā)生的可能性。還需要將建筑物內(nèi)、附近的所有金屬物以及接地線統(tǒng)一用電氣連接的方法連接起來(lái)（焊接或者可靠的導(dǎo)電連接），使整座建筑物成為一個(gè)良好的等電位體。一般而言，電力企業(yè)將技術(shù)設(shè)計(jì)分為兩個(gè)方面：①自然設(shè)計(jì)。對(duì)于自然設(shè)計(jì)而言，其是企業(yè)相關(guān)人員將接地網(wǎng)的不同設(shè)備進(jìn)行連接，從而使得不同的設(shè)備之間自然形成了一個(gè)系統(tǒng)性的網(wǎng)絡(luò)。自然設(shè)計(jì)相比其他技術(shù)設(shè)計(jì)方式，其不僅能提高設(shè)備運(yùn)行的安全性能，還能有效避免接地網(wǎng)在后期使用過(guò)程中安全事故發(fā)生的可能性；②人工設(shè)計(jì)。對(duì)于人工設(shè)計(jì)而言，其存在較多的數(shù)據(jù)信息測(cè)驗(yàn)，并且還要求技術(shù)人員擁有較高的專(zhuān)業(yè)技能，這在很大程度上提高了接地網(wǎng)產(chǎn)生問(wèn)題的可能性。一般來(lái)說(shuō)，部分電力企業(yè)只有在自然設(shè)計(jì)無(wú)法滿足實(shí)際施工要求時(shí)才會(huì)選擇使用人工設(shè)計(jì)，其主要操作方式是將接地的裝置安裝在土壤中，使其成為一個(gè)接地體[3]。

3.4 防雷設(shè)計(jì)

一般而言，良好的電氣一次主接地網(wǎng)存在較強(qiáng)的保護(hù)功能，其能夠降低變電站遭受雷擊的可能性。由于變電站和接地網(wǎng)之間的連接裝置存在一定的特殊性，其自身就會(huì)極易受到雷電的干擾。對(duì)于部分電力企業(yè)而言，其會(huì)選擇采取傳統(tǒng)的電壓防雷的方式，即在接地網(wǎng)的進(jìn)線位置設(shè)置一些避雷裝置，同時(shí)在變電站的側(cè)面牽引一條母線，使其能夠?yàn)楸芾籽b置提供保護(hù)。即使這些措施能夠保護(hù)變電站不受雷電的襲擊，但還是沒(méi)有達(dá)到完全的防護(hù)效果。因此，電力企業(yè)的技術(shù)人員在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)，要將防雷裝置的中性點(diǎn)進(jìn)行有效的規(guī)劃，同時(shí)還要在施工規(guī)定的要求內(nèi)在最合適的區(qū)域安裝好避雷器，同時(shí)在合適的區(qū)域設(shè)置好獨(dú)立避雷針，使其與主接地網(wǎng)可靠連接，并驗(yàn)算防雷保護(hù)范圍是否覆蓋全站。這樣才能增強(qiáng)電氣一次主接地網(wǎng)的整體防雷效果，發(fā)揮其全部性能優(yōu)勢(shì)[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，變電站電氣一次主接地網(wǎng)設(shè)備所出現(xiàn)得到故障問(wèn)題是電網(wǎng)變電運(yùn)行過(guò)程中面臨的重要難題，因此，要對(duì)變電站電氣一次主接地網(wǎng)在運(yùn)行中存在的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)有效的解決，實(shí)現(xiàn)變電站的安全、正常、高效運(yùn)轉(zhuǎn)，這是現(xiàn)階段促進(jìn)電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。