【摘　要】文章綜述了變電所接地設計方面的一些基本概念,以及對合格地網應有的全面認識。結合具體工程設計,對一般接地方法進行了分析和探討,提出了一些安全、可靠、切實可行的做法,以利于變電所的安全運行,控制工程造價。
　　
　　【關鍵詞】變電所接地探討

　　1前言
　　接地網作為變電所交直流設備接地及防雷保護接地,對系統的安全運行起著重要的作用。由于接地網作為隱性工程容易被人忽視,往往只注意最后的接地電阻的測量結果。隨著電力系統電壓等級的升高及容量的增加,接地不良引起的事故擴大問題屢有發生。因此,接地問題越來越受到重視。變電所地網因其在安全中的重要地位,一次性建設、維護困難等特點在工程建設中受到重視。另外,在設計及施工時也不易控制,這也是工程建設中的難點之一。因此,為保證電力系統的安全運行,如何降低接地工程造價,本文從設計的角度談談變電所接地設計中的有關問題。
　　
　　2 關于接地電阻
　　2.1接地電阻《電力設備接地設計技術規程》(SDJ8—79)中對接地電阻值有具體的規定,一般不大于0.5Ω。在高土壤電阻率地區,當接地裝置要求做到規定的接地電阻在技術經濟上極不合理時,大接地短路電流系統接地電阻允許達到5Ω,但應采取措施,如防止高電位外引采取的電位隔離措施,驗算接觸電勢,跨步電壓等。根據規程規定,主要是以發生接地故障時,接地電位的升高不超過2000V進行控制,其次以接地電阻不大于0.5Ω和5Ω進行要求。因此,人們普遍認為,110kV及以上變電所中,接地電阻值小于0.5Ω即認為合格,大于0.5Ω就是不合格,不管短路電流有多大都不必采取措施。這是不合理的。
　　
　　2.1.1接地的實質是控制變電所發生接地短路時,故障點地電位的升高,因為接地主要是為了設備及人身的安全,起作用的是電位而不是電阻,接地電阻是衡量地網合格的一個重要參數,但不是唯一的參數。
　　
　　2.1.2隨著電力系統容量的不斷增大,一般情況下單相短路電流值較大。在有效接地系統中單相接地時的短路電流一般都超過4kA,而青海地區變電所大部分接地電阻又很難做到0.5Ω。因此,從安全運行的角度出發,不管在什么情況下,都應該驗算地網的接觸電勢和跨步電壓,必要時應采取防止高電位外引的隔離措施。
　　
　　2.2接地短路電流分析當系統發生接地故障時,產生的接地短路電流經三種途徑流入系統接地中性點。
　　(1)經架空地線—桿塔系統;
　　(2)經設備接地引下線,地網流入本站內變壓器中性點;
　　(3)經地網入地后通過大地流回系統中性點。而對地網接地電阻起決定性作用的只是入地短路電流。所以,正確地考慮和計算各部分短路電流值,對合理地設計地網有著很大的影響。
　　
　　2.2.1架空地線系統的影響對于有效接地系統110kV以上變電所,線路架空地線都直接與變電站內出線架構相連。當發生接地短路時,很大一部分短路電流經架空地線系統分流,因此,在計算時,應考慮該部分分流作用,發生接地故障時,總的短路電流是一定的,只要增大架空地線的分流電流,就可減小入地短路電流,因此,降低架空地線的阻抗也是安全接地設計重要的一個分支。架空地線采用良導體,正確利用架空地線系統分流,將使地網的設計條件更為有利。
　　
　　2.2.2入地短路電流從上述分析可知,入地短路電流是總的接地短路電流減去架空地線的分流,再減去流經變壓器中性點的電流(也就是流經變電器的零序電流)。如此計算,入地短路電流值相對比較小。由于接地電阻允許值R≤2000I,所以接地電阻相應的允許值就比較大,設計也容易滿足。另外,對于一個給定的地網,其接地電阻也基本確定:從R≈0.5ρ/S可知,對實際的接地網面積減少有很大影響。
　　
　　3 關于接地裝置的設計問題
　　3.1土壤電阻率的測量工程土壤電阻率的測量是工程接地設計重要的第一手資料,由于受到測量設備、方法等條件的限制,土壤電阻率的測量往往不夠準確。我省地處青藏高原東部,地質結構復雜,變電所占地雖然不大,但多為不均勻地質結構。現在的實測,往往只取3～4個測點,過于簡單。建議提高測量精度,設計采用《設計手冊》中提供的計算平均電阻率的方法,使設計誤差值減小。
　　
　　3.2接地網布置根據地網接地電阻的估算公式:R≈0.5ρ/S式中ρ——土壤電阻率(Ω•m),S—接地網面積(m2)R—地網接地電阻(Ω)地網面積一旦確定,其接地電阻也就基本一定,因此,在地網布置設計時,應充分利用變電所的全部可利用面積,如果地網面積不增加,其接地電阻是很難減小的。
　　
　　3.3垂直接地極的作用在110kV變電所中,一般采用水平接地線為主,帶有垂直接地極的復合型地網。根據R=0.5ρ/S可知,接地網的接地電阻與垂直接地極的關系不大。理論分析和試驗證明,面積為30×30m2—100×100m2的水平地網中附加長2.5m,40mm的垂直接地極若干,其接地電阻僅下降2.8～8%。但是,垂直接地極對沖擊散流作用較好,
　　
　　因此,在獨立避雷針、避雷線、避雷器的引下線處應敷設垂直接地極,以加強集中接地和散泄雷電流。例如,在330kV阿蘭變電所的接地設計中,通過計算,接地網的設計全部由水平接地體構成,只在避雷針,避雷器附近敷設少量垂直地極,實際運行證明效果是較好的。
　　
　　3.4地網均壓網的設計根據設計規程規定,當包括地網外圍4根接地線在內的均壓帶總根數在18根以下時,宜采用長孔接地網,如圖1(a)所示:(a)n=8(b)n=8圖1由于110kV變電所占地面積一般不超過100×100m2,考慮均壓線間屏蔽作用,均壓線總根數一般為8～12根左右,故根據規程規定,一般采用長孔方式布置,但存在以下幾個方面的問題。
　　
　　3.4.1方孔地網縱、橫向均壓帶相互交錯,因此地網的分流效果優于長孔地網,均壓效果比長孔地網好且可靠性高。
　　
　　3.4.2長孔地網均壓線與主網連接薄弱,均壓線距離較長,發生接地故障時,沿均壓線電壓降較大,易造成二次控制電纜和設備損壞。當某一條均壓線斷開時,均壓帶的分流作用明顯降低,而方孔地網的均壓帶縱橫交錯,當某條均壓線斷開時,對地網的分流效果影響不大。因此,建議在變電所地網設計時,采用正方孔均壓網設計,以提高接地安全性。