變電所接地網(wǎng)的設(shè)計與安裝

隨著電力事業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)中對接地裝置的要求越來越嚴(yán)格，變電所接地系統(tǒng)直接關(guān)系到變電所的正常運行，更涉及到人身與設(shè)備的安全。然而由于接地網(wǎng)設(shè)計考慮不全面、施工不精細(xì)、測試不準(zhǔn)確等原因，近年來，發(fā)生了多起地網(wǎng)引起的事故，有的不僅燒毀了一次設(shè)備，而且還通過二次控制電纜竄入主控室，造成了事故擴大，故接地網(wǎng)對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行起到非常重要的作用。
　　1 地網(wǎng)設(shè)計

　　目前的情況是，變電所網(wǎng)絡(luò)僅有一張接地網(wǎng)總平面布置圖及其簡要說明，在布置圖中只畫出了主干線，一些特殊設(shè)備的接地線未標(biāo)出，也未考慮設(shè)備密集區(qū)的地線連接，控制室、高壓室及穿墻套管的接地網(wǎng)無單獨的接地設(shè)計圖，且設(shè)計部門既沒有提供接地網(wǎng)設(shè)計計算說明書，也不標(biāo)明一些重要參數(shù)是如何取得的。有的設(shè)計人員并不知道土壤電阻率是由哪個部門提供、如何測量、是否能反映土壤的分層情況等，計算接地短路電流時，未能合理選擇點分流和避雷線分流系數(shù)，致使設(shè)計的接地網(wǎng)電阻值可信度很低。對接地網(wǎng)設(shè)計是否全面、合理關(guān)系到接地網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，設(shè)計參數(shù)決定了接地網(wǎng)的基本狀況，設(shè)計參數(shù)包括入地短路電流、土壤電阻率、接地電阻值等，現(xiàn)分析如下。

　　1.1 關(guān)于接地短路電流的計算

　　電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 6211997中的計算公式為 I = （Imax - In）(1 - Kel) 和 I = In(1 - Ke2)，取其最大值，式中I為接地短路電流，即通過接地網(wǎng)進(jìn)行散流的電流。

　　Imax為接地短路時的最大接地短路電流，上述公式僅適用于有效接地系統(tǒng)，該值可向運行部門或繼電保護部門索取，也可自己計算，一般采用單相接地時，最大運行方式下的最大短路接地電流。

　　In 為發(fā)生最大接地短路時，流往變電所主變壓器中性點的短路電流。當(dāng)所內(nèi)主變壓器中性點不接地時，In = 0，此是上述可簡化為 I = Imax（1 - Kel）；當(dāng)變壓器只有1個中性點，發(fā)生所內(nèi)接地時， In =30%Imax，有2個中性點時，In約等于50% Imax，實際值應(yīng)以繼電保護部門計算和實測為準(zhǔn)。

　　Kel為短路時，與變電所接地網(wǎng)相連的所有避雷線的分流系數(shù)，據(jù)專家分析，Kel應(yīng)由避雷線的出線回路數(shù)確定，出線為1路時，取0.15，2路時取0.28，3路時取0.38，4路時取0.47，5路以上時取0.5~0.58，且應(yīng)根據(jù)出線所跨走廊的分流效果做出相應(yīng)的增減。

　　Ke2為所外接地時，避雷線向兩側(cè)的分流系數(shù)，一般取0.18，這僅適于變電所內(nèi)有變壓器中性點接地的所外接地。

　　取值時，要考慮10年以上的發(fā)展規(guī)劃，需乘以1.2~1.5的發(fā)展系數(shù)；在散流比較困難的地方，還應(yīng)乘以散流系數(shù)1.25。由上述取值可得出，只有當(dāng)變電所內(nèi)有兩個中性點接地時，所外接地時的入地短路電流才有可能大于所內(nèi)短路的入地短路電流。

　　1.2 土壤電阻率ρ的取值

　　土壤電阻率ρ是決定接地網(wǎng)的關(guān)鍵參數(shù)，選擇變電所所址時，要考慮所在地的土質(zhì)情況，接地網(wǎng)處的土壤分層情況，不能僅取表層土壤的電阻率ρ，若土壤電阻率?太大，接地網(wǎng)的接地電阻值滿足不了R≤2000/I 的要求。

　　1.3 接地電阻值的要求

　　根據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 621197規(guī)定，接地裝置的接地電阻值應(yīng)滿足R≤2000/I，即IR < 2000V。由于現(xiàn)在普遍采用微機保護，其對接地電阻值的要求很高，即R < 1ρ，2000V難以滿足要求，故有的采取鋪設(shè)接地銅排等措施來降低接地電阻值，國外有的已要求IR < 650V。

　　2 接地網(wǎng)施工安裝

　　由于部分施工單位的技術(shù)水平較差，在工程監(jiān)理水平有限的情況下，難以保證接地網(wǎng)的施工質(zhì)量，如虛焊、斷開、主網(wǎng)未留活動檢查點，甚至設(shè)備接地引下線都未接到主網(wǎng)干線上。另外，施工單位將總體布置圖當(dāng)作竣工圖給運行單位，未標(biāo)出施工過程中改動的地方。

　　為防止上述違規(guī)事件的發(fā)生，接地網(wǎng)的檢查、試驗應(yīng)由專業(yè)人員認(rèn)真進(jìn)行通電檢查，做好中間驗收和竣工驗收，發(fā)現(xiàn)不規(guī)范的地方，及時要求施工隊返工，這樣才能保證工程質(zhì)量。
　　施工時，還應(yīng)注意以下問題：

　　·主網(wǎng)干線上的鍍鋅扁鋼應(yīng)豎直放置，減少銹蝕速度。

　　·控制室的接地應(yīng)形成環(huán)網(wǎng)，主干線穿過控制室時，應(yīng)從兩側(cè)往樓上引接地線，且樓房的基石鋼筋應(yīng)與接地主干線連接，以改善接地效果。

·穿墻套管的接地應(yīng)設(shè)在室外，且每組的接地線都應(yīng)引至主干線，以提高運行人員和室內(nèi)二次設(shè)備的安全性。

·一次設(shè)備的接地線不得往電纜溝內(nèi)的接地扁鋼上連接，也不應(yīng)懸空穿越電纜溝。

　　·接地網(wǎng)水平接地極鋪設(shè)后，回填土?xí)r，接地網(wǎng)下要用干凈的原土，不得將臟土或碎石填到下部。

　　3 接地網(wǎng)阻抗的測試

　　接地網(wǎng)施工完后，必須準(zhǔn)確測試接地電阻值，以驗證設(shè)計計算的準(zhǔn)確程度，為運行單位提供確切的接地網(wǎng)參數(shù)。由于接地網(wǎng)的特性，隨土壤的成分和物理狀態(tài)，以及隨接地極的延伸范圍和形狀而變化，還隨季節(jié)變化。測試接地電阻時，接地棒離變電所較遠(yuǎn)，其間的土壤情況可能很復(fù)雜，有分層或埋有金屬物等現(xiàn)象，引起電阻值測試不準(zhǔn)確，或與設(shè)計計算值相差較遠(yuǎn)。因此，測試接地網(wǎng)的接地電阻值時應(yīng)在相似氣侯和濕度條件下進(jìn)行。

　　接地網(wǎng)的質(zhì)量是保證變電所安全、可靠運行的重要因素，應(yīng)引起電力有關(guān)部門的重視，并且從設(shè)計上、施工上、測量驗收上下功夫，盡可能做到設(shè)計合理、施工精細(xì)、測試準(zhǔn)確。