變電所接地網的設計與安裝 _知識百科

隨著電力事業的快速發展，電力系統中對接地裝置的要求越來越嚴格，變電所接地系統直接關系到變電所的正常運行，更涉及到人身與設備的安全。然而由于接地網設計考慮不全面、施工不精細、測試不準確等原因，近年來，發生了多起地網引起的事故，有的不僅燒毀了一次設備，而且還通過二次控制電纜竄入主控室，造成了事故擴大，故接地網對電力系統的安全穩定運行起到非常重要的作用。
1 地網設計
目前的情況是，變電所網絡僅有一張接地網總平面布置圖及其簡要說明，在布置圖中只畫出了主干線，一些特殊設備的接地線未標出，也未考慮設備密集區的地線連接，控制室、高壓室及穿墻套管的接地網無單獨的接地設計圖，且設計部門既沒有提供接地網設計計算說明書，也不標明一些重要參數是如何取得的。有的設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，致使設計的接地網電阻值可信度很低。對接地網設計是否全面、合理關系到接地網的安全穩定運行，設計參數決定了接地網的基本狀況，設計參數包括入地短路電流、土壤電阻率、接地電阻值等，現分析如下。
1.1 關于接地短路電流的計算
電力行業標準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，即通過接地網進行散流的電流。
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，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。當所內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）；當變壓器只有1個中性點，發生所內接地時， In =30%Imax，有2個中性點時， In約等于50% Imax，實際值應以繼電保護部門計算和實測為準。
Kel為短路時，與變電所接地網相連的所有避雷線的分流系數，據專家分析， Kel應由避雷線的出線回路數確定，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，且應根據出線所跨走廊的分流效果做出相應的增減。
Ke2為所外接地時，避雷線向兩側的分流系數，一般取0.18，這僅適于變電所內有變壓器中性點接地的所外接地。
取值時，要考慮10年以上的發展規劃，需乘以1.2~1.5的發展系數；在散流比較困難的地方，還應乘以散流系數1.25 。由上述取值可得出，只有當變電所內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是決定接地網的關鍵參數，選擇變電所所址時，要考慮所在地的土質情況，接地網處的土壤分層情況，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
根據電力行業標準DL/T 621197規定，接地裝置的接地電阻值應滿足R≤2000/I，即IR < 2000V 。由于現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 接地網施工安裝
由于部分施工單位的技術水平較差，在工程監理水平有限的情況下，難以保證接地網的施工質量，如虛焊、斷開、主網未留活動檢查點，甚至設備接地引下線都未接到主網干線上。另外，施工單位將總體布置圖當作竣工圖給運行單位，未標出施工過程中改動的地方。
為防止上述違規事件的發生，接地網的檢查、試驗應由專業人員認真進行通電檢查，做好中間驗收和竣工驗收，發現不規范的地方，及時要求施工隊返工，這樣才能保證工程質量。
施工時，還應注意以下問題：
·主網干線上的鍍鋅扁鋼應豎直放置，減少銹蝕速度。
·控制室的接地應形成環網，主干線穿過控制室時，應從兩側往樓上引接地線，且樓房的基石鋼筋應與接地主干線連接，以改善接地效果。
·穿墻套管的接地應設在室外，且每組的接地線都應引至主干線，以提高運行人員和室內二次設備的安全性。
·一次設備的接地線不得往電纜溝內的接地扁鋼上連接，也不應懸空穿越電纜溝。
·接地網水平接地極鋪設后，回填土時，接地網下要用干凈的原土，不得將臟土或碎石填到下部。
3 接地網阻抗的測試
接地網施工完后，必須準確測試接地電阻值，以驗證設計計算的準確程度，為運行單位提供確切的接地網參數。由于接地網的特性，隨土壤的成分和物理狀態，以及隨接地極的延伸范圍和形狀而變化，還隨季節變化。測試接地電阻時，接地棒離變電所較遠，其間的土壤情況可能很復雜，有分層或埋有金屬物等現象，引起電阻值測試不準確，或與設計計算值相差較遠。因此，測試接地網的接地電阻值時應在相似氣侯和濕度條件下進行。
接地網的質量是保證變電所安全、可靠運行的重要因素，應引起電力有關部門的重視，并且從設計上、施工上、測量驗收上下功夫，盡可能做到設計合理、施工精細、測試準確。