郭曉芳

摘 要：針對丘陵地區(qū)高土壤電阻率變電站的特點，提出采用外延法和電解離子接地極相結合的降阻方法。給出可利用的外延接地網區(qū)域和電解離子接地極的計算方法，為變電站的接地網設計提供參考。

關鍵詞：電解離子接地極；外延接地法；降阻

中圖分類號：TM83 文獻標識碼：B

1概述

接地網是保證變電站內設備和人身安全的重要措施。電網容量持續(xù)增大導致入地短路電流大幅升高，而變電站占地面積卻越來越小，設計時很難將工頻接地電阻降低到規(guī)定范圍。特別是110kV高土壤電阻率變電站，一般占地面積僅為2500m2～3500m2左右，接地網的設計存在著許多困難?，F(xiàn)已提出很多降阻方法，但在實際應用時，特別是在城市中心、丘陵、山區(qū)等土地資源緊缺匱乏的地方，這些方法均存在各自的局限性。本文主要結合一個110kV丘陵變電站接地網設計實例，給出一個簡單有效的降阻思路，以及利用外延接地網和電解離子接地極來降低接地電阻的計算方法，在丘陵地區(qū)高土壤電阻率變電站設計中具重要理論及實踐依據。

2 變電站接地網情況及存在問題簡介

2.1 變電站情況簡介

該變電站地處福州市晉安區(qū)某鎮(zhèn)，站址位于丘坡近坡腳處，為丘陵地貌。根據巖土勘察報告，地質土壤主要為粉土、粘土和碎石。采用對稱四極電阻率測探方法，土壤電阻率鉆探的位置為圖1中測點1～6所示，實測的土壤電阻值見表1。

站址面積為2835 m2，變電站占地面積2223 m2。站區(qū)總長度為61.5m，寬度為46m，虛線部分為原設計接地網，長57m，寬37m，面積為2110m2。水平接地體采用60mm×6mm鍍鋅扁鋼，按5m×5m等間距鋪設，埋設深度為1.0m。

分析表中數據可知，該站的土壤大致可分為三層：當土壤深度小于1m時，土壤電阻率變化較大且不穩(wěn)定。當土壤深度在1m～10m時，電阻率在150Ω～250Ω，電阻率相對穩(wěn)定且阻值較低。當土壤深度大于20m時，平均電阻率大于500Ω。整個站區(qū)土壤電阻率呈現(xiàn)先降低后升高的規(guī)律，屬于典型的雙層高土壤電阻率變電站。

2.2 接地網存在的主要問題

本站最大入地故障電流，根據，工頻接地電阻才能符合要求。在地網施工結束后發(fā)現(xiàn)接地電阻實測值為5.7Ω，嚴重超過了目標值，不符合規(guī)范要求，因而必須進行降阻。

2.3 接地網電阻超標問題分析

經過對施工現(xiàn)場勘察并結合實測數據分析，原接地網的設計及施工存在問題：

（1）由于站址地基一半回填，一半推山組成，原土與回填土難以親和，部分回填土含有較多碎石，且未夯實，造成接地網多處懸空，這是實測電阻率偏差的主要原因，也會降低接地網的穩(wěn)定性。

（2）站區(qū)面積過于狹小，造成接地網的面積偏小，很難使接地電阻降到范圍之內。

3 降阻方案設計與計算

3.1 降阻方案分析

常用的降阻措施主要有外延接地、深井接地、降阻劑、水下接地網、電解離子接地極等。

外延接地是通過擴大接地網的敷設面積，達到降阻的目的，這是規(guī)程推薦使用的最經濟有效的方法，至今仍然是首選方式。它對站區(qū)周邊環(huán)境要求較高，考慮到本站地形為丘陵坡地，周邊是農民的柑橘地，能夠敷設擴大接地網的面積有限，大面積的增加征地范圍顯然不可行。站區(qū)北面有一條小溪，底部大多為小鵝卵石和砂石，實測河邊的土壤電阻率反而較高，因此不考慮在水中敷設接地網。

深井接地適宜在深層土壤電阻率較低時采用，具備不需擴大征地范圍，可在原站內施工完成，不與周邊居民發(fā)生糾紛的優(yōu)點。但在雙層高土壤電阻率的站區(qū)，這種方法是不經濟的。

降阻劑是通過填充電阻率較低的材料達到降阻的目的，因其降阻效果會隨著土壤的干濕度變化而變化，對土壤產生腐蝕作用，污染環(huán)境，因此不優(yōu)先考慮。

電解離子接地極是利用電極內部和外部填充材料的離子釋放效應，改造電極與周邊土壤的接觸環(huán)境，達到降阻的目的，具有施工簡單、工程量小、較經濟等優(yōu)點。考慮本工程的實際施工進度，最終決定采用外延法和離子接地極的方法進行綜合降阻。

3.2 降阻方案確定及計算

3.2.1 外延接地區(qū)域的選擇

進站道路兩側、站區(qū)排水溝的兩側，以及站內10kV電纜溝底部是可利用來進行外延接地網的敷設。選進站道路兩側做#1外延接地網，長為100m，寬為5m，面積為500m2，埋深為1.0m。選10kV出線方向電纜溝底部做#2外延接地網，長約89m，寬為10m，面積為890m2，埋深為2m。同時每隔一定距離打入垂直接地極以加強集中接地，外延接地網通過兩條水平接地體與原站內接地網可靠連接。

3.2.2 長離子接地極降阻計算

4結論

通過本工程的接地網設計可以得出以下結論：

（1）當變電站地網面積有限時，可充分利用進站道路、電纜溝、排水溝底部等進行接地網的外延降阻設計，該方法適用于大部分變電站，且經濟可行；（2）當常規(guī)的降阻措施不能滿足接地電阻要求時，采用埋設電解離子接地極的方法可以有效降低其接地阻抗，達到了預期止其缺點是需要長期的運行經驗來檢驗其維護周期和使用壽命。

參考文獻

[1]DL/T621-1997，交流電氣裝置的接地[S].北京：中國電力出版社，1997.

[2]李景祿.特殊場所的接地設計和降阻措施[J].電力科學與技術學報，2007（03）：57-63.

[3]李景祿，鄭瑞臣.關于接地工程中若干問題的分析和討論[J].高電壓技術，2006（06）：122-124.

[4]王希，王妲.“IEA系統(tǒng)”在緬甸太平江一級水電站接地網改造中的應用[J].水利規(guī)劃與設計，2013（10）：46-49.

[5]陳智，黃薔.llOkV變電站接地改造分析與探討[J].變壓器，2013（05）：67-70.endprint

摘 要：針對丘陵地區(qū)高土壤電阻率變電站的特點，提出采用外延法和電解離子接地極相結合的降阻方法。給出可利用的外延接地網區(qū)域和電解離子接地極的計算方法，為變電站的接地網設計提供參考。

關鍵詞：電解離子接地極；外延接地法；降阻

中圖分類號：TM83 文獻標識碼：B

1概述

接地網是保證變電站內設備和人身安全的重要措施。電網容量持續(xù)增大導致入地短路電流大幅升高，而變電站占地面積卻越來越小，設計時很難將工頻接地電阻降低到規(guī)定范圍。特別是110kV高土壤電阻率變電站，一般占地面積僅為2500m2～3500m2左右，接地網的設計存在著許多困難。現(xiàn)已提出很多降阻方法，但在實際應用時，特別是在城市中心、丘陵、山區(qū)等土地資源緊缺匱乏的地方，這些方法均存在各自的局限性。本文主要結合一個110kV丘陵變電站接地網設計實例，給出一個簡單有效的降阻思路，以及利用外延接地網和電解離子接地極來降低接地電阻的計算方法，在丘陵地區(qū)高土壤電阻率變電站設計中具重要理論及實踐依據。

2 變電站接地網情況及存在問題簡介

2.1 變電站情況簡介

該變電站地處福州市晉安區(qū)某鎮(zhèn)，站址位于丘坡近坡腳處，為丘陵地貌。根據巖土勘察報告，地質土壤主要為粉土、粘土和碎石。采用對稱四極電阻率測探方法，土壤電阻率鉆探的位置為圖1中測點1～6所示，實測的土壤電阻值見表1。

站址面積為2835 m2，變電站占地面積2223 m2。站區(qū)總長度為61.5m，寬度為46m，虛線部分為原設計接地網，長57m，寬37m，面積為2110m2。水平接地體采用60mm×6mm鍍鋅扁鋼，按5m×5m等間距鋪設，埋設深度為1.0m。

分析表中數據可知，該站的土壤大致可分為三層：當土壤深度小于1m時，土壤電阻率變化較大且不穩(wěn)定。當土壤深度在1m～10m時，電阻率在150Ω～250Ω，電阻率相對穩(wěn)定且阻值較低。當土壤深度大于20m時，平均電阻率大于500Ω。整個站區(qū)土壤電阻率呈現(xiàn)先降低后升高的規(guī)律，屬于典型的雙層高土壤電阻率變電站。

2.2 接地網存在的主要問題

本站最大入地故障電流，根據，工頻接地電阻才能符合要求。在地網施工結束后發(fā)現(xiàn)接地電阻實測值為5.7Ω，嚴重超過了目標值，不符合規(guī)范要求，因而必須進行降阻。

2.3 接地網電阻超標問題分析

經過對施工現(xiàn)場勘察并結合實測數據分析，原接地網的設計及施工存在問題：

（1）由于站址地基一半回填，一半推山組成，原土與回填土難以親和，部分回填土含有較多碎石，且未夯實，造成接地網多處懸空，這是實測電阻率偏差的主要原因，也會降低接地網的穩(wěn)定性。

（2）站區(qū)面積過于狹小，造成接地網的面積偏小，很難使接地電阻降到范圍之內。

3 降阻方案設計與計算

3.1 降阻方案分析

常用的降阻措施主要有外延接地、深井接地、降阻劑、水下接地網、電解離子接地極等。

外延接地是通過擴大接地網的敷設面積，達到降阻的目的，這是規(guī)程推薦使用的最經濟有效的方法，至今仍然是首選方式。它對站區(qū)周邊環(huán)境要求較高，考慮到本站地形為丘陵坡地，周邊是農民的柑橘地，能夠敷設擴大接地網的面積有限，大面積的增加征地范圍顯然不可行。站區(qū)北面有一條小溪，底部大多為小鵝卵石和砂石，實測河邊的土壤電阻率反而較高，因此不考慮在水中敷設接地網。

深井接地適宜在深層土壤電阻率較低時采用，具備不需擴大征地范圍，可在原站內施工完成，不與周邊居民發(fā)生糾紛的優(yōu)點。但在雙層高土壤電阻率的站區(qū)，這種方法是不經濟的。

降阻劑是通過填充電阻率較低的材料達到降阻的目的，因其降阻效果會隨著土壤的干濕度變化而變化，對土壤產生腐蝕作用，污染環(huán)境，因此不優(yōu)先考慮。

電解離子接地極是利用電極內部和外部填充材料的離子釋放效應，改造電極與周邊土壤的接觸環(huán)境，達到降阻的目的，具有施工簡單、工程量小、較經濟等優(yōu)點?？紤]本工程的實際施工進度，最終決定采用外延法和離子接地極的方法進行綜合降阻。

3.2 降阻方案確定及計算

3.2.1 外延接地區(qū)域的選擇

進站道路兩側、站區(qū)排水溝的兩側，以及站內10kV電纜溝底部是可利用來進行外延接地網的敷設。選進站道路兩側做#1外延接地網，長為100m，寬為5m，面積為500m2，埋深為1.0m。選10kV出線方向電纜溝底部做#2外延接地網，長約89m，寬為10m，面積為890m2，埋深為2m。同時每隔一定距離打入垂直接地極以加強集中接地，外延接地網通過兩條水平接地體與原站內接地網可靠連接。

3.2.2 長離子接地極降阻計算

4結論

通過本工程的接地網設計可以得出以下結論：

（1）當變電站地網面積有限時，可充分利用進站道路、電纜溝、排水溝底部等進行接地網的外延降阻設計，該方法適用于大部分變電站，且經濟可行；（2）當常規(guī)的降阻措施不能滿足接地電阻要求時，采用埋設電解離子接地極的方法可以有效降低其接地阻抗，達到了預期止其缺點是需要長期的運行經驗來檢驗其維護周期和使用壽命。

參考文獻

[1]DL/T621-1997，交流電氣裝置的接地[S].北京：中國電力出版社，1997.

[2]李景祿.特殊場所的接地設計和降阻措施[J].電力科學與技術學報，2007（03）：57-63.

[3]李景祿，鄭瑞臣.關于接地工程中若干問題的分析和討論[J].高電壓技術，2006（06）：122-124.

[4]王希，王妲.“IEA系統(tǒng)”在緬甸太平江一級水電站接地網改造中的應用[J].水利規(guī)劃與設計，2013（10）：46-49.

[5]陳智，黃薔.llOkV變電站接地改造分析與探討[J].變壓器，2013（05）：67-70.endprint

摘 要：針對丘陵地區(qū)高土壤電阻率變電站的特點，提出采用外延法和電解離子接地極相結合的降阻方法。給出可利用的外延接地網區(qū)域和電解離子接地極的計算方法，為變電站的接地網設計提供參考。

關鍵詞：電解離子接地極；外延接地法；降阻

中圖分類號：TM83 文獻標識碼：B

1概述

接地網是保證變電站內設備和人身安全的重要措施。電網容量持續(xù)增大導致入地短路電流大幅升高，而變電站占地面積卻越來越小，設計時很難將工頻接地電阻降低到規(guī)定范圍。特別是110kV高土壤電阻率變電站，一般占地面積僅為2500m2～3500m2左右，接地網的設計存在著許多困難?，F(xiàn)已提出很多降阻方法，但在實際應用時，特別是在城市中心、丘陵、山區(qū)等土地資源緊缺匱乏的地方，這些方法均存在各自的局限性。本文主要結合一個110kV丘陵變電站接地網設計實例，給出一個簡單有效的降阻思路，以及利用外延接地網和電解離子接地極來降低接地電阻的計算方法，在丘陵地區(qū)高土壤電阻率變電站設計中具重要理論及實踐依據。

2 變電站接地網情況及存在問題簡介

2.1 變電站情況簡介

該變電站地處福州市晉安區(qū)某鎮(zhèn)，站址位于丘坡近坡腳處，為丘陵地貌。根據巖土勘察報告，地質土壤主要為粉土、粘土和碎石。采用對稱四極電阻率測探方法，土壤電阻率鉆探的位置為圖1中測點1～6所示，實測的土壤電阻值見表1。

站址面積為2835 m2，變電站占地面積2223 m2。站區(qū)總長度為61.5m，寬度為46m，虛線部分為原設計接地網，長57m，寬37m，面積為2110m2。水平接地體采用60mm×6mm鍍鋅扁鋼，按5m×5m等間距鋪設，埋設深度為1.0m。

分析表中數據可知，該站的土壤大致可分為三層：當土壤深度小于1m時，土壤電阻率變化較大且不穩(wěn)定。當土壤深度在1m～10m時，電阻率在150Ω～250Ω，電阻率相對穩(wěn)定且阻值較低。當土壤深度大于20m時，平均電阻率大于500Ω。整個站區(qū)土壤電阻率呈現(xiàn)先降低后升高的規(guī)律，屬于典型的雙層高土壤電阻率變電站。

2.2 接地網存在的主要問題

本站最大入地故障電流，根據，工頻接地電阻才能符合要求。在地網施工結束后發(fā)現(xiàn)接地電阻實測值為5.7Ω，嚴重超過了目標值，不符合規(guī)范要求，因而必須進行降阻。

2.3 接地網電阻超標問題分析

經過對施工現(xiàn)場勘察并結合實測數據分析，原接地網的設計及施工存在問題：

（1）由于站址地基一半回填，一半推山組成，原土與回填土難以親和，部分回填土含有較多碎石，且未夯實，造成接地網多處懸空，這是實測電阻率偏差的主要原因，也會降低接地網的穩(wěn)定性。

（2）站區(qū)面積過于狹小，造成接地網的面積偏小，很難使接地電阻降到范圍之內。

3 降阻方案設計與計算

3.1 降阻方案分析

常用的降阻措施主要有外延接地、深井接地、降阻劑、水下接地網、電解離子接地極等。

外延接地是通過擴大接地網的敷設面積，達到降阻的目的，這是規(guī)程推薦使用的最經濟有效的方法，至今仍然是首選方式。它對站區(qū)周邊環(huán)境要求較高，考慮到本站地形為丘陵坡地，周邊是農民的柑橘地，能夠敷設擴大接地網的面積有限，大面積的增加征地范圍顯然不可行。站區(qū)北面有一條小溪，底部大多為小鵝卵石和砂石，實測河邊的土壤電阻率反而較高，因此不考慮在水中敷設接地網。

深井接地適宜在深層土壤電阻率較低時采用，具備不需擴大征地范圍，可在原站內施工完成，不與周邊居民發(fā)生糾紛的優(yōu)點。但在雙層高土壤電阻率的站區(qū)，這種方法是不經濟的。

降阻劑是通過填充電阻率較低的材料達到降阻的目的，因其降阻效果會隨著土壤的干濕度變化而變化，對土壤產生腐蝕作用，污染環(huán)境，因此不優(yōu)先考慮。

電解離子接地極是利用電極內部和外部填充材料的離子釋放效應，改造電極與周邊土壤的接觸環(huán)境，達到降阻的目的，具有施工簡單、工程量小、較經濟等優(yōu)點。考慮本工程的實際施工進度，最終決定采用外延法和離子接地極的方法進行綜合降阻。

3.2 降阻方案確定及計算

3.2.1 外延接地區(qū)域的選擇

進站道路兩側、站區(qū)排水溝的兩側，以及站內10kV電纜溝底部是可利用來進行外延接地網的敷設。選進站道路兩側做#1外延接地網，長為100m，寬為5m，面積為500m2，埋深為1.0m。選10kV出線方向電纜溝底部做#2外延接地網，長約89m，寬為10m，面積為890m2，埋深為2m。同時每隔一定距離打入垂直接地極以加強集中接地，外延接地網通過兩條水平接地體與原站內接地網可靠連接。

3.2.2 長離子接地極降阻計算

4結論

通過本工程的接地網設計可以得出以下結論：

（1）當變電站地網面積有限時，可充分利用進站道路、電纜溝、排水溝底部等進行接地網的外延降阻設計，該方法適用于大部分變電站，且經濟可行；（2）當常規(guī)的降阻措施不能滿足接地電阻要求時，采用埋設電解離子接地極的方法可以有效降低其接地阻抗，達到了預期止其缺點是需要長期的運行經驗來檢驗其維護周期和使用壽命。

參考文獻

[1]DL/T621-1997，交流電氣裝置的接地[S].北京：中國電力出版社，1997.

[2]李景祿.特殊場所的接地設計和降阻措施[J].電力科學與技術學報，2007（03）：57-63.

[3]李景祿，鄭瑞臣.關于接地工程中若干問題的分析和討論[J].高電壓技術，2006（06）：122-124.

[4]王希，王妲.“IEA系統(tǒng)”在緬甸太平江一級水電站接地網改造中的應用[J].水利規(guī)劃與設計，2013（10）：46-49.

[5]陳智，黃薔.llOkV變電站接地改造分析與探討[J].變壓器，2013（05）：67-70.endprint