呂士輝（廈門瑞駿電力監(jiān)理咨詢有限公司，福建廈門 361004）

淺析降低接地電阻的應(yīng)對(duì)措施

呂士輝
（廈門瑞駿電力監(jiān)理咨詢有限公司，福建廈門 361004）

本文介紹某電氣工程中接地網(wǎng)的實(shí)際狀況，對(duì)降低高土壤電阻率地區(qū)接地裝置的接地電阻提出應(yīng)對(duì)措施。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行全面、綜合分析，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較、接地裝置的工頻接地電阻計(jì)算來(lái)確定，因地制宜地選擇合理的降低接地電阻的措施，最后全面闡述降低接地電阻的具體措施實(shí)施與效果，為解決該類問題提供參考。

接地裝置 接地電阻 降低 措施電氣裝置的接地直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障時(shí)能保證電氣裝置的安全和人身安全，起到泄流和均壓作用。隨著微機(jī)保護(hù)和綜合自動(dòng)化設(shè)備的大量投運(yùn)對(duì)接地電阻提出了更高的要求。接地電阻大小主要取決于接地裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、埋入地下的深度及當(dāng)?shù)氐耐寥离娮杪实取?/p>

1　工程接地網(wǎng)狀況

廈門110kV某變電站工程（2臺(tái)50000KVA三相雙繞組有載調(diào)壓變壓器）位于市區(qū)內(nèi)，土地使用非常緊張，屬于城市綜合用地小型化變電站。站址與周邊居民區(qū)建筑（已建成獨(dú)立的接地網(wǎng)）相鄰，所以安全可靠的接地更加重要，合理的接地裝置的工頻接地電阻不應(yīng)大于0.5Ω。

變電站工程占地面積S=2709m2，主控配電樓共3層，建筑面積為1861.00m2，變電站與周邊居民建筑占地總面積S=8988m2。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形、土壤的種類和分層狀況，多位置實(shí)測(cè)，地下深度5米，土壤電阻率最小值為92.2Ω.m，最大值為171.6Ω.m，越深土壤電阻率值越小。

2　降低接地電阻的應(yīng)對(duì)措施

2.1降低接地電阻的措施

根據(jù)該工程的實(shí)際狀況，參照GB/T 50065—2011《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》之4.3.1發(fā)電廠和變電站水平接地網(wǎng)應(yīng)符合下列要求：第4的規(guī)定：“在高土壤電阻率地區(qū)，可采取下列降低接地電阻的措施：

（1）在發(fā)電廠和變電站2000m以內(nèi)有較低電阻率的土壤時(shí)，敷設(shè)引外接地極；當(dāng)?shù)叵螺^深處的土壤電阻率較低時(shí)，可采用井式、深鉆式接地極或采用爆破式接地技術(shù)；

（2）填充電阻率較低的物質(zhì)或降阻劑，但應(yīng)確保填充材料不會(huì)加速接地極的腐蝕和其自身的熱穩(wěn)定。

（3）敷設(shè)水下接地網(wǎng)。

2.2措施分析

（1）高土壤電阻率地區(qū)降低接地裝置的接地電阻措施有上述三項(xiàng)，但降低接地電阻措施的選擇是要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件而定的。參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)首先推薦措施是在2000米以內(nèi)有較低電阻率的土壤時(shí)，可敷設(shè)引外接地極。本工程位于市區(qū)內(nèi)，外延擴(kuò)充接地網(wǎng)與敷設(shè)水下接地網(wǎng)的措施無(wú)法使用。但可以優(yōu)先利用變電站和居民區(qū)的建筑物金屬結(jié)構(gòu)、鋼筋等自然接地極，還可以充分利用已建成的周邊居民區(qū)建筑接地網(wǎng)，來(lái)降低接地電阻。

1）按變電站區(qū)域內(nèi)接地面積計(jì)算接地裝置的工頻接地電阻：

式中土壤接地面積S=2709m2，土壤電阻率按ρ=180Ω.m計(jì)取。

2）如果周邊居民區(qū)建筑接地網(wǎng)與變電站接地網(wǎng)相連后，接地裝置的工頻接地電阻：

表1

式中土壤接地面積S=8988m2，，土壤電阻率按ρ=180Ω.m計(jì)取。

上述兩者比較，說(shuō)明利用周邊居民區(qū)建筑接地網(wǎng)與變電站地網(wǎng)相連后，對(duì)降低接地裝置的接地電阻是最經(jīng)濟(jì)、最有效的。

（2）接地裝置的接地電阻0.949Ω不滿足0.5Ω的目標(biāo)值，還需擴(kuò)大降阻效果：在接地體四周填充低電阻率（選用電阻率小于1Ω.m）、無(wú)污染、無(wú)毒性、對(duì)金屬接地體有效保護(hù)防腐的GPF-94C降阻劑。

填充降阻劑后工頻接地電阻為：R1=R×kf×Kp=0.949×0.4 ×1.3=0.494Ω。

式中R：未施加降阻劑時(shí)的工頻接地電阻，Ω；

R1：施加降阻劑以后，接地裝置的工頻接地電阻，Ω；

Kp：地網(wǎng)的屏弊系數(shù)，kp一般為1.2—1.4；

Kf：降阻劑的降阻系數(shù)，其值與施加降阻劑的截面尺寸有關(guān)，取降阻劑的施加尺寸為0.3×0.2則Kf=0.4。Kf的值與斷面尺寸關(guān)系表（如下表1）：

降阻劑是由幾種物質(zhì)配制而成的化學(xué)降阻劑，是具有導(dǎo)電性能良好的強(qiáng)電解質(zhì)和水分。金屬接地極周圍填充GPF-94C降阻劑，從而有效改善接地裝置的土壤環(huán)境，增加土壤的導(dǎo)電性能，從而降低接地裝置的接地電阻，并起到防腐的作用。

（3）接地裝置的接地電阻0.494Ω已滿足0.5Ω的目標(biāo)值要求。但考慮到土壤干燥或降雨等季節(jié)性變化的影響。從該站的地質(zhì)情況分析，深層土壤的電阻率會(huì)更低，符合深井式接地極的地質(zhì)條件。當(dāng)接地網(wǎng)金屬接地極和降阻劑填充全部施工完成后，測(cè)量一次接地電阻。若不達(dá)標(biāo)，繼續(xù)機(jī)械打孔做深井式接地極來(lái)輔助降低接地裝置的接地電阻。

2.3措施實(shí)施情況

首先按要求放線、定位、開挖接地溝槽，開挖深度在基礎(chǔ)之下的土壤1.5米（變電站建筑物基礎(chǔ)已開挖3.5米），接地網(wǎng)格間距7米7米。然后將金屬接地極（水平接地極選用L50×5的鍍鋅扁鋼，地網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)處加垂直接地極L50×5×2500鍍鋅角鋼）埋入地下土壤中，待金屬接地極焊接完畢，將降阻劑按配合比要求加水?dāng)嚢璩珊隣詈螅匆笤诮饘俳拥貥O四周包裹嚴(yán)實(shí)，且包裹厚度截面為：0.3×0.2米。降阻劑初凝后，選用細(xì)粘土進(jìn)行回填保護(hù)，并加水浸透，分層夯實(shí)。

最后在變電站區(qū)域內(nèi)邊緣四角位置，用機(jī)械打孔4口深度40米，孔徑為150Φmm的接地深井?？状蚝煤蟀薛?6的鍍鋅圓鋼接地極放入孔中心，并在接地極周圍將配制好的GPF—94C降阻劑填充注入深井，待凝固后進(jìn)行回填土夯實(shí)。

3　結(jié)語(yǔ)

（1）工程中使用的接地裝置材料均能滿足50年的使用壽命內(nèi)土壤對(duì)其腐蝕，且通過(guò)短路電流熱穩(wěn)定校驗(yàn)要求。

（2）接地網(wǎng)施工中，嚴(yán)格檢查每道施工工序，特別是金屬接地極的敷設(shè)深度與焊接工藝、降阻劑的填充尺寸與均勻程度等，并按規(guī)范要求進(jìn)行中間隱蔽驗(yàn)收。

（3）考慮到降阻劑與土壤的親合要有一個(gè)過(guò)程，接地網(wǎng)待施工完成2個(gè)月后進(jìn)行整體實(shí)測(cè)，接地裝置的工頻接地電阻值為0.461Ω，符合要求。

［1］中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T 50065—2011.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2011.

呂士輝（1981—），男，工程師，主要從事電氣工程技術(shù)類工作。