【摘要】 文章簡述了接地裝置在電網(wǎng)運行的重要性和組成，以及特性參數(shù)測量的項目內(nèi)容、降阻劑的特性，通過三座變電站接地裝置測量實例，講述變電站接地裝置使用降阻劑對腐蝕診斷的影響，并找出在使用降阻劑的變電站判斷接地網(wǎng)腐蝕的診斷方法。

【關鍵詞】 接地裝置 降阻劑 腐蝕診斷 阻抗估算值

1 概述

在國民經(jīng)濟的各領域中，各種設備在運行使用中都必須通過接地裝置進行接地，特別是電力系統(tǒng)。接地裝置特性參數(shù)是發(fā)電廠、變電站接地系統(tǒng)安全狀態(tài)的重要指標，是衡量接地系統(tǒng)的有效性、安全性以及鑒定接地系統(tǒng)是否符合設計要求的重要指標。

為保證電力設備運行安全和運行人員的人身安全，還可以通過接地裝置特性參數(shù)實測值對其腐蝕程度進行診斷。關于變電站接地網(wǎng)接地電阻的測量項目、要求及方法，DL475—2006《接地裝置特性參數(shù)的測量導則》(以下簡稱“導則”)有著明確的規(guī)定，在日常的預試工作中均有應用。對于接地裝置特性參數(shù)的測量主要有：接地裝置的電氣完整性、接地阻抗、場區(qū)地表電位梯度、接觸電位差、跨步電位差、轉移電位、以及站內(nèi)各外引地線分流的測量，測量中所使用的設備， “導則”中第6章“接地裝置工頻特性參數(shù)的測量”要求，“a推薦采用異頻電流測試大小接地裝置的工頻特性參數(shù)，試驗電流宜在3～20A，頻率宜在40～60Hz范圍，異于工頻又盡量接近工頻，儀器準確度不低于1.0級，測試場區(qū)地表電位梯度、跨步電位差、接觸電位差的電壓表分辨率不低于1mV?！笨偟哪康氖鞘箿y量值有較高的精度，其測量結果與被測地網(wǎng)設計值進行比較，達到接地裝置安全性評估和腐蝕診斷的目的。

使用被測地網(wǎng)與設計值比較的方法來判斷地網(wǎng)的運行狀態(tài)、腐蝕情況，對接地裝置腐蝕診斷所用上述“導則”及相關國標標準均在未使用降阻劑的前提下，但在使用降阻劑的變電站接地裝置，雖能夠進行上述特性參數(shù)的實測，但給腐蝕診斷帶來了新的問題。為此，需尋求易于進行腐蝕診斷的方法。

2 降阻劑在變電站接地裝置的使用

降阻劑中主要含有：氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、氧化鐵、氧化亞鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化鉀、氧化鈉、硫酸鈉、氯化鈉、氫氧化鈉、磷酸鈉及碳等物質，其pH值為9～10，呈弱堿性。其現(xiàn)場鋪設如圖1所示。

降阻劑具有較低的電阻率，在吸收水分后，具有較大的膨脹并在相對時間內(nèi)保持一定的水分，施加在接地體周圍相當于增大了接地體的有效截面，減少了接地體與周圍土壤的接觸電阻，以及水分滲透和擴散作用，降低了接地體周圍的土壤電阻率，因而具有較好的降阻性能，特別是對山區(qū)、高土壤電阻率地區(qū)以及西北較干旱地區(qū)，其降阻效果較為明顯，近些年來被廣泛使用。

3 接地裝置測量及腐蝕診斷的原理及方法

3.1 接地裝置的構成

接地裝置是埋入地中的接地體和設備接地線的總和，主要由以下部分組成：

(1)地上部分：每個電氣設備與接地體的金屬連線——設備引下線；

(2)地表部分：變電站(電廠)內(nèi)土壤地表——人體接觸面；

(3)地中部分：埋入地中并直接與大地(包括土壤、江、河、湖、井水)接觸的金屬導體——接地體(地網(wǎng))；

(4)其它輔助部分：在地網(wǎng)建設或改造中對土壤電阻率進行改造，所使用的降阻劑。

降阻劑的原理在于其面積加大而減少與接地電極之間的接觸電阻，從而降低了接地體的總電阻。降阻劑的構成可分為電子導電型和離子導電型。

3.2 接地裝置特性參數(shù)及測試

“導則”中規(guī)定了接地裝置的電氣完整性、接地阻抗、場區(qū)地表電位梯度、接觸電位差、跨步電位差、轉移電位等參數(shù)或指標。并規(guī)定了測試方法、判定標準和檢測周期，以及測試所使用的測量設備要求。

3.3 接地裝置腐蝕診斷的方法

接地裝置腐蝕診斷常規(guī)的方法是通過“導則”中規(guī)定的測試方法、測試項目、判定標準及要求，對變電站接地裝置進行準確測量，依據(jù)判定標準、被測接地裝置的設計值，并參考年腐蝕率等因素與實測值進行比較，判斷其腐蝕程度，是否符合設計要求，對其進行接地裝置腐蝕診斷。

4 現(xiàn)場測量實例

2009年7月，嘉峪關供電公司使用西安佳源技術貿(mào)易發(fā)展有限責任公司生產(chǎn)的HDZ一2000G發(fā)電廠、變電站接地裝置特性參數(shù)測量系統(tǒng)，對該公司110kV河東里變、110kV陽關變、110kV柳園變的接地裝置特性參數(shù)進行了測量，測量項目有：接地阻抗、場區(qū)地表電位梯度、接觸電位差、跨步電位差、站內(nèi)外各引線路架空地線分流情況、變電站周邊土壤電阻率。該測量系統(tǒng)，由耦合變壓器、大功率信號控制器、可調(diào)頻電壓、電流表、電流信號取樣傳感器——Rogowski無鐵心線圈組成，測試功率5kW，測試頻率(43Hz、57Hz)可選，準確度0.5級，符合“導則”中測量設備的全部技術指標要求。接地阻抗測試數(shù)據(jù)及變電站參數(shù)見表1。

由表1各數(shù)據(jù)可知，地網(wǎng)接地阻抗估算值應小于斷開架空地線的實測值，由于上述三座變電站在鋪設接地網(wǎng)時，均不同數(shù)量鋪設了降阻劑，使得地網(wǎng)接地阻抗實測值減小，無法用此測值，應用“導則”中的測試項目，對接地裝置進行腐蝕診斷。針對鋪設了降阻劑的變電站接地裝置，可通過測量變電站附近周邊土壤電阻率，得到近期土壤電阻率實測值，再結合接地網(wǎng)總接地阻抗估算值公式，計算出接地阻抗估算值，并與被測變電站接地阻抗實測值進行比較，判斷接地網(wǎng)總的腐蝕情況。表1中110kV柳園變運行了4年后，變電站附近周邊土壤電阻率發(fā)生了明顯變化，投運前設計圖提供的土壤電阻率為210Ω·m，接地網(wǎng)不包括站內(nèi)外各引線路桿塔地網(wǎng)，并聯(lián)接地阻抗為1.0Ω，而本次測試，接地網(wǎng)不包括站內(nèi)外各引線路桿塔地網(wǎng)，并聯(lián)接地阻抗為1.8Ω，已超標，由此可診斷：接地網(wǎng)總體有腐蝕缺陷；該站地網(wǎng)所鋪設的降阻劑已失效。

5 結束語

(1)對變電站接地裝置特性參數(shù)測量，應嚴格按“導則”中規(guī)定的檢測項目、要求進行。

(2)對變電站接地裝置特性參數(shù)測量，用測量架空地線分流的方法，可在線測量其接地阻抗值，在現(xiàn)場較易實現(xiàn)。

(3)對使用降阻劑變電站接地裝置，可用測量變電站附近周邊土壤電阻率的方法，結合投運前設計圖提供技術參數(shù)，以及接地網(wǎng)不包括站內(nèi)外各引線路桿塔地網(wǎng)并聯(lián)接地阻抗總接地阻抗估算值、實測值，進行腐蝕診斷。