李慧

摘 要：110kV儒巖變電站接地網(wǎng)接地電阻沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，采取的技術(shù)措施是：首先采用外擴(kuò)電解地極降到0.75Ω，接近了設(shè)計(jì)值0.5Ω；然后，采取絕緣措施防止接觸電位差、跨步電位差觸電，采取均壓措施防止弱電設(shè)備受雷擊或反擊損壞。

關(guān)鍵詞：變電站；接地電阻；電解地極；絕緣；均壓

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.180

1 儒巖變電站基本情況

110kV儒巖變電站位于梧州市市郊，占地約2200平方米，變壓器容量2×31.5MVA，三個(gè)電壓等級，110kV配電裝置室外布置，35kV及10kV配電裝置室內(nèi)布置。儒巖變電站站址所在地土質(zhì)主要為泥質(zhì)沙巖，土壤電阻率在站內(nèi)分布不均勻，在320-600Ω·m之間變化，而且受季節(jié)氣候干燥變化影響較大。

綜合考慮架空避雷線和主變中性點(diǎn)分流因素及變電站綜合自動化系統(tǒng)對接地電阻的要求，設(shè)計(jì)要求變電站接地網(wǎng)接地電阻為0.5Ω。儒巖變電站站內(nèi)接地網(wǎng)按施工圖紙施工完畢后，實(shí)測接地電阻為3.3Ω，不能滿足0.5Ω的設(shè)計(jì)要求。

2 利用外擴(kuò)電解地極降低接地網(wǎng)電阻

儒巖變電站的土壤電阻率在320-600Ω·m之間，如果要達(dá)到設(shè)計(jì)0.5Ω的要求，采用傳統(tǒng)向外擴(kuò)展接地網(wǎng)的方法，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《交流電氣裝置的接地》的計(jì)算方法，需要向外擴(kuò)展接地網(wǎng)約21萬平方米，從經(jīng)濟(jì)上，技術(shù)上都不可取，不符合科學(xué)的發(fā)展觀。

采用打深井配合使用降阻劑的方法，從經(jīng)驗(yàn)來看，效果并不明顯。

使用外擴(kuò)電解地極組的方法，只需要22支電解電極，比較少的占地就可能能滿足要求。外擴(kuò)電解地極組包括四個(gè)部分：電解地極、接地線、離子回填料、陰極補(bǔ)償裝置等。

2.1 電解地極

電解地極為銅管或塑料管，直徑65mm，管長1.5m，管內(nèi)裝有離子化合物，管的兩端各有3個(gè)呼吸排泄孔。

電解地極埋于地下0.8m，電解地極上面回填離子回填料，電解地極通過呼吸排泄孔吸收土壤中的水分，使電解地極內(nèi)的離子化合物變?yōu)殡娊赓|(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液從呼吸排泄孔排出，在離子回填料的吸取作用下，均勻的流入土壤，在土壤中形成了成片導(dǎo)電良好的電解質(zhì)土壤，從而形成了一個(gè)良好的電解質(zhì)導(dǎo)電通道，大大的降低原來土壤電阻率，達(dá)到降低接地電阻的目的。

電解地極的設(shè)計(jì)有效期按管內(nèi)離子化合物數(shù)量及呼吸排泄孔大小、數(shù)量，以及電解質(zhì)溶液排出速度，設(shè)計(jì)壽命為10年。

儒巖變電站所需電解地極數(shù)量n：

可按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

n=1/[（1/R1）×R×K]

其中：

R為設(shè)計(jì)要求接地電阻值，R=0.5Ω；

R1為1套電解地極電阻值，R1≈0.08ρ，儒巖變電站的土壤電阻率在320～600Ω·m之間，為可靠起見，并考慮季節(jié)變化干燥對土壤電阻率的影響，ρ取600Ω·m；

K為電解地極效應(yīng)系數(shù)，

當(dāng) ρ<200Ω·m 時(shí)，K取3，

當(dāng) 200≤ρ<500Ω·m 時(shí)，K取4，

當(dāng) 500≤ρ<1000Ω·m 時(shí)，K取4.5，

當(dāng) ρ≥1000Ω·m 時(shí)，K取5，

固K取4.5；

n=1/[（1/R1）×R×K]

=1/{[1/（0.08×600）]×0.5×4.5}

=21.3

n取22，也就是，儒巖變電站所需電解地極數(shù)量為22組。

2.2 接地線

接地線采用50×5mm鍍鋅扁鋼，作用是把電解地極連接起來并與變電站站內(nèi)接地網(wǎng)連接起來。儒巖變電站22組電解地極分為4段分別與站內(nèi)接地網(wǎng)連接，電解地極與電解地極之間距離約為30m，4段電解地極的接地線總長度約為700m。

2.3 離子回填料

離子回填料作用是把電解地極中的電解質(zhì)溶液從管中吸出來，另一方面，離子回填料本身電阻率只用8Ω·m，起改善土壤電阻率的作用，加強(qiáng)電解地極與大地的有效接觸。

2.4 陰極補(bǔ)償裝置

儒巖變電站設(shè)計(jì)了兩套陰極補(bǔ)償裝置，以補(bǔ)充電子，從而減緩金屬構(gòu)件的腐蝕速度，達(dá)到較好電化學(xué)防腐效果。

儒巖變電站外擴(kuò)電解地極工程施工完畢后，實(shí)測接地電阻為0.75Ω，接近了0.5Ω的設(shè)計(jì)要求值，但還沒有滿足設(shè)計(jì)要求，需采取其他措施以防止接觸電位差、跨步電位差觸電及防止綜合自動化系統(tǒng)等弱電設(shè)備受雷擊或反擊損壞。

3 采取絕緣措施防止接觸電位差、跨步電位差觸電

儒巖變電站接地網(wǎng)電阻已經(jīng)達(dá)到0.75Ω，接近了設(shè)計(jì)要求，為了降低成本，不再采取措施減小接地電阻，為了防止接觸電位差、跨步電位差觸電，可采用均壓、絕緣等技術(shù)措施。儒巖變電站接地網(wǎng)本身已經(jīng)設(shè)計(jì)了方孔等間距均壓帶，因而這里著重考慮采用絕緣技術(shù)防止接觸電位差、跨步電位差觸電。

為了防止接觸電位差、跨步電位差觸電，儒巖變電站在110 kV隔離開關(guān)及斷路器鋪設(shè)了瀝青操作平臺，站內(nèi)道路也使用瀝青路面，35kV、10kV開關(guān)柜前鋪設(shè)絕緣墊。

4 采取均壓措施防止弱電設(shè)備受雷擊或反擊損壞

弱電設(shè)備比較容易受雷擊或反擊而導(dǎo)致?lián)p壞，有效防止弱電設(shè)備比較容易受雷擊或反擊而導(dǎo)致?lián)p壞的方法，除了盡量減小接地網(wǎng)接地電阻之外，均壓、屏蔽、限幅、隔離等技術(shù)也很有效。儒巖變電站接地網(wǎng)電阻以達(dá)到0.75Ω，接近了設(shè)計(jì)要求，如果再繼續(xù)減小接地電阻，將要投入比較大的成本；而另一方面，屏蔽、限幅、隔離等技術(shù)措施，弱電設(shè)備的生產(chǎn)廠家已經(jīng)考慮得比較充分，因而儒巖變電站防止弱電設(shè)備受雷擊或反擊損壞的技術(shù)措施就著重放在對整個(gè)變電站接地網(wǎng)的均壓上。

為了達(dá)到均壓目的，儒巖變電站設(shè)計(jì)了一個(gè)二次接地環(huán)網(wǎng)，二次接地環(huán)網(wǎng)由四部分組成：主控室接地環(huán)網(wǎng)、35kV及10kV高壓開關(guān)柜接地環(huán)網(wǎng)、高壓開關(guān)站接地環(huán)網(wǎng)、各接地環(huán)網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)線。

弱電設(shè)備的機(jī)箱、隔離變壓器的外殼、二次電纜及通訊電纜的屏蔽層鎧裝層、電壓互感器及電流互感器的二次側(cè)接地等都接在二次接地環(huán)網(wǎng)上，使得所有的弱電設(shè)備處于一個(gè)等電位，從而有效地防止雷擊或反擊的損壞。

5 結(jié)語

儒巖變電站為變電站接地網(wǎng)接地電阻綜合處理提供了一種成功模式：首先采用外擴(kuò)電解地極降到0.75Ω，接近了設(shè)計(jì)值0.5Ω；然后，采取絕緣措施防止接觸電位差、跨步電位差觸電，采取均壓措施防止弱電設(shè)備受雷擊或反擊損壞，既節(jié)省了投資，又能滿足運(yùn)行要求。

參考文獻(xiàn)：

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