变电所接地网存在的问题及改造方法

变电所接地网存在的问题及改造方法摘要本文就变电所接接地网存在的的均压问题，设设备与地网的的连接问题，接接地网的腐蚀蚀问题，接地地电阻问题等等方面进行了了论述，以及及需要怎样进进行改进等措措施，进一步步提出了变电电所接地网的的设计与改造造的一些方法法。关键词变电所接地网接地接地网设计计与改造前言变电所的接地好好坏直接关系系到设备和人人身的安全，因因而愈来愈受受到人们的重重视，因变电电所的接地网网不但要满足足工频短路电电流的要求，还还要满足雷电电冲击电流的的要求，以前前由于接地网网的缺陷，曾曾发生了不少少事故，其原原因既有地网网接地电阻方方面问题，又又有地网均压压方面的问题题。随着电网网的发展，变变电所内微机机保护综合自自动化装置的的大量应用、这这些弱电元件件对接地网的的要求更高，地地电位的干扰扰对监控和自自动化装置的的影响不得不不引起人们的的重视，因此此，为了保证证变电所接地地网的可靠性性，必须对接接地网存在的的问题进行改改进措施，以以及今后在接接地设计与改改造方面应该该注意的问题题。接地网存在的问问题1，接地网的均均压问题：《1》有些运行行多年变电所所接地网的均均压不好，特特别是横向电电位分布不均均，电位梯度度较大，这是是由于在接地地网设计时只只注意了工频频接地电阻而而忽略了地网网的均压和散散流问题所致致。《2》有些站只只是设备到哪哪里，水平接接地带立连到到哪里，或只只用长孔地网网很少用方孔孔地网，在加加上敷设接地地网的，施工工单位存在偷偷工减料，不不按图施工所所以接地网很很不完善。《3》地网水平平接地极埋深深大部分不足足，有的甚至至浮在地表面面，因此，由由于地网均压压不好，一旦旦发生接地短短路就有可能能引起局部电电位升高产生生高压向控制制和保护电缆缆反击，使低低压元件烧坏坏。2，设备与地网网的连接问题题《1》设备的接接地引下线在在地下与地网网的连接处被被锈蚀断；《2》设备没有有明显的接地地引下线，而而是通过混凝凝土构架的内内部的钢筋接接地，而混凝凝土构架的内内部钢筋不是是在上部就是是在下部开路路，或因锈蚀蚀造成开路；；《3》设备接地地引下线的截截面偏小，经经长期的锈蚀蚀后被锈断，或或在设备接地地短路时因满满足不了短路路电流的热稳稳定而被熔断断，《4》扩建时没没有扩建新的的地网，而是是把新增设备备的接地通过过电缆沟内的的接地带与原原地网连接，而而电缆沟内的的接地带又连连接不可靠或或长期运行在在潮湿和有腐腐蚀气体的环环境中，因腐腐蚀而造成开开路；《5》通电过螺螺丝连接的接接地线经过长长期的锈蚀造造成电气上的的开路；由于设备的接地地与地网不通通在发生设备备的接地短路路时，设备外外壳所带高压压容易让低压压二次回路反反击，烧坏二二次电缆元件件和元器件，使使二次保护和和控制失灵，使使故障线路不不能及时切除除，使事故扩扩大，在使用用微机保护和和综合自动化化系统的场所所会造成严重重的地电位干干扰而使微机机保护和综合合自动化系统统失灵，造成成保护的吴动动或拒动，而而使事故扩大大。设备外壳壳所带较高的的接触电势还还将威胁运行行人员的安全全。防雷设备备的接地不良良，要么会影影响防雷设备备的正常动作作，要么会在在雷电流入地地时产生较高高的反击过电电压危及设备备和人身安全全。3，接地网的腐腐蚀问题腐蚀的原因归纳纳起来有以下下几种：（1）、接地网网的水平接地地体埋深不够够，相关国标标和行标规定定水平接地体体的埋深至少少应达到0.6m，而在实际际工程中发现现有的水平接接地体的埋深深不够，有的的甚至浮在地地表，由于上上层土壤含氧氧量高，加速速了接地体的的氧化，且上上层土壤易受受气候的影响响，接地电阻阻值不稳定。（2）、在扩建建时，不扩建建地网把电缆缆沟内的均压压带作为设备备接地的主要要干线，由于于电缆沟内的的均压带长期期运行在阴暗暗潮湿的环境境中，特别是是有些电缆沟沟长期积水，再再加上未能定定期的进行防防腐维护，这这就加速连接接地的腐蚀，是是造成设备或或设备单元“失地”的主要原因因；（3）、地网接接头焊接质量量差，有虚焊焊假焊或气泡泡存在;（4）、丘陵地地区的变电所所，风化石或或沙石土壤透透气性好，土土壤中含氧量量高；（5）、有害气气体腐蚀；（6）、对设备备接地引下线线和接头没有有采取防腐保保护措施或没没有定期进行行维护。4、接地电阻问问题埋深不够大多变变电所接地装装置埋深不够够的工频接地地电阻普遍满满足不了R≤2000//I的要求，且且未采取任何何均压和隔离离措施,这在多年运运行的变电站站中尤其突出出.其主要原因因有:（1）、在原设设计时电网容容量较小,当随着电网网的发展,电网容量迅迅速增大接地地短路电流也也迅速增大,接地网没有有随之进行相相应的降阻改改造；（2）、接地网网在施工时没没有按要求铺铺设足够的水水平和垂直接接地体；（3）、接地体体在地下经过过长期的腐蚀蚀，在接地体体表面产生了了一层铁锈层层，影响了接接地体与周围围土壤的有效效接触，使接接触电阻增大大；（4）、变电所所扩建时没有有对接地网进进行扩建。二，改进措施《1》，对运行行10年以上的地地网，宜用工工频大电流法法进行接地电电阻，地面电电位分布，设设备接触电压压试验和设备备与地网的连连通情况试验验；《2》，对试验验发现有问题题的地网，应应进行开挖检检查，检查接接地网的埋深深，锈蚀和焊焊接头的连接接情况，要重重点检查设备备接地引下线线与地网的连连接，因为这这些地方由于于腐蚀电位差差的存在最易易发生电化学学腐蚀，《3》，对设备备接地引下线线及地网水平平接地体的截截面进行热稳稳定校核，不不满足要求的的要及时进行行整改。35KV及以上电压压等级的设备备接地线要用用明线引下，不不能通过混凝凝土构架接地地，对充油设设备，主设备备要进行“双接地”，双接地要要从设备的两两边引下，并并与地网不同同点相连，以以加强设备连连接的可靠性性和改善散流流情况。《4》，在设计计新的地网和和改造老地网网时，宜考虑虑电网以后5――10年的发展，留留有适当的发发展余地。接接地网的使用用寿命应大于于地面设备的的使用寿命，因因地面电气设设备可能更新新得较快，而而接地网不存存在更新的问问题。《5》，接地网网的水平接地地体埋深应达达60CM以下，有些些特殊的地方方埋深应达0.8M或1M以下，用细细土回填并分分层夯实，严严禁用砂石或或建筑垃圾回回填。《6》，设备接接地引下线和和电缆沟内的的均压带要定定期进行防腐腐处理和维护护。《7》，在电缆缆附近辅设与与电缆沟平行行的水平接地地体，每隔6―8M与电缆沟内内的接地带连连接一次，以以保证电缆沟沟内的均压带带接地和均压压的可靠性。《8》，在主变变中性点、油油开关、避雷雷器和构架避避雷针的接地地处和地网的的各交叉点设设置垂直接地地极加强集中中接地，改善善地网的冲击击特性。《9》，变电所所扩建时要把把接地网一并并考虑在内，扩扩建的地网与与原地网应多多点可靠连接接，不能简单单地接进电缆缆沟的接地带带了事。地网网的各焊接头头焊口质量要要严格把关，对对焊口要进行行相应的防腐腐处理。三、接地设计与与改造《1》，在接地地设计时一定定要对变电所所处在位置的的地质结构和和土壤电阻率率，土壤电阻阻率ρ值是接地设设计和计算的的重要参数，在在接地装置设设计之前应认认真进行勘测测，因大多数数情况下土壤壤都是不均匀匀土壤，即土土壤的电阻率率沿水平和垂垂直方向不均均匀分布，这这时就需要在在水平方向上上多测一些点点以测出沿水水平方向上的的不同分布，同同时还要测出出不同深度的的土壤电阻率率，如采用“四极测量法”。可改变不不同的测试距距离α。即可算出出不同深度的的土壤电阻率率。因为测试试结果基本上上保持着0.75α深层土壤电电阻率的关系系，对于新建建变电所可在在变电所接地地装置布置地地点进行测量量，对于老站站改造可在旁旁边类似的土土质地方测试试，而实际中中则发现有些些在原地网上上面测试，结结果测试值严严重偏小，因因为如在接地地装置上方测测量，则因下下方有接地体体的影响而使使结果偏小，会会使接地设计计产生很大的的偏差。测试试一定要到现现场实测，不不要凭资料介介绍的土质进进行估算，因因为同样土质质在南方和北北方相差甚远远，如不现场场实测则由于于取值和实际际值相差较大大而达不到设设计目的。《2》、根据变变电所的规模模，电网的接接地短路电流流来计算通过过接地网的入入地短路电流流值，从而确确定接地网的的接地电阻值值和接地线热热容量。关于于流经接地装装置的入地短短路电流，这这个电流因为为直接关系到到接地电阻，接接地线的热稳稳定计算，设设备接触电压压和跨步电压压的计算。所所以正确计算算流经变电所所接地装置的的电流非常重重要。计算流流经接地装置置的入地短路路电流，采用用在接地装置置内、外短路路时经接地装装置流入地中中的最大短路路电流对称分分量的最大值值，该电流应应按5—10年发展后的的系统最大运运行方式确定定，并考虑系系统各中性点点的短路电流流分配，以及及避雷线的分分流。计算时时首先应按系系统最大运行行方式时的短短路阻抗算出出在单相接地地短路电流值值，然后根据据所内、外短短路计算流过过接地装置的的电流I=（Imaax-IN）（I-Ke1）I=In（I－－Ke2）式中I—流经接地装装置的陆地电电流。A；Imax——接接地短路时的的最大接地短短路电流。A；In——发生最最大接地短路路时，流经发发电厂、变电电所接地中性性点的最大接接地短路电流流。A；Ke1——厂或或所内外短路路时、避雷线线的工频分流流系数；《3》，对接地地网的均压主主要考虑接地地网地面的电电位分布要均均匀，跨步电电压要合格，关关于接地装置置的跨步电压压和设备接触触电压，接地地装置的地面面跨步电压UK和设备接触触电压Uj是接地装置置的主要参数数它直接关系系到人身和设设备安全，特特别是在采用用外延接地时时，必须保证证外延部分的的跨步电压UK在安全值以以下，只有这这样才能保证证在接地装置置流过大的接接地短路电流流时不会构成成人身安全事事故，因而在在接地设计时时应该认真计计算校核这两两个参数，在在工程完工后后还要进行试试验验证。但但是在工程实实际中发现有有的设计人员员只是按下式式进行Ujj=174＋0.17ρf/UKK=174＋0.7ρf/式中：Uj——接触电位差差。V；ρf——地表土壤电电阻率。Ω·mUk——跨步步电位差。V；t—接地短路故故障电流持续续时间《4》，变电所所接地装置的的工频接地电电阻应符合的的要求，如若若达不到该要要求，在做充充分的技术经经济分析后可可适当放宽，但但要采取严格格的均压、隔隔离措施。降低变电所接地地装置的工频频接地电阻的的措施可以采采用：1、外延接地降降阻法；2、深井式接地地极降阻法；；3、降阻剂法；；4、水下地网法法；5、等离子接地地极降阻法。在实际工程中究究竟采用何种种方法降阻要要根据具体的的情况、现场场地质、地势势情况做认真真的技术经济济分析后采用用切实可行的的降阻措施。要要充分利用自自然接地体和和接地装置所所在处的有利利地形条件达达到用较少的的投资来获得得最好的降阻阻效果。对位位于山区、丘丘陵地区一边边开挖、一边边回填的变电电所，为了达达到接地网与与大地的快速速亲合，可在在回填前在底底层先铺一层层地网加强与与大地融合，然然后在上层再再铺一层均压压网与设备连连接。《5》，关于接接地装置的防防腐措施，应应首先调查勘勘测接地装置置所在处土壤壤对钢接地体体的腐蚀率和和酸碱度，先先进行接地体体的腐蚀寿命命计算，热稳稳定计算，接接地装置的使使用寿命应大大于地面设备备的使用寿命命，即在寿命命内接地体的的截面都要满满足接地短路路电流热稳定定的要求。防防止接地体腐腐蚀的措施有有：1、高效膨润土土降阻防腐剂剂法；2、阴极保护法法。高效膨润土降阻阻剂法具有降降阻、防腐和和稳定接地参参数等多项功功能，适用于于既需要降阻阻又需要防腐腐的场所；阴阴极保护法主主要是保护接接地体免遭腐腐蚀。结束语良好的接地装置置是电网安全全稳定运行的的重要保证，需需要正确的掌掌握降低接地地电阻的施工工方法，对设设计规划论证证阶段、接地地材料和形式式的选择、导导体截面热稳稳定和机械强强度的校验、施施工过程质量量管理、工程程交接验收环环节等要采用用科学措施加加强管理和监监督，只有这这样，才能长长期保证接地地装置的良好好质量，从根根本上防止发发生电气事故故。但是，海海南在建的和和已建好的部部分变电所（站站）中，总会会出现这样或或那样的问题题，一是施工工单位偷工减减料、没有按按到规程规范范要求正确施施工，个别施施工人员技术术水平差，比比如，焊接、油油漆等等；二二是设计单位位为了经济效效益，没有亲亲临现场勘测测，不按实际际情况设计而而是套用设计计图纸或是凭凭借一些资料料就进行设计计，这样，出出现的结果是