变电所接地网的设计与安装 _知识百科

随着电力事业的快速发展，电力系统中对接地装置的要求越来越严格，变电所接地系统直接关系到变电所的正常运行，更涉及到人身与设备的安全。然而由于接地网设计考虑不全面、施工不精细、测试不准确等原因，近年来，发生了多起地网引起的事故，有的不仅烧毁了一次设备，而且还通过二次控制电缆窜入主控室，造成了事故扩大，故接地网对电力系统的安全稳定运行起到非常重要的作用。
1 地网设计
目前的情况是，变电所网络仅有一张接地网总平面布置图及其简要说明，在布置图中只画出了主干线，一些特殊设备的接地线未标出，也未考虑设备密集区的地线连接，控制室、高压室及穿墙套管的接地网无单独的接地设计图，且设计部门既没有提供接地网设计计算说明书，也不标明一些重要参数是如何取得的。有的设计人员并不知道土壤电阻率是由哪个部门提供、如何测量、是否能反映土壤的分层情况等，计算接地短路电流时，未能合理选择点分流和避雷线分流系数，致使设计的接地网电阻值可信度很低。对接地网设计是否全面、合理关系到接地网的安全稳定运行，设计参数决定了接地网的基本状况，设计参数包括入地短路电流、土壤电阻率、接地电阻值等，现分析如下。
1.1 关于接地短路电流的计算
电力行业标准DL/T 6211997中的计算公式为 I = （Imax - In）(1 - Kel) 和 I = In(1 - Ke2)，取其最大值，式中I为接地短路电流，即通过接地网进行散流的电流。
Imax为接地短路时的最大接地短路电流，上述公式仅适用于有效接地系统，该值可向运行部门或继电保护部门索取，也可自己计算，一般采用单相接地时，最大运行方式下的最大短路接地电流。
In 为发生最大接地短路时，流往变电所主变压器中性点的短路电流。当所内主变压器中性点不接地时， In = 0，此是上述可简化为 I = Imax（1 - Kel）；当变压器只有1个中性点，发生所内接地时， In =30%Imax，有2个中性点时， In约等于50% Imax，实际值应以继电保护部门计算和实测为准。
Kel为短路时，与变电所接地网相连的所有避雷线的分流系数，据专家分析， Kel应由避雷线的出线回路数确定，出线为1路时，取0.15， 2路时取0.28， 3路时取0.38， 4路时取0.47， 5路以上时取0.5~0.58，且应根据出线所跨走廊的分流效果做出相应的增减。
Ke2为所外接地时，避雷线向两侧的分流系数，一般取0.18，这仅适于变电所内有变压器中性点接地的所外接地。
取值时，要考虑10年以上的发展规划，需乘以1.2~1.5的发展系数；在散流比较困难的地方，还应乘以散流系数1.25 。由上述取值可得出，只有当变电所内有两个中性点接地时，所外接地时的入地短路电流才有可能大于所内短路的入地短路电流。
1.2 土壤电阻率ρ的取值
土壤电阻率ρ是决定接地网的关键参数，选择变电所所址时，要考虑所在地的土质情况，接地网处的土壤分层情况，不能仅取表层土壤的电阻率ρ，若土壤电阻率?太大，接地网的接地电阻值满足不了R≤2000/I 的要求。
1.3 接地电阻值的要求
根据电力行业标准DL/T 621197规定，接地装置的接地电阻值应满足R≤2000/I，即IR < 2000V 。由于现在普遍采用微机保护，其对接地电阻值的要求很高，即R < 1ρ， 2000V难以满足要求，故有的采取铺设接地铜排等措施来降低接地电阻值，国外有的已要求IR < 650V 。
2 接地网施工安装
由于部分施工单位的技术水平较差，在工程监理水平有限的情况下，难以保证接地网的施工质量，如虚焊、断开、主网未留活动检查点，甚至设备接地引下线都未接到主网干线上。另外，施工单位将总体布置图当作竣工图给运行单位，未标出施工过程中改动的地方。
为防止上述违规事件的发生，接地网的检查、试验应由专业人员认真进行通电检查，做好中间验收和竣工验收，发现不规范的地方，及时要求施工队返工，这样才能保证工程质量。
施工时，还应注意以下问题：
·主网干线上的镀锌扁钢应竖直放置，减少锈蚀速度。
·控制室的接地应形成环网，主干线穿过控制室时，应从两侧往楼上引接地线，且楼房的基石钢筋应与接地主干线连接，以改善接地效果。
·穿墙套管的接地应设在室外，且每组的接地线都应引至主干线，以提高运行人员和室内二次设备的安全性。
·一次设备的接地线不得往电缆沟内的接地扁钢上连接，也不应悬空穿越电缆沟。
·接地网水平接地极铺设后，回填土时，接地网下要用干净的原土，不得将脏土或碎石填到下部。
3 接地网阻抗的测试
接地网施工完后，必须准确测试接地电阻值，以验证设计计算的准确程度，为运行单位提供确切的接地网参数。由于接地网的特性，随土壤的成分和物理状态，以及随接地极的延伸范围和形状而变化，还随季节变化。测试接地电阻时，接地棒离变电所较远，其间的土壤情况可能很复杂，有分层或埋有金属物等现象，引起电阻值测试不准确，或与设计计算值相差较远。因此，测试接地网的接地电阻值时应在相似气侯和湿度条件下进行。
接地网的质量是保证变电所安全、可靠运行的重要因素，应引起电力有关部门的重视，并且从设计上、施工上、测量验收上下功夫，尽可能做到设计合理、施工精细、测试准确。