电解离子接地系统在变电站接地网改造中的应用
电解离子接地极的阻值计算
电解离子接地极的阻值计算作者：赵立飞许彦来源：《硅谷》2012年第18期摘要：电解离子接地极是一种新型接地装置，虽然已经在工程实践中得到很好的应用，但是现行设计标准中尚未对此项技术的计算给出标准算法，整理工程实践中采用的离子接地极接地电阻的各种计算方法进行比较分析，并通过实测数据进行验证，找出最符合工程实际的计算公式。
关键词：变电站；电解离子接地极；接地电阻电解离子接地系统由于降阻效果明显，施工方便，占地面积小等优点正越来越多的应用于工程实践。
1 电解离子接地极电解离子接地极是由接地铜管装入陶瓷合金化合物构成，铜管上面预先留好呼吸孔，当铜管埋入地下时，通过铜管呼吸孔，电解离子化合物吸收水份，发生潮解，将活性电解离子通过管孔有效地释放到周围土壤中，并不断向下向周围渗透，形成树根状的地网，极大地增大了地中的泄流面积[1]。
多支电解离子接地极连接在一起，就组成了电解离子接地阵列，它能最大程度解决降阻性、耐腐性和使用寿命等问题。
2 工程使用的计算公式尽管电解离子接地极已在不少工程中得到很好的应用，但由于现行设计标准中尚未对此项技术的计算给出标准算法，设计中主要使用生产厂家提供的经验公式进行估算，误差很大，限制了此项新技术更好的推广应用。
经搜集整理，现在使用的估算公式主要有以下几种：其中：ρ为土壤电阻率（Ω·m），L为离子接地系统的长度，δ为离子接地系统的初始离子扩散半径，γ为降阻剂回填料降阻率，k为离子接地系统效率，n为使用离子接地系统的组数，β为利用系数。
各个参数取值：1）k值的选取为：假设单根离子接地极的长度为3米；如果每组1～4根电解离子接地极的系统效率是0.85；每组4～10根的效率是0.75；每组10～20根的电解离子接地系统的效率是0.65。
即：随着电解离子接地系统长度的增加，其工频接地电阻值减小。
2）值的选取与土壤电阻率ρ相关，当3）δ值的选取与单根电解离子接地体长度L（m）相关，当L≤3，δ=0.8；3∠L≤6，δ=0.7；6∠L≤12，δ=0.6；12∠L，δ=0.5。
电解离子接地极在牵引变电所地网的应用
牵引变 电所 接地 网作 为牵 引网 回流 同路 中的一环 ，在保 障人员安 全 以及行车 、 设备 的稳定运行 起着重要作 用 。 接地 网的接地 电阻以及均 压要求是考量接地系统优劣的量化值，其数值大小直观反映牵引变电 所 的安全程 度 ，因此牵 引变 电所接 地 网的接地 电阻和均 压要求 是接地 网设 计 的重 点。 牵引变 电所 的接地 网设 计及施 工在 提高接 地网 的使 用寿命 、降低 接地１ ＝ 程造 价的 同时应保 证接 地 系统 的可靠 性 、 导 电性 、 稳 定性 、 耐腐 性 。在部 分牵引 变电所 建设 时 ， 由于当地 的地质条 件较差 ， 土壤 电阻率 较高 ， 而 征地 面积受 限 的条件 下 ， 常 规化 的地 网设 计 已不可 行 ， 本 次 以 某牵 引变 电所建设 为例 ， 通 过采用 电解 离子接地 系统 的方案解 决 了上 述问题 。
１工程概况
改 善周 围土壤 电阻 率 ， 并增 加 周 围土壤 的导 电性 ， 从而 降低 接地 电阻 ； 另 一方 面 ，通过 向周 围不 断渗透 得像 毛细血管装 的 电解 质 网络 可大大 增加离子接地极的等效直径和等效长度， 而降低接地电阻。 推算过程 。考虑到 目前 国内交流 电气装置接 地相应 规范 未对 电解 离子接地极与水平地网并联的作用作出详细规定，本次借鉴 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ Ｓ ｔ ｄ ８ ０ － ２ ０ ０ ０《 交流变 电站安全接 地导则 》 其 中的 Ｓ ｃ ｈ ｗ ａ ｒ ｚ 公式进 行推算 。 在变 电站 地网外 围 圈均 匀布置 ６ ０ 根 电解 离子 接地极 ， 其 并联后 的接地 电阻值 为 Ｒ Ｆ — — 血＿ Ⅷ ［ １ ｎ （
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110kV安家坪变电站地网改造
110kV安家坪变电站地网改造作者：刘峰来源：《华中电力》2013年第04期摘要变电站良好的接地可以让变电站的设备拥有一个安全可靠的运行环境，设备可以安全稳定的运行，可以让运行维护人员有一个安全可靠的工作环境。
本文针对110kV安家坪变电站接地电阻值偏高的问题，从变电站的地质结构、设计、运行等方面进行原因分析，提出增大接地网面积、增加垂直接地体和水平接地体、敷设接地网等解决方案，并结合变电站的实际运行情况进行分析比较，最终确定采用铜包钢接地极、热镀锌扁钢、热镀锌角钢、WC-II型非金属石墨接地模块作为降阻材料，可以有效降低变电站的接地电阻值。
关键词：接地网；接地电阻；降阻方法一、引言变电站良好的接地可以让变电站的设备拥有一个安全可靠的运行环境，设备可以安全稳定的运行，可以让运行维护人员有一个安全可靠的工作环境。
近些年，随着社会经济的发展，建设不断加快，电网越来越庞大，电力系统短路容量的也在不断上升，由于接地不良引起的事故扩大问题屡有发生，因此接地问题越来越重要。
本文针对110kV安家坪变电站现有地网的缺陷，对其进行勘测分析，提出具有建设性意义的改造方案，使其满足工作接地和雷电泄流等多重功能需求。
二、变电站接地网现状110kV安家坪变电站位于昭通市盐津县内，于2011年建成投运，设110kV/35kV/10kV电压等级，110kV为户外常规布置，35kV/10kV为户内开关柜布置，主控楼与10kV配电装置楼为一栋建筑，占地面积为92.7m×85.4m。
根据地勘报告原安家坪变站址土壤表层为耕作土，下层为沙石土，水分含量一般，土壤电阻率较高，全站接地变电站采用复合接地网，以水平接地体为主，以垂直接地极为辅，接地网外沿闭合，接地网内敷设水平均压带，水平接地体深埋为0.8m。
在避雷针和装有避雷器的地方应设集中接地装置。
水平接地体采用水平接地体采用热镀锌扁钢50×5mm，垂直接地体采用L50×5mm热镀锌角钢，原设计、施工中加装了120套接地模块。
“IEA系统”在缅甸太平江一级水电站接地网改造中的应用
按 照
《交 流 电 气 装 置 的 接 地 》
缅 甸 太 平 江 一 级 水 电 站 主 接 地 网 由 生 产 区 主 厂 房地 网 、开 关 站 地 网及 坝 区接 地 网构 成 。其
（ Ｄ Ｌ ／ Ｔ ６ ２ 卜１ ９ ９ ７ ）要 求 ，缅 甸太 平 江 一 级水 电 站 属 大 接 地 短 路 电流 系 统 ， 其接 地 电 阻必 须 满 足 ：
条带状混合片麻岩 、 黑云斜长变粒岩 、 角 闪岩 等 ，
着 至 关 重 要 的作 用 ，当 电网运 行 中 发 生 故 障 ，接 地 网可 以迅 速 的解 除 故 障 电流 ， 确 保 接 地 网 的 电 位 、接 触 电势 处 于 一 个 安 全 水 平 ，保 证 人 身和 设 备 安 全 。水 电站 处 于 高 土 壤 电阻 率 山区 ，接 地 网
【 摘 要 】 由于 土壤 电阻率较 高 ，接 地 电阻 未达 到相关 规程 要 求， 给 电站 安全运 行 带来 隐患 。根 据现 场 土 壤 电 阻率情 况并 结合 规程 规范 ，通过 应用 Ｉ Ｅ Ａ电解 离子 接地 系统 ，对 电站接 地 网综合 改 造 。实测 结 果表
明 ，改 造后 接地 网 的接地 电阻值 由原来 的 １ ． １ ７ ５ ７ Ｑ下 降到 ０ ． ３ ７ ５ ３ Ｑ，符合 预 期 目标 ０ ． ５ Ｑ的规程 要求 。结
挖 出 的碎 石 及 建 筑 垃 圾 回填 ，增 大 土 壤 电 阻率 和 加 快 接 地 体 的腐 蚀 速 度 ； （ ３ ）考 虑 到 某 些 接 地 装 置 经 一 定 的 运 行 周
论认为本 电站接地网改造取得了 良好 的效果 ，具有典型性和代表性 ，对解决大型水 电站相关 问题提供 了参考。 【 关键 词 】 Ｉ Ｅ Ａ系统 电解 离 子接地 系 统 水 电站 接地 网 改造
变电站接地网设计技术规范
110kV及以上变电站接地网设计技术规范（草稿）1 范围为实现变电站接地网的安全和经济设计，在电力系统运行和故障时能起到保证一、二次系统和人身的安全的目的，且技术经济指标合理，特制定本规范。
本技术规范适用于110kV及以上电压等级的变电站新建工程和大修技改工程的接地网设计，提出了接地网的功能和安全性指标、接地网特性参数的取值标准、接地网设计的校核步骤等相关技术要求。
对如何因地制宜地选择降阻方式和措施也有所提及，对土壤情况比较复杂地区重要的变电站的接地网，宜经过比较后确定设计方案。
在技术规范中，接地网指110kV及以上电压等级、中性点有效接地、大接地短路电流系统变电站用，兼有泄流和均压作用的较大型的水平网状接地装置，通常由水平接地体和垂直接地极组成，为了降阻需要，还包括深井接地极、电解离子接地极和接地模块等。
变电站接地网的设计，应满足GT/T 50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》等国家和电力行业现行有关强制性标准的要求，本规范作为上述规范的补充，结合深圳电网的实际运行情况进行了细化。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB50065-2011 《交流电气装置的接地设计规范》DL/T620-1997 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T621-1997 《交流电气装置的接地》GB 50150-2006 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB 50169-2006 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》Q/CSG114002-2011 《电力设备预防性试验规程》GB/T17949.1-2000 《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第一部分：常规测量》DL/T 475-2006 《接地装置特性参数测量导则》3 接地网的安全性指标变电站接地网是变电站设备的重要部分，首先它为变电站内各种电气设备提供公共参考地，更重要的，在系统发生接地故障时起到快速泄放故障电流，改善地网金属导体和场区地表地电位分布的作用，保障故障状态下一、二次设备和人员安全。
±800kV穗东换流站地网采用打斜深井安装电解地极降阻技术的应用
±800kV穗东换流站地网采用打斜深井安装电解地极降阻技术的应用摘要：在输变电工程中，遇到高土壤电阻率的变电站站区，采用在站内地网边沿打斜井的方法安装电解地极，根据地网的外围土壤电阻率安装相应的电解地极，用以改善原地网外围的土壤导电性能，从而改变地网所处的土壤地质环境，达到降低地网接地电阻的目的。
以广州±8000kv穗东换流站接地网降阻为例，原地网接地电阻1.065ω，土壤电阻率大于1000ω.m。
在地网外围打10口斜井，总长度1500 米左右，安装电解地极54套，使变电站地网的接地电阻降至0.29ω，降低了73%。
其运用为解决变电站因土壤电阻率较高，外扩地网征地困难，而要降低变电站接地电阻提供了一条有效的解决方案。
关键词：土壤电阻率接地电阻电解地极一、工程及地质概况±800kv穗东换流站位于增城市朱村镇，地质、地球物理概况，属山间冲积盆地、丘陵推平、依山而建，站前地势开阔，多为耕地和水塘，场地地表为回填土和原生土。
广东省电力设计院对已经平整的场地进行土壤电阻率测试时，原始地貌已经不存在，在回填区下15～16m深度已经铺设地网，挖方区揭露的地层为强风化花岗岩，填方区为素填土由粉质粘土或砾质粘性土组成，并经过强夯，地表较密实。
各地层的电阻率差异明显，满足电法工作前提，并经测试得出以下技术资料：两次进场进行土壤电阻率测量均遇到阴雨天气，但由于厂区已经整平，地下水位较低，从测试数据来看，雨水对测试结果影响不大。
本次土壤电阻率测量发现，测区东南角挖方区土壤电阻率较高，达到4200 （未下雨之前测量得到）；西南角挖方区土壤电阻率也较高，在3000 左右（下雨后阴天测量得到）；强夯区地表的土壤电阻率也较高，在2000 左右；地表以下5～15m之间，土壤电阻率降低，在350 ～700 之间，为粉质粘土的土壤电阻率；在15～22m左右，由于受地网和原始地貌的鱼塘影响，土壤电阻率大大降低，仅70～150 左右；22m以下，土壤电阻率会随着岩性的改变逐渐加大，在800～2100 之间。
离子接地棒的应用比较
离子接地棒的应用比较免维护长效离子接地棒离子接地棒系列产品是由全铜制造的接地主体、棒内固体填充剂、棒外固体填充剂和分子焊接高温熔接剂及专用熔接设备所组成的当今世界最先进的电解离子接地产品。
离子接地棒采用与传统地线不同的材质和焊接技术，具有保湿配方、离子缓释、潜深接地、长效降阻的功效和特点、以较低的成本、最简便的安装达到最高的适应性、最强的降阻性、最好的防腐性。
离子接地棒同时配有不需要填充剂的铜质辅棒，可保证安装当天接地棒的指标能够达到使用要求。
与传统地线效果的比较传统接地：埋入时所测地阻值最理想，对天气及土壤的转变敏感较高，导体腐蚀后接地电 阻逐步上升。
施工过程普遍采用大开挖的形式，在一些特殊环境（社区，山区等）下有很大的局限性。
离子接地棒：埋入时所测电阻值刚刚合格，以后则越来越低，而且持续的土壤改善能维持 最稳定的接地效果。
施工时垂直埋入离子接地棒与设备连接即可，安装简便，占地面积狭小。
材质比较传统接地：传统接地使用的是钢、铁等导体，使用一段时间后，铁会被土壤中的水分氧化，铁离子逐渐脱落，导电性降低；随着气候的变化，土壤与导体之间的空隙越来越大，接地电阻越来越大，需要每年耗费大量人力、物力对它进行维护。
离子接地棒：离子接地棒使用的是紫铜导体，紫铜本身具有抗氧化功能，它的表层被氧化后不会脱落，氧化铜也具有导电性；并且离子接地棒有内填充剂和外填充剂。
内填充剂特点A 内填充剂系固体活性物质，逐渐溶解后形成导电性很好的电解液，电离子通过棒底的小1.02.03.04.05.06.00124时间(年)地阻曲线电 阻 比 较电阻（Ω）常规接地3A 接地孔缓慢释放到土壤中，充分的改变周围的土壤导电性，使其土壤电阻率降低。
B 具有吸水、放水可逆的特点。
吸水时，吸收几百倍的水分，由固态转化为液态；外部环境干燥缺水时，又可以完全释放拥有的水分，达到周遍水分平衡。
这种可逆性有效保证了内外环境的有效湿度，保证了接地电阻的稳定。
应用在变电站的几种接地材料
向前 运动 ，因此 铜层 厚度有 可 能不均匀 ， 薄下厚 。 上 但 四维 电镀 法 让 导 体 自身 产 生 水 平 和 垂 直 上 的运
动 ， 避 免 了 厚 度 不 均 匀 的 问题 。
所 以镀铜 材料 铜 与钢 的结合 是否紧 密 ，是否 为 分 子渗透 ，随意弯 折刮 擦铜层 是 否剥落 是我 们要 关 注 的 问题 。另外镀 铜材 料 的厚度往 往是 最重 要而 又 被 忽视 的参数 。这 种材 料在 我 国市场 卜 近几 年才 开
智能 配 电装 备与 技术 、电能 管理 技术 专辑
应 用 变 的几 种 接 地 材 料 在 电站
谢 靖 马叶 芝 ２
０ １０ ） ７０ ３
（ ． 州 华 电电力 勘察设 计有 限公 司，江 苏 徐 州 ２ １ ０ ； １ 徐 ２ ０５
２华北 电力大 学 （ 定 ） ． 保 ，河北 保定
随着城 市 建设 与经 济 的发展 ，变 电站 的用 地越 来 越 受到 限制 ，占地 面积越 来越 小 ，城市 边角 用地 、 山脚 高土 壤用 地等 不利 因素 给变 电站 的接 地带 来 定 的困难 。采 用传 统 的热镀 锌扁 钢很 难 降低接 地 网 的接地 电阻 ， 足 不 了跨 步 电压及接 触 电势 的要求 ， 满 于是 市场 上 出现 了铜覆 钢产 品 ，按照 其生 产工 艺诞 生 出常见 的几 种新 材料 和连 接工 艺 ，如连 铸铜 包钢 接 地 材料 、镀 铜接 地材 料 、铜包 钢接 地材 料 、铜铸 钢 接 地材料 、电解 离子 接地 体等 。本 文就 以 上几种 材 料及 连接 工 艺做… 比较 ，谈 材料 方 面的 一些认 识 以及连 接工 艺 。结合 以往 Ｘ 程 经验 ，对接 －
地材 料进 行 了分析 和探讨 ，提 出 了一些安全 、可靠 、切 实 可行 的做 法 ，以利 于 变 电站 的安全 运行 ， 控 制工程 投 资。 关键 词 ：变 电站 ；接 地 ；材料
浅谈变电站接地技术及优化接地网的措施
流密 度越大 ， 电流密度大的地区 ， 散电流所遇 到的阻力也越 而 流
大。
目前常见的接地方式有 ： 垂直坑式接地和垂直深井接地 、 水 平射线接地和地 网接 地、 复合均压接地 网（ 含水平接地＋ 垂直 接
地 ＋ 插 式 接 地 ） 型式 。 以上 类 型 的 接 地 方 式 如 果 在 土 壤 电 阻 斜 等
电力建设
建材发展 导向 ２ １ ０ ０年 ｌ ０月
浅 谈变 电站接地 技术 及优化 接地 网的措 施
钱 臻
摘
要： 本文列举 了电网防雷接地工作存在 的主要 问题． 简述了现代接地方法和现代接地新材料以及如何优化变 电站接地网设计。
关键词 ： 现代接地技术； 接地方法 ； 接地 新材料 ； 接地网
和故 障电流很快扩散到土壤中。在恶劣 的土壤条件。 （ｎ － Ｏ 岩石、 ６ 冻土 、 干燥的沙质土壤等） 和不 同的季节变化中同样有效 。
以浙 江 某 １０ Ｖ变 电所 为例 ，介 绍 几 种 降 阻 措 施 在 变 电 所 １ｋ 的 应用 。 １０ Ｖ西 凤 变 电所 长 ９ ｍ， ８ ｍ， 壤 电阻 率 为 ３７ ． 。 １ｋ ０ 宽 ４ 土 ６ Ｄ・
装 高分子化学离子材料组合成 的管状接地极 。采用该 离子接地
极 ， 际 上 是 与地 球 联 接 在 一起 的 超 级 大 电容 ， 能使 雷 击 电流 实 它
ｌ 物 理 降 阻剂
（） １钙基膨 润土降阻剂 ： 粉状 ， 以钙基膨润 土为主要 原料的 降阻剂 。
（） 墨 降 阻 剂 ： 状 ， ２石 粉 以石 墨 天 然 原 料 为 主 的 降 阻剂 。
接地 技术 是一 门深奥和复杂 的技术 ，也是一 门涵盖众多知 识 的科学 。 随着 人们对安全 的要求越来越 高， 各种设施对接地 的 要求也越复杂 。 近年来 ， 接地技术 的种类 、 能、 功 规模 、 用途、 保护 范围都有 了较大的发展和 改变 ， 接地技术的重要性越来越 突出。 满足设计要求 ， 兼顾经济 ， 安全有效地 降低接地 电阻是接地技术
浅析110kV变电站电阻改良技术和应用
பைடு நூலகம்
科技 论 坛 ｌＩ ｌ
龙 虎
浅析 ｌ Ｖ变电站 电阻改 良技术和应用 ｋ ｌ ０
（ 崇左广信电力建设有限公 司， 广西 崇左 ５２０ ） ３２０
摘 要： 综合分析近年来影响变电站质量的因素。 本文主要从影响 ｌ０ Ｖ变电站电阻的因素、 ｌｋ 降低 ｌ０Ｖ变电站 电阻的方法、 ｌｋ 降低电阻的途径三方面 来谈谈 Ｉ０Ｖ变电站 电阻改良技术和应用情况。 １ｋ 关键词 ：１ｋ ｌ０ Ｖ变电站； 电阻改良； 革新
一
８ — ０
随着经济社会的快速发展 ， 各地为保证 电力 将接地棒深埋于土壤率较低的地下的一种接地 实现降低接地 电阻的技改途径不合适。 系统的高效率的安全运行 ，做好变电站的电阻改 法 。 若在地下有含水层时 ， 采用深埋式接地体或深 ３２土质 方 面 ． 是十分有效的降阻措施。 此方法 如果喷到变 电站土壤 电阻系数大的 ，可考 良 工作 ， 对降低能耗 ， 提高供电质量是十分重要 井及超深井接地 ， 的。 笔者在查阅近年来的文献资料的基础上 ， 结合 适用于变电站的占地面积小 ，且接地 网向水平方 虑改 良土质， 但不可能换掉整个变电站的土壤 。 但其施工复杂 、 难度 在接地体 的敷设工序 中 ， 放盐 、 施 硫酸铵 、 碳粉 工作的实际情况 ， １ ｋ 就 Ｖ变电站电阻改良技术 向扩张的可能性很小的情况 ， １ ０ 大、 费用高、 风险大 ， 收效不一定显著 。 等降阻剂能够局部或部分 降低接地网接地 电阻 提出 一些建议。 ｌ影响 ｌ０ ｇ变电站电阻的因素 １ｋ ２３填充电阻率较低的物质 ＿ 值 。但经过实践证明 ， 施放降阻剂投资大 ， 工程 降低接地电阻值有 限， 在全站闭合接地 网 接地电阻通常由以 ３ 部分组成：．接地装置 ａ 采用低电阻率的材料置换接地体附近的小 量大 ， 本身的金属电极电阻 Ｉ 接地装置与土壤之间的 范 围内的高阻率 的土石 ，对于减小单个或集 中 土壤中大量施放降阻剂 ，既不经济、劳动强度 ｂ ． 接触电阻 Ｉ． ｃ 接地装置经土壤向外扩散的流散电 接 电力设备地体 的工频接地电阻具有显著的效 大 ，也不能长期保证地 网接地电阻值符合标准 其 填充长效降 阻剂是常 要 求 。 阻【 Ｉ 】 。影响变电站接地 网的接地电阻的因素很多， 果 。 中采用人工接地坑 ， ４结 论 除了接地装置使用材料的品质外，土壤的电阻率 用 的降低接地 电阻方法。 此方法投 资少 ， 施工简 也是重要因素之一。土壤的系数又受很多因素影 单 ， 曾经大受欢迎 ， 但出于长效降阻剂含有毒性 因此 ， 对变 电站 的接地降阻改造， 首先要弄 响， 其变化范围也较大 ， 与土壤性质、 含水量 、 温 重金属 ， 具有腐蚀作用 ， 长期使用会对水平接地 清原来接地装置的布置 ，特别是 以前进行过的 同时降阻剂易 随雨水流失 ， 很难 保 改造措施 ，还要把变电站 四周土壤 电阻率在水 度、 化学成分和紧密度都有密切关系。另外 ， 接地 网造成腐蚀 ， 装置采用的结构形式、 敷设方式方法， 还有接地装 持长效性 ； 它还会污染地下水源 ， 对周围人畜的 平和垂 直两个方 向上 的分布测试出来，经过认 选用可靠 置的布置范围等都是影响地网接地线 电阻大小的 健康均有一定的危害。近一段时间出现的几 起 真的技术 分析找 出合适 的降阻措施， 雷击变电所设备的事故 ， 正是水平接地网长期 的降阻材料 ， 并经过认真的设计 、 计算 ， 才能避 重要因素。 ２降低 １０ Ｖ变 电站 电阻 的方 法 １ｋ 受降阻剂腐蚀造成地 网接地 电阻超 标的结果 。 免盲 目性 。同时对外延地网除了要进行降阻计 一定还要进行外延跨步电压验算， 以保证 可以将接地电阻看成是接地网导体的电阻 所以 ，目前使用 填充长效 降阻剂的方 法已遭 多 算外 ， 与接地网相对于无限远处的无限大电极问大地土 数 专 家反 对 １ ４ １ 。 外延 地 网的 安 全性 。 ２４敷 设 电 解 地 极 ． 参 考 文献 壤的电阻的串联。 通常前者远远小于后者 ， 其电阻 值在实际设计计算中一般可以忽略不计。在工程 目前 ，在原地网外 围延链接多组并联 电解 【】 富 新 ． 春 生 ， 建 新 ．１０ Ｖ黄 盆 变 电 站 ｌ 杜 刘 谭 １ｋ Ｊ长 １ 实际中变电站水平接地网一般是由水平接地网和 地极装置 的方法是众多变 电站降阻措施 中公认 接 地 降 阻措 施 及 效 果 分 Ｉ． 沙 电力 学 院 学 报 自然 ， ０ ， ０３： — １ ２ ２ 垂直接地体共同组成的复合接地网 ， 当电阻率较 的 最行 之 有 效 的 一 种方 法 。 电解 地 极是 近年 研 （ 科 学版 ） ０ ５ ２ （）０ ２ ． 高时， 由于 ｌ０Ｖ变电站占地面积通常较小 ， １ｋ 所以 发生产 的一种新型接地体 。它能在任何 土壤 条 ｆ１ ２贺体龙， 胡小明， 孙子安． 浅谈 变电站接地 网的 中 ２０ ， ：５ ０ 地网接地电阻不易达到设计要求。尤其是在高土 件下向地表纵深方 向降低土壤接地 电阻率 ， 从 降 阻措 施 ． 国水 能及 电 气化 ，０ ７ ６６ ． 实践证 明， 使用电解地 ｆ１ ３郇磊 ．浅谈 １０ Ｖ 变 电站 安 装 的要 点 『１ １ｋ Ｊ． 科 壤电阻率地区 要采用传统的扩大接地网面积的 而达到良好的接地效果 。 ２１， ７ ． ５ ７ 办法降低地网的接地电阻是很难的，也是不可取 极能最大限度地降低工频接地电阻值。电解地 技 信 息，０ ０１ ： ５ ４李彬， 郑连清．１ｋ １０ Ｖ变 电站接地 电阻的降低 的 。例如设定 ｐ ３０， 为 ０Ｄ ｍ要使接地 电阻小 于 极的工作原理是这样的：降阻电解地极埋于地 ｆ１ ／ ０ ｎ水平地网面积要大于 ９ ０ｎ 这在实际运用 下后 ， ． ５ ００ ？ 每根铜管就变成一个 电解离子接地极 。 铜 与核算Ｉ ． 电力技 术，０ ０３ （） ０ ６ ． Ｊ 四川 ］ ２ １，３２： — ３ ６ 降低 １ Ｖ 中是极不经济的 ， 也是不可能的 ， ， 因此 选择合适 管呼吸孔吸收周围土壤 中的水分 ， 接地极 内 『１ 汉仕 ． 典 型 １０ ｋ 变 电所 接 地 电阻 的 使 ５黄 产生活性电解离子 。 这 应 用研 究『１ Ｊ． 设备 ，０ ６７１） ５ ５ ． 电力 ２ ０ ，（２： — ８ ５ 的方法降低接地电阻也是十分重要的。以下是一 的电解离子化合物潮解 ， 些 电解离子向周围环境 的土壤渗透、 扩散 ， 特别 『１ ６曹绍红． 有效降低 １０ Ｖ变电站地 网接 地电 １ｋ 些常见降低电阻的几个方案 ： ２１ 设Ｙ－ｌ 地 网 ．敷 ｔ接 ３ ＇ 是在石 山上土壤少的地 区，电解液可 向石 山的 阻 的 方法 阴． 业 科技 与发 展 ， ０，４１３ １４ 企 ２ ８１：５ — ５ ． ０ 为了使工频接地电阻达到规程要求的标准 ， 纵深方 向渗透 ， 原来导 电率极差的高 山地质 使 解决的办法就是把地 网的面积扩大，或在已建成 结构， 形成一个良好 的电解质导电通 道， 使接地 地网的附近， 找一处电阻率较低的地方（ 水塘 、 水 面积相对增加 ， 土壤阻抗率 降低 ， 电率高 ， 导 最 Ｉ、 ｋ 水洼地等 ）Ｌ建设一个新地网 ， ｌ ， 再 然后把两地网 大 程度 地 减 少 了接 地极 与 周 围 土 壤之 间 的泄 流 连接 ， 从而使地网的接地电阻降低 ， 这就是外引接 电阻， 从而使接地电阻持续降低１ ５ １ 。 地法。外引接地需注意 ：距离不能太远，接地体 ３降 低 电 阻 的途 径 要深埋， 要作好安全保护措施， 防止因跨步电位差 ３１ 材 方 面 ．用 如果改用铜材作接地体 ， 导电性 能固然好 ， 引起人员和牲畜发生触电事故，必须保证外引接 但只能降低接地体本身导通 地的安全性。 此方法虽然符合常规工序 ， 且施工简 材料本身电阻小 ，
打斜井埋放电解地极降阻方式在变电站工程中的应用
次之 ，粘 结 性较 好 。该层 仅 Ｚ ３ Ｋ１ Ｋ１ 、Ｚ ４两 钻孔 见
及 ， 厚 度 在 ０ ０～ ３ ０ ．６ ．５ｍ， 顶 板 埋 深 在 ３ ０～ ．５ ５ ２ｍ，顶 板 标在 ３ ４ １ ￣３ ５８ ｍ。进 行 现场 标 准 贯 ．０ １． ９ １ ．８
（ 东电网公 司河源供 电局 ，广 东 河 源 广 ５７ ０） １ ０ ０
［ 摘要］ 针对 高土壤 电阻地 区变电站接地 电阻用常规方 法难 以达到预期要 求，采用在 变电站 内打斜 井放 置 Ｄ Ｋ
Ａ 电解地板的方法 ，可有效降低地 网 内的土壤 电阻率 ，从而达到降阻 目的。 Ｇ 关键词 高土壤 电阻率 变电站 接 地 电阻 电解地极
为 １￣２ 击 ，平均为 １． 击 ，标准差 ｄ ２ ７ ４ ５ ３ ９８ 为 ． １ ，变
异 系数 为 ０ １ ７ ．３。
Ｒ０、
式中，
收稿 日期 ： ０ ０ ０ — ８ ２ １— ６２
为原接地电阻值 ；Ｒ为要求接地电阻值 ； 为
电解地极套数 ；志 电解地极效应系数 ；ｐ 为 为平均地下
网，有 ２口 ５ ｍ 的 垂 直 深 井 ，测 得 地 网 电 阻 值 为 ５
０ ４ 。 ．７ Ｑ
由钻探 揭 露 出 ，岩土 层 由上 至 下各 层情 况 如下 。
（） １ 人工 填 土层 （ ｄ 。 Ｑｐ）
素 填 土 ：黄 色 ，稍 湿 ，松 散 ， 由 粘 性 土 组 成 ，局
合技术分析 ：该变电站土壤 电阻率 Ｐ 约为 ６０１ ｍ，地 ０￣ ・ 下５ ｍ平均土壤电阻率 ｐ 约为 ８０ｌ ｍ。地质结构表层 ０ｔ・ ＇
变电站地网电阻偏大的危害及解决方法
变电站地网电阻偏大的危害及解决方法摘要：变电站的接地网是电力系统的核心元件之一，是电力系统安全运行的根本保证，是确保人身和设备安全的重要设施。
在电气系统发生故障或遭受雷击的情况下，短路电流和雷电流是通过变电站接地网迅速传入大地，从而保证电力系统的安全稳定运行，保证站内人员安全。
随着用电负荷的进一步增长，变电站的布点越来越密，变电站用地矛盾日益突出，制约着变电站的建设，较多变电站的站址只能选择在山岭山坡等高土壤电阻率地区，因此造成其变电站的接地电阻值很难达到规范要求，就需要对这些变电站地网进行降阻措施，本文主要分析变电站在高电阻率地区接地电阻偏大的问题及解决方法。
关键字：地网电阻；偏大；危害；解决方法0引言茂名地区近十几年来，随着用电负荷的增长，新建设了不少变电站，其中北部山区的变电站大多建设在山岭山坡等高土壤电阻率地区，这些变电站的接地电阻值很难达到规范要求，都需要对地网进行降阻措施，本文主要分析这些变电站接地电阻偏大的问题及提出比较有效的降阻方法。
1变电站接地网的作用及重要性变电站的接地网是电力系统的核心元件之一，是防雷接地、工作接地和保护接地三者的有机统一体。
变电站地网的主要功能有两个，一是确保设备安全可靠运行，二是确保故障时的人身安全。
当电力系统发生接地短路故障或雷击接地故障时，产生的短路电流经变电站接地网进入大地，就会在接地网上产生地电位差，如果接地网的接地电阻值比较大，短路电流在就会造成地网电位异常升高；另外，短路电流也会在接地网上产生不均衡的电位分布。
如果接地网设计不合理，就会产生较大的电位差，这时如果运行人员接触设备外壳，也会产生较高的接触电压；如果运行人员在变电站地面行走，则会产生较大的跨步电压，对运行人员产生危害。
另外，由于设备外壳都与地网相联，较高的地电位加在设备外壳上，就会产生反击事故，危及设备安全。
高压还会窜入控制室二次设备，会造成误动或拒动从而扩大事故，造成大面积停电事件。
离子接地极
离子接地极
Ion Grounding 原理
1. 什么是离子接地：
离子接地是一种技术，旨在减少电气设备及其环境中的电流密度，从而减少静电和电磁干扰问题。
它通过将一个特殊的接地线（离子地线）连接到一个均匀处理的土壤中来实现这一目的。
2. 离子接地防止的
离子接地可有效防止电火花的产生，从而可以有效防止与静电相关的电子产品，比如照相机，数码相机，扫描仪和微型计算机，由于静电导致的损坏。
3. 离子接地发挥的作用
离子接地有助于减少或消除低压系统（低于1000伏特）中的电磁干扰（EMI），从而提高电气设备的准确性和稳定性。
此外，它还有助于防止由于紊流和低电压情况而导致的故障。
4. 离子接地的要求
离子接地的安装必须遵循该国的标准，并且应当由针对该国的工程师或技术专家进行安装，以确保高标准的离子接地质量。
此外，安装和检查应符合当地电工管理法规，以确保电气安全。
5. 离子接地及其连接材料
离子接地是一座带有钢/铜棒或枪状形状的离子接地塔，它与另一端接地系统相连接。
离子地线可以使用不锈钢、绝缘布、低阻离子地线或电力连接器等区域支持电线来结合。
6. 离子接地的检查要求
无论是新安装离子接地还是完全重新安装离子接地，应进行检查，以确定其工作状
态是否正常，是否符合安装规范以及是否有杂质或受损。
检查应在设备每年至少运行 500 小时后进行。
7. 离子接地的安全性
地下离子接地极在ε标准工作时，其周围空间离子浓度应小于5％，以确保安全性。
此外，每隔一段时间应对离子接地极进行检查，以确保其正确安装，以及没有表面电位差异或放电。
离子接地技术在110kV变电站接地网改造中的应用
式 中 ：７ ７—— 利用 系数 ， ０９ 取 ．； 尺 ——垂直接地体的阻值 ， ０７ １； 取 ．３ ２
地 区取 ８ Ｑ。
将 以上 数据 代 人 公 式 （ ） 可 得 组 合 接 地 体 的 １， 接地 阻值 为 ０ ７ Ｑ。 ．３
表 １ 第 一 阶段 施 工测 试 数 据
深为 沙石 层 、 ５—４ ｍ 为 卵 石 层 、４ 以 下 为 基 岩 。 ４ ４ｍ
设备 接地 引下 线及 地 网主 干线 满 足 ７７ ｋ ．５ Ａ接 地短 路 电流 的热稳 定要 求 ； 接 地装置 的设 计使 用寿命 为 ３ ０年 ； 其他 参数 在原 地 网设计 已考 虑 。
法采用传统的接地方法将接地网阻值降到 ０５ 以 ．Ｑ
下 。根据 以上情 况决 定采 用新 型 的接 地技 术—— 离
子接地技术 ， 通过提高单根接地极 的效率来 降低整 个接地网的阻值 ， 以达到接地阻值要求。
２ 第一次设计思路
２ １ 接地改造工程应达到的标准和参数 ．
接地 装置 的工频 接地 电阻 ： ≤０５ Ｒ ．ｎ；
２３４ 水平接地体阻值的计算 ．．
由于离子接地单元之 间常采用水平地线连接 ， 所 以需考虑水平连接线接地 阻值的作用 ， 其接地电 阻计算公式如下 ：
一
ｒ
、，
，
Ｒ ｓ＝
（ｎ Ｌ
， Ｕ
＋Ａ ）
（） ２
二 ７ｒ Ｊ 上
式 中： Ｐ——土壤电阻率 ， ５０ ・ ； 取 ０ ｍ Ｌ ——水平接地体的总长度 ， １６ｍ； 取 ７４ ｈ ——水平接地体埋设深度 ， １２ 取 ． ｍ； ｄ ——水平 接 地 体 的 直 径 或 等 效 直 径 ， 取
电解离子接地极
电解离子接地极在高土壤电阻率地区的应用离子接地极适用于交、直流工作地、安全保护地、防雷工作地，特别是在人口密集、楼群集中的场所和土壤电阻率高的山区，因地表环境差，施工条件受限制，传统的接地工艺模式难以满足要求，使用电解离子接地极这些问题都会迎刃而解，它在黑土、黄土、盐碱土、垃圾土、回填土、风化砂土、细沙土、粘土、山地等使用均能达到良好的接地降阻效果。
下面具体介绍一下离子接地极的特点、降阻原理和应用，并与传统接地模块进行比较，以说明离子接地极所具有的优势。
一、离子接地极简介离子接地极又名离子接地棒、离子接地体、电解离子接地系统或中空式接地系统，离子接地极是以提高接地导体内部导电性能，降低接地导体外部土壤电阻率为理论依据所设计生产的。
由金属管和电解离子填充料组成。
由传统的金属接地体改进而来，从工作原理到材料选用都有了根本性的改变；克服了传统金属接地体固有的缺陷，形成环保防腐的新型高效接地降阻装置。
离子接地体的特点是管体结构采用厚度满足防腐使用寿命要求的金属管材，由电解物质及其载体组成内填料，外链离子扩展引流泄流环，最后回填防腐高导活性离子填充剂（复合回填料、土壤预处理剂）。
离子接地极以施工简便、占地面积小、无环境污染、使用寿命长、阻值低、降阻效果显著稳定等技术特点。
其电解物质独特的离子缓释技术与填充剂的抗腐蚀性能，保证产品降阻环保抗腐，适用于不同的地质条件，尤其适用于接地工程难度较大、较高接地要求，地形局限接地工程难度较大的高土壤电阻率场所，具有优越的性价比。
离子接地极普遍适用于通信、电力、交通、金融、石化、建筑系统等诸多领域。
如通信局(站)、移动基站、调度机房、变电站、高速公路、计算机房、办公自动化、智能化小区等对接地要求严格的单位和部门，采用该产品均可以构成性能优良的接地系统。
二、工作原理离子接地极由导电性良好的铜或钢管材构成，内装填充纳米电解材料，外链离子扩展泄流引流环。
装置内填充的电解材料能不断地渗透到离子棒及泄流环区域的土壤中形成稳定的活性离子散流面。
电解离子接地极
电解离子接地极1. 介绍电解离子接地极是一种用于电力系统的优化的接地设备。
在传统的电力系统中，接地是一个重要的安全措施，它可以将不期望的电流引导到地下，以保护设备和人员。
然而，传统的接地方法通常存在一些问题，如接地电阻过大、效果不理想、容易受到土壤湿度等环境因素的影响等。
为了解决这些问题，电解离子接地极被引入。
2. 原理电解离子接地极利用电解原理来改善传统接地的效果。
它由一个或多个金属板组成，这些金属板通常是用铜或铝制成的。
金属板通过电解液与地下的土壤形成电化学反应，产生离子。
这些离子形成的电解层可以降低接地电阻，提高接地效果。
3. 组件一个典型的电解离子接地极包括以下组件：3.1. 金属板金属板是电解离子接地极的主要部分。
它们一般由铜或铝制成，因为这些金属具有良好的导电性和抗腐蚀性。
金属板的数量和尺寸取决于接地极的设计和要求。
3.2. 电解液电解液填充在接地极中的容器中，与金属板接触。
电解液通常是一种带有离子的液体，例如钾盐溶液。
离子与金属板的反应产生电解层，从而改善接地效果。
3.3. 容器容器是用于包裹金属板和电解液的部分。
它通常采用耐腐蚀的材料制成，以避免电解液泄漏或与外部环境发生反应。
3.4. 连接器连接器用于将电解离子接地极与其他电力系统组件连接在一起。
它们提供了一个可靠的电气连接，以确保信号和电流的正常传输。
4. 优点电解离子接地极相较于传统的接地方法具有以下优点：•降低接地电阻：通过电解原理，电解离子接地极能够显著降低接地电阻，提高接地效果。
•社会效益：良好的接地系统可以保护设备和人员的安全，减少意外事故的发生。
•环保：电解离子接地极使用的材料可以重复利用，减少对环境的影响。
•抗干扰性：由于电解离子接地极的极低接地电阻，它具有更好的抗干扰性，可以减少电力系统的故障和干扰。
5. 应用领域电解离子接地极可以广泛应用于电力系统的接地改造和新建工程中。
它们特别适用于以下领域：•发电厂和变电站•高铁和地铁系统•风电和太阳能发电站•工业厂房和大型建筑物6. 安装和维护电解离子接地极的安装和维护需要一定的专业知识和技能。
DK——AG电解地极降低地网接地电阻的改造
DK——AG电解地极降低地网接地电阻的改造发表时间：2009-02-23T16:03:48.200Z 来源：《中小企业管理与科技》供稿作者：李高标[导读] 目前国内研发并使用了一种叫做DK-AG的电解地极，该产品降阻效果好,稳定性高，投资较小,且无污染。
本文阐述了采用DK-AG电解地极对某220kV变电所地网进行第2次改造。
摘要：目前国内研发并使用了一种叫做DK-AG的电解地极，该产品降阻效果好,稳定性高，投资较小,且无污染。
本文阐述了采用DK-AG电解地极对某220kV变电所地网进行第2次改造。
关键词：干粉降阻剂电解离子地极降低接地电阻1 工程概况及问题提出某220kV变电所工程全所室外防雷接地设计采用以水平接地体为主，兼有垂直接地体的接地网系统，水平接地体用-50×6的镀锌扁钢焊接而成，埋设深度0.70米，垂直接地体采用∠50×50×5（2500mm长/根）的镀锌角钢，接地电阻设计在任何季节都小于0.5欧（接地电阻值测量检测安排在土建与变电安装交接施工时进行）。
根据该变电所所处地区土壤特性，设计使用南京汤山III型干粉降阻剂，水平接地体用量为25kg/m，垂直接地体50kg/根。
接地网的边缘设计为闭合状态且外缘各角遇四周围墙均做成圆弧形，圆弧半径设计大于均压间距的一半（工程中设计取值4米），变电所内主变压器、电热器、电抗器等各外露电气设备的金属底座、支架、外壳、网门及电缆外壳等均用-50×5的镀锌扁钢与邻近主接地网可靠焊接；其中电气设备的每个接地部分以单独的接地线与接地干线连接，严禁在一根接地线中串接几个需接地的设备，电缆沟及电缆竖井内用于固定角钢支架的扁钢沿其全长将所有断开处焊成整体并与主接地网相连接，当水平接地体横穿电缆沟时，将接地体从电缆沟基础下穿过，不得打断；引向室内的接地线至少要有两个入口处，并和室内的接地网可靠焊接，变电所大门出口走道处敷设帽檐式均压带。
优选地网外延并加装电解离子极解决接地问题
优选地网外延并加装电解离子极解决接地问题发表时间：2019-03-27T16:19:45.100Z 来源：《电力设备》2018年第29期作者：谢雁鹰1 谢雨璇2 [导读] 摘要：针对某110kV变电站主接地网电阻值不合格问题，经分析、计算并结合该站带电运行的环境等特点，优选了地网适当外延并加装MEM-W型电解离子极方式进行降阻，采用了严谨的施工工艺，竣工后，计算和测试结果均表明彻底安全地解决了该站的主接地网问题，具有降阻效果好、占地面积少、设计灵活、施工便利、环保、相对投资省等特点。
（1.国网娄底供电公司湖南娄底 417000；2.国网常德供电公司湖南常德 415000）摘要：针对某110kV变电站主接地网电阻值不合格问题，经分析、计算并结合该站带电运行的环境等特点，优选了地网适当外延并加装MEM-W型电解离子极方式进行降阻，采用了严谨的施工工艺，竣工后，计算和测试结果均表明彻底安全地解决了该站的主接地网问题，具有降阻效果好、占地面积少、设计灵活、施工便利、环保、相对投资省等特点。
关键词：电解离子极；变电站；地网 1引言变电站主接地网是否合格，直接影响电气设备及电网的安全可靠运行，对操作维护人员的人身安全也起着重大作用。
接地电阻过大，就会造成地网局部电压异常上升，除威胁运行人员的安全外，还可能因反击使二次设备绝缘破坏，高电压进入控制或检测设备，使设备发生误动或拒动，影响电网的可靠稳定运行。
某110kV变电站1965年建成投产，面积约为80×80m²，对角线长度约为108m，东西两侧为农田，其主接地网区域内土壤平均电阻率约为350Ω.m，属高土壤电阻率，几经扩建或改造，一直未有效解决主网接地电阻不合格问题，本次改造前最近测得变电站原地网接地电阻值约为1.5Ω。
我们在充分研究的基础上，运用优选地网外延并加装电解离子极，有效地解决了其接地问题。
2降阻方案的优选在高土壤电阻率地区可采取下列降低接地电阻的措施：1）敷设引外接地极，2）采用井式、深钻式接地极或采用爆破式接地技术，3）填充电阻率较低的物质或降阻剂，4）敷设水下接地网。
大型变电站防雷接地中接地网的重要性
大型变电站防雷接地中接地网的重要性白银川熊增荣摘要：防雷工程是建设中施工难度最大也是最重要的一个分项，由于环境的不同接地网的设计也存在较大差异。
系统的接地工程主要由接地体、连接线组成接地网络，其中影响接地效果的几个因素有土壤电阻率、接地体的选择.接地材料的防腐和合理的布划接地网络。
关键词：防雷工程接地网接地体接地网络引言接地网作为变电站交直流设备接地及防雷保护接地。
对系统的安全运行起着重要的作用。
由于接地网作为隐性工程容易被人忽视，往往只注意最后的接地电阻的测量结果。
随着电力系统电压等级的升高及容量的增加，接地不良引起的事故扩大问题屡有发生。
因此，接地问题越来越受到重视。
变电站接地网因其在安全中的重要地位，一次性建设、维护困难等特点在工程建设中受到重视。
另外，在设计及施工时也不易控制，这也是工程建设中的难点之一。
接地的概念《美国国家电气法规》NEC第100节对“接地”一词定义如下：电气回路或设备与大地，或与代替大地的导体之间的导电的连接,可以是有意的连接,也可以是无意的连接。
在配电回路或分支回路里，所有的回路和设备都通过导电连接来互相连通，从而减少它们之间的电位差，或将电位差限制到最小值。
在上述定义里，术语“地”是个关键。
接地的主要目的就是保证电气安全。
在电击防护和为接地故障电流提供返回电源通路方面接地是很重要的。
这两个问题都可将回路和地之间加以连接来解决。
通常将一接地棒打入地内就算与大地相连接了。
对于一个建筑物的配电系统，可在靠近电源进线处打一接地棒来接地。
将回路导线与地连接(Ground)或将设备接地(Grounding)可起到如下作用：(1) 提供设备与近处金属物体间的低阻抗连接，以减少人身电击危险；(2) 给接地故障电流提供返回电源的低阻抗通路，使熔断器或断路器得以动作；(3) 给雷电感应电流提供低阻抗的对地泄放通路；(4) 给静电电荷提供对地泄放通路，以防产生电火花或电弧。
地网简介接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其它形式的雷，都将通过接地装置导入大地。
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电解离子接地系统在变电站接地网改造中的设计计算1、前言变电站接地网的设计、施工问题，尤其是山区、临海、丘陵等复杂地质环境下的变电站接地网的设计、施工问题一直是变电站建设中的一大难题。
随着国家电力事业的不断发展，各种高科技产品和技术不断被电力部门所采用，电解离子接地系统（Ionic Grounding Array ）这一新技术以其接地效果优异，施工占地面积小，施工周期短的优点被得到广泛的应用。
本文以中国南方电网公司，广西那前110kv 变电站的接地网改造为例，对电解离子接地系统在变电站接地网的设计、施工中的问题加以论述。
为电解离子接地系统这一新技术在变电站接地网改造中的设计应用提供参考。
2、普通金属接地体工频接地电阻的设计计算普通金属接地电极的型式很多，以热镀锌金属为主，常用垂直接地体有：角钢、钢管、铜棒、铜管、铜包钢接地棒等。
常用水平接地体有：扁钢、圆钢、裸铜线、铜板等。
现将以上各类型接地体的工频接地电阻计算公式分列于下，供作设计参考：1）、垂直接地体工频接地电阻计算 a 、单极式垂直接地体： R ＝)141(2-rLn L πρ (1) 其中： R ：单根接地体的接地电阻值（Ω） L ：垂直接地体长度（） ρ：土壤电阻率（Ω·m ） r ：垂直接地体等效半径（m ）b 、多极式垂直接地体直线形接地网并联: R=⎭⎬⎫⎩⎨⎧++++-)1...3121(1)141(21n S r L n L n ππρ (2) 其中： R ：多根垂直接地体直线型接地网并联接地电阻值（Ω） L ：垂直接地体长度(m) ρ：土壤电阻率(Ω·m) n ：垂直接地体数量 S ：垂直接地体间距离（m ） r ：垂直接地体等效半径（m ）c 、多极式垂直接地体环形接地网并联：)sin 1141(211"∑-=+-=n m nm D L r L n nL R ππρ (3)其中：R ：多根垂直接地体环形接地网并联接地电阻值（Ω） D ：等效环状接地网的圆周半径（m ） L ：垂直接地体长度(m) ρ：土壤电阻率(Ω·m) n ：垂直接地体数量r ：垂直接地体等效半径（m ） 2）、裸铜线的接地电阻计算: R=)122(ln -drL L πρ (4) 其中：R ：裸铜线的接地电阻（Ω） ρ：土壤电阻率(Ω·m) L ：埋入铜线的长度(m) r ：埋入铜线的半径(m) d ：铜线的埋设深度（m ） 3)、铜板接地体的接地电阻计算: a 、铜板(平埋)的接地电阻计算: R=)1ln(2rdd +πρ (5) 其中：R ：单片铜板接地电阻（Ω） ρ：土壤电阻率（Ω-㎝） d ：铜板埋设深度（㎝） r =)(2cm abπ； a ：铜板宽（㎝）；b ：铜板长（㎝） b 、铜带（立埋）的接地电阻计算： R=)141(2-rL n L πρ (6) 其中：R ：铜带接地电阻（Ω） ρ：土壤电阻率(Ω·m)L ：铜带埋设长度（m ） r ：铜带等效半径):(m w w铜带宽度πc 、多根并联铜板接地体的接地电阻计算： R NR sT ⨯=η (7)其中：R T ：并连接地电阻(Ω) R s ：单一接地极之接地电阻(Ω)η：并联效应系数自1.4-1.8，依土壤性质及街地排列间隔以及深度不同妥善选定，土壤电阻率越大则η值越大。
N ：并联接地电极数3、普通金属接地体工频接地电阻的分析计算依据本文2部分的设计计算依据，为便于在接地网设计中的应用，我们以一个水平接地体使用40×4mm 镀锌角钢，总长72米，埋深0.8米；垂直接地体使用L50×50×5×3000mm 镀锌角钢，共12根，埋深0.8米；总体结构为24×12m 的矩形地网为例，对普通金属接地体的工频接地电阻在不同土壤电阻率下的变化做以分析。
其设计计算结果如下表：表1：普通金属接地体工频接地电阻设计计算表土壤电阻率 ρ(Ω·m)垂直接地体 工频电阻R T 水平接地体 工频电阻R L 复合接地体 工频电阻R i 降阻剂效率 25kg/M 典型土壤类型 100 1.88Ω 3.70Ω 1.66Ω 0.84Ω 湿润粘土 200 3.75Ω 7.37Ω 3.31Ω 1.99Ω 砂质含土河床 300 5.62Ω 11.06Ω 4.97Ω 2.48Ω 粉质沙土 400 7.50Ω 14.74Ω 6.63Ω 3.30Ω 腐质黑土 500 9.37Ω 18.43Ω 8.28Ω 4.13Ω 建筑破积土 800 15.00Ω 29.49Ω 9.48Ω 5.02Ω 粗沙山积土 1000 18.75Ω 36.87Ω 16.57Ω 5.98Ω 含土风化岩 120022.50Ω44.24Ω19.88Ω6.84Ω粗粒花岗岩土1500 28.12Ω55.30Ω24.85Ω7.80Ω溶岩石灰岩土2000 37.50Ω73.74Ω33.14Ω8.72Ω夹石风化岩土1、本表地网使用垂直接地体L50×50×5×3000mm镀锌角钢；共12根；埋深0.8米；2、本表地网使用水平接地体40×4mm镀锌角钢；共72米；结构为24×12m矩形地网；埋深0.8米；3、本表地网接地电阻依据DL/T621-97 《交流电气装置的接地》标准计算；4、本表地网按照99（03）D501-4 《接地装置安装》标准图集进行施工；5、本表地网降阻剂使用长效物理降阻剂；降阻剂本体电阻率2Ω·m；6、本表地网复合接地体工频接地电阻计算利用系数η=0.75；7、自然土壤及回填土层小于3.5米时或地网内为非单一类型土壤环境时不适用与本表数据；接地体工频接地电阻随土壤电阻率变化曲线由上面的图表可以看出，当土壤电阻率大于500Ω·m时，水平接地体和垂直接地体的工频接地电阻随土壤电阻率增大而迅速增大，并且水平接地体的工频接地电阻的变化幅度要比垂直接地体的大，当添加长效物理降阻剂后，这样的变化趋于平缓，这主要来自长效物理降阻剂对金属接地体周围土壤的改善，等效于将高土壤电阻率的土壤换成了低土壤电阻率的土壤。
因此，在对变电站接地网的改造中，尤其在无法增大变电站接地网面积，或者增大变电站接地网面积非常困难，投资过大的情况下，使用增设长的垂直接地体，并开机钻孔添加降阻剂是一个好的方法。
而在此类垂直接地体中，电解离子接地系统（Ionic Grounding Array ）是一个值得参考的选择。
4、电解离子接地系统工频接地电阻的设计计算长期以来，关于电解离子接地系统在工程设计中的工频接地电阻计算问题一直存在争议，许多国外和国内的制造商一直使用如公式（1）的计算方式对电解离子接地系统的工频接地电阻进行计算，其等于假设整个电解离子接地系统为一个垂直埋设的金属接地体，按垂直接地体的工频接地电阻计算公式来计算，然后再给出一个修正的系数，这样的计算和设计是不科学的。
2004年美国电气与电子工程师学会（IEEE ）在IEL 数据库收录了一篇基于电解离子接地系统工作原理模拟的电解离子接地系统的工频接地电阻计算公式，其充分考虑了电解离子接地系统的接地体长度、初始离子扩散半径、回填料降阻率和电解离子接地系统利用率等参数对电解离子接地系统的工频接地电阻的影响，依据实验的方法给出了近似的模拟计算公式，该计算公式如下：Hk Rd δγρ⨯⨯⨯=（8）其中：Rd------电解离子接地系统的工频接地电阻； H------电解离子接地系统的长度；其推荐参数为12m ；δ------电解离子接地系统的初始离子扩散半径；其推荐参数为0.6； γ------降阻剂回填料降阻率；其推荐参数为0.6； k------电解离子接地系统效率；其推荐参数为0.75； 现就此公式所列参数的取值范围做以说明： a 、电解离子接地系统效率k 值的选取设：单组电解离子接地系统所使用用接地极数量为y ，当单根电解离子接地体的长度小于3米时，按如下取值范围选取电解离子接地系统效率k ：y ≤4； k=0.85； 4∠y ≤10； k=0.75； 10∠y ≤20；k=0.65；举个例子，假如一套离子接地体的长度是3米；那么，一套3～12米的电解离子接地系统的效率是0.85；一套12～30米的电解离子接地系统的效率是0.75；一套30～60米的电解离子接地系统的效率是0.65。
即：随着电解离子接地系统长度的增加，其工频接地电阻值减小。
b 、与土壤电阻率ρ有关的回填剂系数γ 值的选取 ρ≤500Ω·m ， γ=0.8； 500Ω·m ∠ρ≤1000Ω·m ， γ=0.7； 1000Ω·m ∠ρ≤2000Ω·m ，γ=0.6； ρ>2000Ω·m ， γ=0.55当土壤电阻率ρ较低的时候，其降阻剂回填料的降阻率也较低，随着土壤电阻率ρ的升高，其降阻剂回填料的降阻作用才逐渐表现出来。
即：土壤电阻率ρ越高，降阻剂回填料的降阻作用越好，电解离子接地系统的工频接地电阻值越小。
c 、与电解离子接地体长度H 有关的初始扩散半径δ值的选取 H ≤3 m ， δ=0.8； 3m ∠H ≤6 m ， δ=0.7； 6m ∠H ≤12 m ，δ=0.6； 12m ∠H ， δ=0.5；可以看出，随着电解离子接地体长度的加深，土壤结构越来越致密，其活性离子的初始扩散半径δ逐渐减小，随时间变化的扩散潜力增大。
d 、电解离子接地系统并联的工频接地电阻近似计算 电解离子接地系统并联的工频接地电阻近似计算如下：γ⨯=n RdR （9） Rd------1组离子接地系统的使用效果 R ------n 组离子接地系统使用后的效果 n ------使用离子接地系统的组数γ------利用系数利用系数γ的取值范围如下：n ≤4； γ=0.85； 4∠n ≤10； γ=0.80； 10∠n ≤20；γ=0.75； 20∠n ； γ=0.65；5、特耐电解离子接地系统应用实例分析1）、广西那前110kv 变电站接地网状况如下： A 、变电站面积为102×84m 共8568平方米。
B 、工程所在地含土层平均厚度约为3.1米；C 、工程为变电站系统接地,设计工频接地电阻为1.0Ω；改造前工频接地电阻为3.4Ω；D 、土壤地质情况主要为沉积岩结构，分层清晰，地质结构隶属华南地层大区；表层0～3.5米为第四纪含沙粉质膨胀土；上层3.5～6.0米为老第三纪黄色石灰岩；中层6.0～10.0米为三叠纪红色砾岩、粉沙岩混合沉积岩；下层10.0～米为三叠纪红色页岩类沉积岩；表层土壤电阻率实测为1254Ω·m ，取值：1080Ω·m ，中层土壤电阻率实测为1210Ω·m ，取值：1200Ω·m ，其膨胀土地形土壤季节和湿度变化系数较大；E 、变电站位于丘陵溶岩地带，变电站四周围有3～7米沙石挡土墙，站内为回填图，原接地网水平接地体使用-50×5mm 热镀锌扁钢，埋深0.8米；垂直接地体使用L50×50×5mm ×2.5m 热镀锌角钢，埋深0.8米；现工频接地电阻实测为3.23～3.38Ω2）、广西那前110kv 变电站接地网改造的设计计算广西那前110kv 变电站接地网改造原设计使用18套特耐电解离子接地系统，电解离子接地长度20m ，土壤电阻率1200Ω·m ，设计工频接地电阻为1.0Ω。