发变电站接地网腐蚀及断点的诊断原理和方法
变电站地网腐蚀原因分析及改进措施
４土壤含水量 ．
水分是使土壤成为 电解质 ． 构成电化学腐蚀 的基本要素 。土壤含 水量不仅随含水量的增加而变大 ． 达到某一含水量再增加含 水量 ， 其腐蚀速度反而下降 。图 ７ 土壤含水量与变 电站接地 网腐蚀 是 速度 的关系 图 含水量在 １％以下的平均腐 蚀速度都不大 ． ０ 含水量高 于 １％以后 ， ０ 平均腐蚀 率开始增 加 ， 高腐蚀 速率 ７ ８ｇ ｍ ａ 最 ． ／ ２ 对应 ０ ｄ 含水量为 １． ％． ４８ 含水量高于 ２％以后 ， ４ ５ 平均腐蚀率又开始下降 。含 水量与最大腐蚀速度的关系 ． 与含水量和最 大腐 蚀速度的关系具有类 似的规律。
黑棕色 而带 有难 闻气味 的硫 化物 ， 用手 即可轻易掰开 ， 接地体上漏 出 腐蚀坑 。
３影 响接 地 网 腐蚀 的关 键 因素 ．
对变 电站进行开挖取样进行腐蚀调查同时 ． 对影响土壤腐蚀性 的 土壤 电阻率、 含水量 、 含气率 、 壤容重 、Ｈ值 、 土 ｐ 电导率 、 含盐量 、 氧化
１ 用于连接 阳极和 阴极 的导 电金属通道ｆ 管线本 身） ． ３ 金属 １ ． ４阳极和 阴极必须处在导 电的电解质溶液（ 潮湿 的土壤１ 。 “ 阳极 ” 是金属表 面被腐蚀 的那一部分 ． 属溶解以离子形式进入 金 土壤 电解质 ． 并把 当量 的电子 留在 金属上 ． 电流 由此离 开金属进入 土 壤． 发生 阳极氧化反应 “ 阴极 ” 电流离开 土壤 电解质并且 由此返 回 是 金属 的那部分金属表 面． 阳极 流过去 的电子被 阴极 表面溶液 中能够接 受 电子 的物质所吸收 ， 即发生 阴极还原反应 。 阳极被腐蚀 ． 而阴极得到 保护 。
２变电站接 地网腐蚀基本 类型 ．
变电站接地网腐蚀诊断方法探讨
变电站接地网腐蚀诊断方法探讨摘要：变电站的安全稳定运行对我国的电力安全至关重要。
因此，国家有关部门高度重视变电站存在的问题。
比如有的变电站会使用宽而厚的平板钢板来延长接地网的使用寿命，但这种方法对于延长接地网的使用寿命并不理想。
此外，变电站的接地网都连接在地下，使得接地网的修复和改造非常困难，接地网也不容易被检查和监测腐蚀损坏。
此外，接地网还受到变电站运行环境的影响，对电磁场和泄漏电流有很大影响，使得接地网的腐蚀防治更加困难。
关键词：变电站地网；腐蚀状态；故障诊断接地是指电气系统的一些节点或电气设施的一些导电部件与地面之间的电气连接。
接地的目的是利用接地作为导电回路的一个元件，在正常、事故或雷击的情况下，将电气连接的电位固定在一定的允许范围内，以确保人身和设备的安全，维护系统和设施的安全可靠运行。
接地装置的导体主要由普通碳钢制成。
接地网投入运行后，碳钢的腐蚀通常是局部腐蚀。
腐蚀后变脆、分层，被腐蚀部分逐渐变薄甚至断裂，导致接地性能达不到热稳定性要求。
因此，当发生接地故障时，接地短路电流可能会烧毁接地网，扩大事故，危及设备和人员的安全。
1变电站接地网设计的必要性接地是防雷技术中最重要的部分，无论是雷击、感应雷击还是其他形式的雷击，都是通过接地装置进入大地。
因此，没有合理、良好的接地装置是不能有效防雷击的。
从避雷的角度来看，避雷装置与大地之间良好的电气连接称为接地装置。
接地装置的作用是通过尽快向地球发射闪电和闪电来中和地球的外来电荷。
变电站的接地与全站高低压电气设备的接地线、低压电力系统的接地、电缆屏蔽的接地、电信和计算机监控的接地连接。
在系统和变电站维护期间存在临时接地。
如果接地电阻较大，则在电力系统接地故障或其他大电流流入大地时，地电位可能异常升高，如果接地系统设计不当，则可能导致接地系统分布不均。
局部电位可能会超过规定值。
安全值可能对操作者造成安全隐患。
它还可能损坏连接低压或二次设备的反击电缆的绝缘，使高压进入控制系统并监视和保护变电站。
变电站接地装置的腐蚀、危害及防腐措施
变电站接地装置的腐蚀、危害及防腐措施郑州电力设计院2009年11月变电站接地装置的腐蚀、危害及防腐措施张玉敏郑州电力设计院450012摘要：接地装置在运行中起着非常关键的作用，是一次及二次设备的安全命脉，但因接地装置容易发生腐蚀，造成接地网局部断裂、接地线与接地网脱落，从而形成严重的接地隐患和构成事故。
若能解决好变电站接地装置腐蚀难题，满足高、低压电气设备长期、安全生产要求,保障系统和设备的安全稳定运行，则能大大提高电网运行的经济效益和社会效益。
关键词：电力系统；变电站；接地技术；接地装置；腐蚀；防腐；措施1、前言变电站的接地系统是维护电力系统安全可靠运行、保证运行人员和电气设备安全的根本保障和重要措施。
近年来，随着电力系统容量的迅速扩大，入地短路电流的大幅升高、先进监控设备抗干扰能力的减弱，我们更应该密切关注接地技术，接地技术也渐渐发展成为一门与电气工程、电气安全、电磁场理论、数值计算方法、地质勘探及测量技术等科学相关的交叉学科。
变电站的接地装置则在运行中起着非常关键的作用，是一次及二次设备的安全命脉，但因接地装置容易发生腐蚀，造成接地网局部断裂、接地线与接地网脱落，从而形成严重的接地隐患和构成事故。
目前，为了减少故障几率，均对变电站腐蚀情况采取了一系列的应对措施，若能解决好变电站接地装置腐蚀难题，满足高、低压电气设备长期、安全生产要求，保障系统和设备的安全稳定运行，则能大大提高电网运行的经济效益和社会效益。
2、腐蚀我们仔细观察任何一种金属侵入电解液中都会发生如下现象：金属晶格中的阳离子进入溶液中，留下负电荷，另一方面，溶解液中的阳离子也沉积到金属上，使金属的正电荷趋于过剩，总之，把金属侵入电解质溶液中，在金属和溶液中就会发生上述两种相反的作用。
当金属在电解液中，阳离子的溶液和沉析达到平衡后，都会形成一个稳定的电极电位，其大小取决于金属和电解液的特性、温度和浓度等因素，因此，不同金属在同一电解质溶液中的电极电位也不会相同，这就是金属的腐蚀及耐腐蚀性不同的原因，也表明不同的腐蚀介质、温度和浓度对金属的腐蚀速度均有影响。
变电站OPGW接地引下线锈蚀（断开）原因分析及接续方法研究
变电站OPGW接地引下线锈蚀（断开）原因分析及接续方法研究摘要：本文主要对变电站OPGW接地引下线锈蚀（断开）的原因进行分析，并提出了相应的接续方法研究。
通过对环境因素、材料因素、施工质量因素以及维护和检修不到位因素进行分析，找出了引下线锈蚀断开的可能原因。
接下来，针对这些原因提出了清除锈蚀部分、使用合适的接续材料、施工质量控制以及维护和检修措施等方法，以保证引下线的良好接续和运行。
最后，对本文进行总结，供读者进一步深入研究。
关键词：变电站、OPGW接地引下线、锈蚀、断开引言：变电站是电力系统中重要的组成部分，负责将输电线路中的高压电能转换为适用于分配给用户的低压电能。
在变电站的运行过程中，OPGW接地引下线发挥着重要的作用，它将变电站的接地系统与输电线路的接地系统连接起来，以确保系统的安全运行。
由于环境因素、材料因素、施工质量因素等多种因素的影响，OPGW接地引下线可能会出现锈蚀、断开等问题。
为了确保变电站的正常运行，必须及时清除接地引下线的锈蚀，并及时修复断开的部分。
一、变电站OPGW接地引下线锈蚀（断开）原因分析（一）环境因素随着电力系统的发展，变电站的接地引下线在其运行中发挥着至关重要的作用，但在实际运行中，经常会遇到接地引下线出现锈蚀甚至断开的情况。
这给电力系统的安全稳定运行带来了一定的风险和隐患。
环境因素是导致接地引下线锈蚀断开的主要原因之一。
环境中的湿度、盐雾、酸雨等因素会导致接地引下线表面的金属材料发生氧化反应，从而形成锈蚀。
特别是在海边或者工业区域附近，大量的盐雾和化学物质的存在会加速接地引下线的锈蚀速度。
此外，气候变化、温度变化等因素也会对接地引下线的材料造成一定的影响，使其易于腐蚀和断裂。
（二）材料因素由于接地引下线处于高压电力系统中，其所使用的材料必须具备良好的导电性能和耐腐蚀性能。
然而，在实际生产中，由于材料的质量问题或者外来因素的影响，接地引下线的材料可能存在一定的缺陷，比如金属材料的含氧量过高、材料的导电性能不足等等。
变电站地网腐蚀原因分析及防腐蚀措施探究
变电站地网腐蚀原因分析及防腐蚀措施探究变电站做为电力系统重要组成部分，对电能可靠性供给起到很大作用。
本文探究了变电站接地网腐蚀机理，对腐蚀电化学理论在变电站接地网腐蚀诊断技术进行综合分析，免开挖无损腐蚀电化学理论诊断技术具有发展前景。
标签：变电站;地网;腐蚀原因;防腐蚀措施引言在变电站的建设和稳定运行中，接地网是不可或缺的一部分，对于保障系统的稳定以及变电站内设备和操作人员的安全来说至关重要。
目前，我国变电站接地网通常采用碳钢作为材料，由于接地网埋在地面下，常常被忽略，在土壤中长时间的运行，在受到各种条件的影响，运行一定年限后极易腐蚀，发生严重的损坏，影响系统的稳定，对电网造成了极大的影响。
近些年来，随着电网的升级改造和超高压输电线路的发展，已经发生过多起由于接地网腐蚀而导致的运行事故。
据报道，全国地网开挖检查中，有些过几年就已经腐烂，而变电站地网开挖重新敷设的投资也会相应增加数倍。
因此，研究接地网的腐蚀原因，并采取有效的措施解决接地网腐蚀问题，保证电网安全稳定运行，是需要亟待解决的问题。
1接地网的腐蚀机理分析1.1电化学腐蚀（1）微观电池腐蚀。
变电站接地网由带状碳钢焊接制成，碳钢的生产过程及接地网建设施工过程中会使碳钢发生金属组织不均匀，化学成分不均匀，表面状态不均匀及表面膜不完整等情况，上述情况的存在会引发微观电池腐蚀。
微观电池腐蚀使接地网表面及焊接处产生微小缝隙，土壤中电解液进入缝隙继而引发缝隙腐蚀，加重腐蚀状况。
（2）宏观电池腐蚀。
接地网的埋设面积近似于变电站地上设备的占地面积，较大的土壤接触范围造成接地网不同位置土壤环境的差异，极易形成浓差腐蚀电池腐蚀。
因为主要成分不同，埋设接地网的土壤分成了砂石区和黏土区。
在该腐蚀体系中，砂石区空隙大氧气充足，埋设在其中的碳钢电位较高，而黏土区密实缺少氧气，埋设在其中的碳钢电位低，两个区域共同构成氧浓差电池）。
处在黏土区的碳钢成为宏观电池中的阳极，发生腐蚀的状况。
变电站接地装置的腐蚀原因及防腐措施
图 1 接地网拓扑图及等效网络
引入灵敏度概念 ,建立地网中某段导体的电
阻 (Rj )发生变化时对可及节点测量电位 (Vm )影 响的数学关系模型 。约束条件为
V11 ·X1 + V12 ·X2 + … + V1b ·Xb =ΔV1 ,
V21 ·X1 + V22 ·X2 + … + V2b ·Xb =ΔV2 ,
程度 ,α越大 , 腐蚀的不均匀性愈高 。其中 α =
Vmax /Rh。 312 接地网的腐蚀计算
接地网设计 、竣工后 ,由于各段导体的长度 、
截面积及材料的电阻率已被确定 ,由欧姆定律便
可以计算出相应各段导体的电阻值 ,该值在忽略
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(6)
约束条件即为故障诊断方程
ΔVm = Vm b ·X
(7)
其中 ΔVm 是电位增量 ,是 m 个可及端口电位
列向量的理论计算值 Vm 与测量值 Vm 之差 ; Vmb
为灵敏度矩阵 , X是 b维列向量 ( b是网络 N 的导
图 2 地网故障诊断软件程序流程图
4 接地装置防腐蚀措施
411 接地极防腐措施 1)正确选用接地体的用材 ,施工中接地体的
3 接地网腐蚀程度的计算方法
3 11 接地体的腐蚀速度计算
接地体的腐蚀通常是根据金属腐蚀的破坏形 式 ,即全面腐蚀和局部腐蚀两大类进行判定 。最 大腐蚀速度计算公式
Vm ax
=
h t
(1)
式中 : Vmxa —最大腐蚀速度 ; h—最大腐蚀孔深度 ; t—埋藏年限 。
变电站接地网研究报告及故障诊断分析
变电站接地网研究及故障诊断分析摘要电力系统的接地网是维护电力系统安全可靠运行、保障运行人员和电气设备安全的重要措施。
构成接地网的导体埋在地下，常因施工时焊接不良及漏焊、土壤的腐蚀、接地短路电流电动力作用等原因，导致地网导体及接地引线的腐蚀，甚至断裂，使地网的电气连接性能变坏、接地电阻增高。
为了保证和提高电网设备工作的可靠性、安全性，电网接地技术的应用是必不可少的。
电力系统接地网的一个非常重要的指标就是接地电阻，对接地电阻的测量将是判别接地网好坏的一个重要标准。
显然接地网的测量手段和方法也是十分重要的。
本文结合工作实际，对接地网测量技术进行了较系统的研究。
论文首先对接地网测量所采用的方法进行了分析和归纳，对每种不同的方法进行了比较分析，也对接地的几个常用概念做了说明，对测量接地电阻的基本原理进行了阐述。
电力系统接地网接地电阻这个指标是反映了地网总体水平，但是如果某一个支路电阻增大或支路导体腐蚀断裂，接地电阻将很难反映出来。
现有判断地网腐蚀及断点的常用方法就是“停电抽样开挖” 的办法，往往带有很大的盲目和实际操作上的困难，并且在接地工程竣工后对施工中的地网漏焊和虚焊也缺少有效的检查验收手段。
本文将在电力系统正常运行的情况下，对如何确定变电站接地网的故障< 包括断点及腐蚀）位置的准确、可靠和简单的诊断进行理论分析。
通过接地网各引线间电气参数的测量值来确定地网的断点及腐蚀情况。
本文建立了一个能准确反映地网各段导体电阻值和地网接地引线间电气参数之间关系的数学模型。
地网各段导体电阻值和地网接地引线间电气参数之间的数学关系是一个非线性关系，必需采用迭代方法进行求解，模拟系统仿真结果表明了方法的有效性。
关键字：接地网接地电阻测量故障诊断Research on the Substati on Grounding System and An alysis of the Fault Diag no sisABSTRACTGrounding systems used in electric power systems are important means to keep a secure and reliable operation of the power systems, and en sure safety of operati ng pers onnel and electrical equipme nts. Con ductors that form a gro unding system are buried un dergr ound. The poor quality weldi ng work or failure to con duct weldi ng work in the course of con struct ion, soil corrosi on, electrody namics effects of ground short-circuit curre nt, etc. may lead to corrosi on, or even break, of gro unding system con ductors and gro unding wires, result ing in bad electrical in terc onnection of the gro unding systems, and in creas ing of electrical resista nee to gro und. In order to secure and enhance reliability and safety of work related to power system equipme nt, gro unding tech no logyfor the power system are quite n ecessary. Electrical resista nee to gro und is a very importa nt in dicator for gro unding systemsin the power systems, and measureme nt of resista nee to ground is an importa nt criterio n adopted to determ ine whether a gro unding system is good or bad. As a result, means and methodologies for resista nee measureme nt of gro undin gsystems are importa nt research topics. This paper makes an an alysis and summary of the methodologies used in the measureme nt of gro unding systems. The differe nt methodologies are compared. The com monly used defi niti ons as well as the rati on ale for measureme nt of resista nce to gro und are illustrated.Resistance to ground for grounding systems in the power systems, as an indicator, reflects an overall level of grounding systems. However, in case of increasing in resistance in a sub-circuit, or of corrosion or break of con ductors in a sub-circuit, resista nce to ground could hardly give reflectio n. Today, the methodology commo nly used in the power systems to detect grounding system corrosion and break points is by performing sample excavations with the electricity turned off. Obviously, such methodology is often carried out with much blindness and great difficulty in practice, and duri ng the in spect ion and accepta nce con ducted after a grounding project is completed, effective means are lack ing to detect failure to con duct weldi ng work and poor quality weldi ng work on grounding systems in the course of con struct ion. This paper prese nts a theoretical an alysis on an accurate, reliable and simple diag no sis method of locati ons of failure diag no sis (in cludi ng break points and corrosi on> of substati on gro unding systems with the no rmal operati on of the power systems. Measureme nt values of electrical parameters betwee n gro unding system wires can be used to determ ine break points and corrosi on status of grounding systems. This paper establishes a mathematical model that can accurately reflect the relati on ship betwee n resista nce values of grounding system con ductor segme nts and gro unding system wires. The mathematical relatio nship betwee n resista nce values of grounding system con ductor segme nts and gro undingwires is non-I in ear, so the iterative method is adopted to find the solution.Key words: Grounding System Resista nce to Ground Measureme nt Failure Diag no sis第一章变电站接地总体综述1.1变电站接地的意义电力系统的接地网是维护电力系统安全可靠运行、保障运行人员和电气设备安全的重要措施。
变电站接地网故障研究与分析
变电站接地网故障研究与分析作者：薛建东来源：《中国科技博览》2017年第27期[摘要]变电站接地网的基本功能是维护电力系统可靠运行，保障电力工作人员和变电设备的安全。
随着逐年增加的用电负荷量，变电站规模越来越大，设备越来越多，接地网也越来越大，承担的作用越来越大，但是由于土壤腐蚀、人为疏忽等原因会导致接地网出现腐蚀、断点等故障，对电力系统及人身安全造成重大安全隐患。
本文将对接地网故障出现的原因及对策等进行研究与分析。
[关键词]接地网故障断点腐蚀中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）27-0099-01引言：随着电网规模的不断扩大，接地网的规模也逐年扩大。
接地网是维护电力系统稳定运行、保障电力设备和工作人员人身安全的重要保障。
但是随着接地网规模的扩大、使用年限的增加以及维护措施不全面等原因，近年来接地网腐蚀、断点等故障频发，给电力系统及社会经济等造成了重大损失。
但由于接地网长期运行在地下，运行环境恶劣，这给接地网状态的检查、维护以及发生故障后对故障点的定位、维修带了极大地不便。
因此，我们有必要对这一电网运行必不可少的环节进行深入研究与分析，探讨有效而便捷的维护与维修方法，保障接地网的安全运行，从未保障变电站系统的稳定、可靠运行，为社会经济发展提供可靠电力供应。
一、接地网故障的原因分析1.土壤酸碱度失衡。
接地网长期运行在地下，随着近年来自然环境的不断恶化，尤其是处在某些化工场地附近的接地网络，由于土壤中硫酸等酸性物质的增加以及土质疏松导致空气中寒酸物质的溶解等导致土壤中的酸浓度升高，极易使接地网络所用的钢管等发生腐蚀，虽然这些钢管等材料外涂有抗腐蚀材料，但由于长期使用或抗腐蚀材料涂层薄等原因，对这种强酸的长期腐蚀抵抗不住而导致接地网腐蚀，发生短路等事故；2.土壤湿度加大。
由于某些暴雨天气或梅雨天气等，加之有些地方土壤孔隙度大，易导致土壤中水位上升、湿度加大，再在温度、微生物等的作用下促使接地网管发生腐蚀，发生接地短路故障，造成地网本身局部电位差和地网电位异常升高，给电力系统及运行人员的安全带来威胁；3.操作、维护不当。
变电站接地网锈蚀的研究与分析报告
变电站接地网锈蚀防治对策的探讨（供电公司变电运行中心， 435000）摘要：变电站接地网目前广泛采用镀锌扁钢接地，运行年限增加时容易产生锈蚀，造成接地电阻增加，威胁设备和人身安全。
本文结合地区接地网历年开挖检查结果，分析了接地网锈蚀的主要部位和原因，从现场实际出发，创造性地提出了镀锌扁钢的“双接地”防腐方案。
通过方案对比，研究论证了“双接地”的可行性和经济性。
关键词：变电站接地网；镀锌扁钢；锈蚀；双接地0 引言变电站接地网是确保人身、设备和电力系统安全运行的重要装置[1，2]。
接地系统锈蚀已成为接地系统故障的主要元凶[3]。
2008-2012年地区变电站接地网开挖结果显示，设备接地引下线和主地网中扁钢的锈蚀占接地系统腐蚀的90%以上。
因此，预防接地扁钢的锈蚀成了变电站安全运行亟待解决的现实问题。
1 地区接地网现状供电公司变电运行中心现管辖29座变电站，运行年限超过10年的变电站17座，占总数的59%，年限超过30年的变电站10座。
2011年供电公司接地网专项检查情况如表1、表2所示。
表1 2011年地区接地网装设情况表2 2011年地区变电站两点接地情况统计部分老旧变电站运行环境恶劣，接地网锈蚀严重，甚至存在锈断现象，随着运行年限增加已逐渐不能满足热稳定要求。
2010年四顾闸110kV变电站接地扁钢检查情况如下图1所示。
图1 四顾闸变电站接地扁铁锈蚀情况2 接地网锈蚀原因分析2.1 主要锈蚀部位地区变电站接地网锈蚀的主要部位有：1）接地引下线入地处，即空气与土壤交界处的土壤中部分。
由于土壤的含氧量低于空气的含氧量，使接地引下线土壤中部分与地面上部分形成氧浓差电池，含氧量高的地面上部分为阴极，含氧量低的土壤中部分则为阳极，于是地面上部分腐蚀很小而土壤中部分腐蚀严重[3]；2）两种土壤的交界处。
其主要原因是当接地体通过不同成分的土壤时，会形成腐蚀电偶；3）接地引下线在地中拐向主接地网的拐弯处以后的一段距离。
硕士学位论文 接地网腐蚀的诊断方法研究
接地网腐蚀的诊断方法研究学科专业：电气工程硕士学位论文英文摘要摘要接地网是变电站实现良好接地的必要设施，但接地网的接地引线和水平均压导体常因多年的土壤腐蚀使接地性能不能满足热稳定性的要求，导致发生接地故障时接地短路电流可能烧坏地网、扩大事故并危及设备和人身安全。
由于接地网埋设在地下，工程上一般通过大面积开挖查找接地网断点和腐蚀段，这种方法带有盲目性、工作量极大，影响电力系统的运行。
为此，本论文较为系统地分析了接地网腐蚀诊断的基础理论，提出了一套新的诊断方法。
诊断方法运用故障诊断理论（模拟电路故障诊断理论）的基本理论和方法，在经过必要的简化和假设建立接地网模型后，利用特勒根定理生成故障诊断方程，并用数值迭代和最小二乘法的数学方法求解方程。
在这些基础上，在MATLAB上编写了计算诊断程序，对小型电阻网络和接地网网络的各种故障情况进行了仿真计算和模拟实验，并分析了现场环境对诊断的影响。
之后，到变电站进行了现场试验。
模拟实验和现场试验中，对接地引线间电阻的精密测量使用QJ-44型直流双电桥，并用四端钮连接消除测量连接接触电阻的影响。
在诊断过程中，本文采取分步逼近诊断的方法，先测量8～10组接地引线间的电阻，利用诊断程序做初步诊断，初步诊断虽不能准确诊断出故障，但可以指明故障的大概区域，接着在这些区域加测一些接地引线再诊断确定故障。
本文的研究结果表明：（1）本文方法可以比较方便的诊断出接地网的腐蚀情况，包括腐蚀的位置（区域）和腐蚀的程度。
（2）测量用接地引线的选取对诊断有重要的影响，根据接地网在土壤中的腐蚀机理，最好先分析可能腐蚀的区域、重点保障的设备的区域、接地引线的位置分布等实际情况，再决定选取接地引线测量；测量的接地引线太少时可能会有较大的诊断偏差，最终需测量的引线数量经本文总结大概需总节点数的10%。
（3）腐蚀支路的电阻增大的计算值与实际值呈一定的对应关系，本文通过模糊诊断规则判断接地网的腐蚀情况；要较精确的求得腐蚀支路的腐蚀程度，需加测它的两端节点间电阻，再用诊断程序计算得出。
输电线路接地引下线锈蚀（断开）原因分析及接续方法研究
输电线路接地引下线锈蚀（断开）原因分析及接续方法研究摘要：在飞速发展的电力系统中，输电线路是实现电能输送的重要组成部分，所以输电线路的稳定性决定了电力输送的质量与安全。
输电线路的架设多处于高山峻岭及气候较为多变的区域，在经过长时间运行后，输电线路的接地引下线部分会出现严重的锈蚀或锈断，进而降低了线路的耐雷水平，严重者可能会造成线路跳闸。
为此，接地引下线的锈蚀原因分析及接续方法的研究势在必行。
关键词：输电线路；接地引下线0 引言在输电线路运行过程中，为了确保线路运行的安全性，会将输电线路与接地引下线关联在一起，避免过载电流、过载电压威胁输电线路运行安全。
但受环境、工艺、材料等因素影响，长期运行后会造成接地引下线锈蚀（断开）问题，在遭遇雷击时可能会造成线路跳闸，降低线路的电能运输水平。
本文针对输电线路接地引下线锈蚀（断开）原因展开分析，重点研究输电线路接地引下线锈蚀（断开）的接续方法，并以此提出了合理的治理措施，恢复输电线路接地引下线的正常功能，保障输电线路安全稳定运行。
1输电线路接地引下线的作用输电线路杆塔接地装置是防雷保护措施中的一个重要组成部分，是由接地体及接地引下线两部分构成，接地引下线的常用材料为镀锌钢绞线，是连接避雷线（针）、避雷器或架空电力线路杆塔与接地体的金属导线，起着泄流及保护线路导线绝缘的作用。
2 接地引下线锈蚀（断开）原因分析接地引下线全生命周期都处于户外运行，锈蚀（断开）区域主要发生在引下线入地处（见图1），经对现场勘查、测量和原设计资料等进行了综合比较分析和计算研究，初步推断接地引下线锈蚀（断开）原因图1-接地引下线锈蚀2.1 环境因素基于线路运行经验可以得知，趋于接地引下线的中间部分长期处于土壤及地表面交界处，该处的土壤特性对接地引下线锈蚀（断开）影响权重较高，具体体现在以下几方面：（1）在土壤透气性较高时，地面上的氧气会更加容易进入到接地引下线所在位置，产生氧浓差电池，从而带来腐蚀类型问题。
变电站地网腐蚀状态及故障诊断探究
变电站地网腐蚀状态及故障诊断探究摘要：随着时代的发展，科学技术的进步，国家和社会对于变电站的需求变大，变电站的电站容量需求也在不断增大，这就对变电站地网安装运行的要求越来越严格，但我国变电站地网连接安装中还存在许多问题，地网的腐蚀现象非常严重，表现为接地体脆弱、起层，甚至出现断裂的现象，所以，时刻对变电站地网的状态进行监控，及时发现腐蚀的状态，并对其故障进行及早诊断、及早防治具有重要意义。
关键词：变电站地网；腐蚀状态；故障诊断变电站安全稳定运行对于我国用电安全来说是非常重要的，所以，对于变电站的地网易存在的问题国家有关部门十分重视，例如：有些变电站会采用在外部使用较宽较厚的扁形钢板等方法延长地网的使用寿命，但这种方式对于延长地网的使用寿命的效果并不理想。
另外，变电站的地网都是连接在地下的，这也使得地网的检修和改造工作难度很大，地网受到腐蚀破坏也不易被检查监测到，并且，地网还会受到变电站运行环境，对电磁场和流泄电流产生很大影响，这也就导致了地网的腐蚀防治工作更加困难，所以，国家有关部门对于变电站地网腐蚀防治工作越来越重视。
一、变电站地网的腐蚀由于地网接在地下，埋没在地下土壤中，常常受到土壤环境的影响，易发生腐蚀现象，土壤的腐蚀导致接地的引线、导体变细，易发生断裂，导电性变差，导体的电阻增大，一旦系统发生接地故障，还会使事故扩大，对变电站的设备和人身安全产生威胁。
并且，土壤的腐蚀是电化学腐蚀，它受到土壤内部的酸碱度值、电流、化学反应、和微生物等因素的影响，尤其是氧气和水份因素。
另外，不同土质的腐蚀程度也是不同的，这是由于土壤的介质具有多样性、不均匀的特点,水分多、排水性、通气性较差的介质为粘土和淤泥的土壤比蓄水能力强、排水性和通气性较好的土壤腐蚀性强。
除此以外，因为变电站的地网深埋入地下，技术人员对地网的各项性能监测都是通过电阻的大小来进行的，但无法真实了解到地网的实际腐蚀情况。
所以，技术人员是通过发现电阻的数据不正常，就需挖土查找地网的断开点和腐蚀段，但这种方法的实用性不强，工作量较大，效率较低，并对电力系统的运行造成影响。
简述变电站接地网腐蚀问题与解决方法
简述变电站接地网腐蚀问题与解决方法Corrosion Problem of Grounding Grid in Substation and Its Solution Way佛山南海电力设计院工程有限公司 谭炯炽Foshan Nanhai Electric Power Design Institute Tan Jiongchi摘 要：介绍了变电站地网存在的腐蚀问题以及腐蚀的机理和分类，并结合工程实践，对铜材接地网及镀锌钢接地网进行了技术经济比较，可供选择地网材料时参考。
Abstract ：By analyzing the grounding grid corrosion problems in substation, the mechanism and classification of corrosion is introduced. Taking a practical engineering project as an example, technical and economic comparison of copper grounding grid with galvanized steel grounding grid is performed and the result provides the reference in designing.关键词：地网 接地电阻 腐蚀Key words ：Grounding grid Grounding resistance Corrosion 中图分类号：TM63 文献标识码：B质构成回路，形成腐蚀电池，电位较负的阳极区1.引言进行金属的溶解反应，电位较正的阴极区进行还交流系统工作接地网是维护变电站安全可靠原反应，这种接地网金属构件上不同电位的差异运行，保证运行人员和电气设备安全的重要设就是引起接地网土壤腐蚀的根本原因。
施。
在我国，由于资源、经济等原因，接地网所 3.地网的电化学腐蚀因素用材质主要为普通碳钢。
变电站接地网的断点诊断方法
变电站接地网的断点诊断方法【摘要】变电站的接地网是一道重要防护线，研究其断点的诊断方法意义深远。
本文首先概述了课题相关的内容，分析了接地电网断点诊断的基本原理，探究了接地网缺陷的诊断，最后结合实际与相关经验，深入研究了变电站接地网的断点诊断方法。
【关键词】变电站；接地网；断点；诊断方法一、前言作为变电站一道最重要的安全保障，接地网扮演着不可替代的角色，在整个电力系统中的作用十分明显。
变电站接地网断点的时常出现，已经影响了电力线路的正常运转，深入研究其断点的诊断方法，能够更好地保证电力系统的运转。
二、概述接地网的接地性能一直受到生产运行部门的重视，准确诊断接地网网格导体因腐蚀等原因造成的锈断，对于变电站的人员和设备安全具有重要的工程应用价值。
接地网不仅在变电站安全运行中为变电站内各种电气设备提供公共的电位参考地，在遭受雷击或电力系统发生短路故障时，还能迅速排泄故障电流，并降低变电站的地电位升，以保护站内工作人员的人身安全和各种电气设备的正常运行。
我国接地网大多采用扁钢、圆钢等钢制材料，易发生腐蚀，可能使接地导体变细甚至断裂，当系统发生短路故障时可能造成事故扩大，危及设备和人身安全。
有关接地网的故障诊断，国内有些文献多采用电路和网络理论分析方法进行研究，将接地网看成纯电阻网络，利用接地网的拓扑结构和接地引线间电阻的测量数据，建立接地网的腐蚀诊断方程，通过求解诊断方程得到接地网支路导体的变化值，进而判断接地网的腐蚀程度，由于实际的接地网并不是所有节点都用上引导体，因此工程中实际测量地网各段电阻不易实现。
国外发达国家在20世纪70年代初便从理论分析、数值计算、试验测试、防护设计和标准制定等方面开展了全面系统的研究工作。
在实际工程测量中，常采用测量接地电阻、土壤电阻率、跨步电压和接触电势等试验方法判断接地网的性能，有的通过测量地面电势差进行接地网性能的诊断，但接地网导体局部断开时，通过测量地表电位差寻找故障是困难的。
接地网腐蚀与断点诊断技术探讨
137科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 动力与电气工程当电力系统发生接地短路故障时,将造成地网本身局部电位差和地网电位异常升高,除给运行人员的安全带来威胁外,还可能因反击或电缆皮环流使得二次设备的绝缘遭到破坏,高压窜入控制室,引起检测或控制设备发生误动作或拒动而扩大事故,带来巨大的经济损失和社会影响。
一旦发生接地故障,将带来严重的危害,其表现主要如下。
(1)沿大地表面的危险电位梯度。
(2)由于过电压上升而造成的电力设备绝缘损坏。
(3)电力系统的中性点的偏移。
(4)电力继电保护装置误动。
(5)通过管线和低压电路等装置的高压转移。
(6)电力设备机壳上的危险电压。
(7)接地体周围的土壤风干。
由此可见,接地网的故障已是电力系统安全运行的心腹大患,诊断接地网的断点及接地网的腐蚀情况已成为电力部门的一项重大反事故措施。
尤其是前几年美国电网出现大面积停电事故后,引起世界各国对电网保护的高度重视,我国政府和电力企业更加重视接地网的防腐安全问题。
例如1985年3月13日在胡集变电站和1986年4月25日在潜江变电站发生的接地故障,都因35kV小电流接地系统发生两相短路接地与异相异点接地形成短路,使接地网部分或整个接地网通过大电流,烧断接地引线和部分接地网水平导体。
设备外壳和端子箱上出现工频高压,造成工频高压进入主控室损坏设备,使直流保险熔断大大延长短路故障的切除时间,造成主变压器损坏,使事故扩大。
1 接地网腐蚀诊断的基本思想当接地网运行多年后,某些导体就会发生不同程度的腐蚀甚至断裂,其相应支路的电阻值增大,这样,腐蚀前后就得到两个拓扑结构相同、支路电阻值不同的电阻网络。
如图1,当对这两个网络施加相同的恒定直流电流源时,原网络节点电压因拓扑结构、支路电阻及激励已知,可根据电网络理论计算得到。
对于腐蚀后的接地网,因电气设备都有和接地网相连的接地引线,其与地网连接点为可测节点,直接测量这些接地引线对参考节点的电压就得到腐蚀后接地网节点电压值。
基于电网络理论的变电站接地网腐蚀及断点诊断方法
基于电网络理论的变电站接地网腐蚀及断点诊断方法
许磊;李琳
【期刊名称】《电工技术学报》
【年(卷),期】2012(027)010
【摘要】变电站接地网埋设在地下,因土壤的长期作用而造成腐蚀,导致其接地性能变坏,威胁着电力系统的安全稳定运行。
本文将变电站接地网近似等效成纯电阻网络,根据接地网的拓扑结构和接地引线间电压的测量数据,推导端口电阻值,建立基于特勒根定理的接地网故障诊断方程,借助优化方法求解该诊断方程得到接地网各支路电阻的变化值,进而判断接地网的腐蚀程度,找到故障所在位置。
通过仿真计算和模拟接地网的故障诊断实验,验证了本文接地网故障诊断方法的有效性和实用性。
【总页数】7页(P270-276)
【作者】许磊;李琳
【作者单位】华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京102206;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京102206
【正文语种】中文
【中图分类】TM862
【相关文献】
1.基于电网络理论的接地网故障诊断方法 [J], 傅晨钊;司文荣;苏磊
2.接地网腐蚀及断点诊断方法研究 [J], 张维理;陈先禄;冉懋海;杜立兵
3.变电站接地网的断点诊断方法 [J], 田启斌
4.变电站接地网的断点诊断方法 [J], 刘洋;崔翔;卢铁兵
5.基于磁场理论的变电站接地网腐蚀诊断方法研究 [J], 岳刚
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2)、当T点的反射波到达B后和避雷器动 作之前 2l l U B (t ) at a (t 2 ) 2a (t 2 ) v v l ＝2a(t - ) 2 v
B
at T
14
2、避雷器与被保护设备有一定距离时的过电压
3)、避雷器动作时刻 t = tp
（ 1） （ 2）
(1) 配电构架辅助接地装置与地网连接点
(2) 变压器接地与地网的连接点
8
二、变电所内避雷器的保护作用
9
装设避雷器
正确选择避雷器的形式、参数 合理确定保护接线方式，如台数、装设位置 尽量少的避雷器保护所有设备
10
1、避雷器与被保护设备距离为零时的过电压
11
1、避雷器与被保护设备距离为零时的过电压
A SK 1 h 2 Sd
K
di L 38.5kA / s dt
L0=1.55μH/m; h高处L=1.55hμH
L d
空气与土壤的平均击穿场强：
E＝500kV/m
Rch
6
1、避雷针的反击
发生反击时: 500Sk=100Rch+60h 500Sd=100Rch 防止反击: Sk>0.2Rch+0.1h 一般5m Sd>0.3Rch 一般3m
发电厂和变电所的防雷保护
1
发电厂和变电所雷电过电压来源
雷直击发电厂和变电所 雷击输电线路产生的过电压沿线路 侵入发电厂和变电所
2
变电所雷电过电压的危害
发电机、变压器等主要电气设备的内
绝缘大都没有自恢复的能力 220kV线路50%放电电压1200kV，而相 应的变压器全波冲击试验电压850kV， 全波多次冲击耐压只有850/1.1=773kV 造成大面积停电
变压器与避雷器间允许的最大电气距离
Lm U j U b .5 2 / v
17
确保变压器安全的主要措施
限制避雷器残压
由变电站进线段保护完成
限制入侵波陡度
减小变压器距避雷器的电气距离
l2 变压器上最大电压 U T U b.5 2 v
18
三、变电所的侵入波过电压防护
19
1、35kV及以上变电所进线段保护
一定长度的导线可以起到下列作用： 自身阻抗可限制雷电流的幅值 冲击电晕可降低入侵波陡度
F3 的作用：限制入侵雷电波幅 值
F2的作用：隔离开关或断路器 断开时防止入侵波在此发生全 反射造成对地闪络。断路器闭 合运行时，管型避雷器在避雷 器的保护范围内不动作，避免 截断波的产生
20
2、35kV小容量变电所进线段的保护
3
过电压防护的主要措施
针，线，保护范围 防止反击 避雷器的保护作用与范围 侵入波 进线保护段 降低来波陡度 减小通过避雷器的电流
4
直击
一、直击雷防护
5
1、避雷针的反击
避雷针与配电构架同高处
u k i L R ch u d i L R ch
di L L dt
避雷针的接地装置上
一般直击雷电流iL=100kA;
——截波
16
3、变压器与避雷器之间允许的最大电气距离
由于入侵波在变压器与避雷器之间多次反射，作用在变 压器上的电压具有振荡性质，相当于截波的作用。 变压器承受截波的能力为多次(一般指3次)截波耐压值:
Uj U j.3 1.15
因此变压器承受的最大耐压值
l U b.5 2 K U j v
K为设备电容修正系数
15
变压器上电压UT( t )：
t tp t tp
uT (t ) 2at
具有振荡性质
l2 uT (t ) 2at p U b5 2a v 2l2 2l2 2l2 uT (t ) 2a (t p v ) 4a(t p v t p ) t tp v 2l l 2a (t p 2 ) U b5 2a 2 v v l2 4l2 u ( t ) 2 at U 2 a t tp T p b5 v v
避雷器距变压器距离小于10m，a允许大一些 进线段可缩短到500～600m
为了限流，FE1、FE2的接地电阻 R 5
<10m
21
旋转电机的防雷保护
一、 旋转电机防雷保护的特点 旋转电机的防雷保护要比变压器困难得多，其雷害 事故也往往大于变压器，这是由它的绝缘结构、运 行条件等方面的特殊性造成的。 1. 在同一电压等级的电气设备中，以旋转电机的冲击 电气强度为最低。 2. 电机绝缘的冲击耐压水平与保护它的避雷器的保护 水平相差不多、裕度很小。 3. 发电机绕组的匝间电容很小和不连续，迫使过电压 进入电机绕组后只能沿着绕组导体传播，而它的每 匝绕组的长度又远较变压器绕组为大。
1 h 2 Sd Rch
7
A SK
K
L d
2、避雷针的安装方式
一般110kV及以上变电所，允许装配电构架避雷针， 配电构架需装设辅助接地装置，与地网的连接处距 变压器接地与地网连接处的距离不小于15m。土壤 电阻率>500Ωm时,需独立架设避雷针。 变压器门型构架上不得加装避雷针。 35kV及以下变电所需独立加设避雷针，并达到不反 击的要求。
12
1、避雷器与被保护设备距离为零时的过电压
变压器得到可靠保护条件：变压器冲击放电电压大于避雷 器的冲击放电电压和5kA下的残压 110kV~220kV变电所雷电流不得超过5kA，故5kA下的残 压用Ub.5表示。
13
2、避雷器与被保护设备有一定距离时的过电压
入侵波 at (到B点时t=0)在变压器入口处 T发生全反射: 1)、当T点的反射波到达B点之前
U B (t ) U b .5 2(t ) 2(t t p ) 2(t p - )
变压器上最大电压U T 2t p U b.5 2 l2 v l U b.5 2 2 K v
at
2
2(t )
避雷器伏秒特性曲线
Ub.5
tp
2(t t p )
变压器在冲击电压作用下可等值为一个电容（称为入口电容），一 般可以不计，认为输电线路在此开路。
避雷器动作前：
变压器（也是避雷器）上电压： u b 2u 避雷器动作后： 变压器（也是避雷器）上电压有两个峰值： Uch ：避雷器冲击放电电压 Ubm：避雷器残压的最大值，取5kA下的数值 两个峰值Uch和Ubm基本相同