电力系统接地问题的分析及处理方法

电力系统接地问题的分析及处理方法

发表时间：2018-06-19T16:21:35.253Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：张有臣

[导读] 摘要：电力系统接地问题对于人身以及设备的防护是至关重要的。

（海南圣力石化工程有限公司 570105）

摘要：电力系统接地问题对于人身以及设备的防护是至关重要的。在我国电力市场不断繁荣发展的情况下，电网建设不断延伸，接地短路电流也日益增多，这严峻考验着电力系统接地人员在对待相关问题上的分析能力以及如何面对电力系统接地问题的处理方法。

关键词：电力系统；接地问题；处理方法

前言

电力系统的接地问题是一个内容繁杂的问题，但其实现原理却并不复杂。需要电力人员在地下建立一个快速分散接地电流，在一定范围内建立一个接地等电势均匀区域，以保证被保护设备能够可靠接地，有时也需要用到具备电力线路的地。

1.电力系统接地问题的分析

1.1关于接地电阻问题

接地电阻通常小于5Ω，大接地短路电流系统在高土壤电阻率区域有时允许达到5Ω，但在这种情况下应当查算接触地势、跨步电压等有效措施。根据规章制度，主要情况是在发生接地障碍时，对接地电位施行限制，一般接地电位不超过2000V，接地电阻的条件为小于0.5Ω与5Ω。大多数人们以为，合格条件为110KV变电所中接地电阻值小于0.5Ω，反之则不合格。合理的做法应当是短路电流不管有多大都应选择办法加以改善。

电力系统接地问题不是一个显性工程，接地电阻合格的现象很少发生，电力系统防护和人民的生命保障严重受到了威胁。

1.2主地网与设备接地的连接矛盾

小的截面圆钢多出现在长时间工作的陈旧变电站接地网和设备引下线上，变电站里接地网与电气装备的结合是接地网最令人头疼的问题。接地网和设备接地不通畅或结合不良。地网与设备接地不顺畅亟待解决。其主要形成因素有以下几点：第一，主地网与地下连接不好，焊口太短，焊口长期被侵蚀。第二，接地网水平接地体接头焊接不达标，长时间侵蚀导致断路。第三，地网亟需再建设，电缆沟不够干燥通风，易被侵蚀等[1]。

1.3水平接地体埋深不够

一些郊区变电站常常存在水平接地体埋深不充足的问题，这需要对接地设备进行完善的检验。水平接地体埋下的深度要超过0.8m。但是许多变电站对于该要求的履行并不达标，甚至严重不合格。这导致了接地设备接地电阻的不稳定以及地面跨步电压过大造成路过人员的生命安全受到威胁。

1.4工频接地电阻超标

主要有两个方面的原因。一是后天原因导致，比如由于外力或腐蚀作用使部分主网和接地网断开连接。二是先天原因导致，由于各种条件的局限，一般山区的土壤电阻率较高，改造建设难度大，变电站建成时电阻就已经指标过高。

上述问题的存在都严重威迫着电力系统的正常运行，尽快解决才能避免扩大事故的发生几率。

2.电力系统接地问题的改善方法

2.1减低地网接地电阻

首先，加强施工部门对接地问题首要性的认识。施工部门应严格掌控施工流程，提高施工部门在接地问题的重要性意识。以此来加强对人民生命安全和电力系统的保护。其次，增加施工过程中的警示标志，要求标志清晰醒目，以便民众能及时看到地网的存在。最后正当抉择方法，减低接地电阻。减低变电所地网接地电阻普遍应用策略为：第一，运用地质勘探设备设置长接地极以减低接地地阻。依据接地原理，要想提高边缘接地体的散流功效，应在变电所接地网旁设立长接地极。这使得地网电位更加趋于平缓，地网接地电阻得以下降。第二，高土壤率电阻的变电所实行换土策略。第三，变电所地下水可显著降阻。第四，可应用降阻剂。第五，应用电解离子接地减低接地电阻。在应用以上策略时要对症下药、因时制宜、合理考虑。同时要按照不同需求，在地下建立不同尺寸接地网，接地网作为网状铜排或其他良导体，尺寸大小要依据接地故障电流的大小来计算。

2.2防腐措施

出于防护、长远利益观点去考量，接地网不同位置的腐蚀特征也不尽相同，需要根据不同位置采取合理有效而全面的防腐措施。尤其是对待新建立铺设的接地网要特别注意本身材质的防腐功能。土壤的差异性导致了不同金属位置发生电位差，造成腐蚀电池。例如变电站土壤压实水平不均匀，从而腐蚀了接地设备。常见有效的防腐措施有：一是，热镀锌，扁钢截面至少为357mm2，同时也应考虑到每年平均腐蚀的因素，截面应加大一半。二是，铜接地设备。由于铜的耐腐蚀和相对稳定，许多发达国家都应用铜做接地设备。我国解放时期，也批量采用铜来做接地体，至今仍在广泛被采用。三是，外层保护措施。我国许多部门都在研发导电防腐材质。两种材料分别为导电防腐涂料与降阻防蚀化学剂。由于接地网的工作环境在土壤下，潮湿阴暗，易受化学元素侵蚀，所以防腐措施在对接地网的长期运作方面起着不可替代的作用。

2.3设备接地引下线的邻接

电缆沟内的扁铁与老站的许多设备进行联结。在产生短路错误时，通向主网的短路电流流过电缆沟接地体，主网干线离故障点有一定距离，且扁铁与主网并不完全联结的情况下，错误点电压会出现显著升高。这就使得电缆沟接地带与大量主干线联结，导致沿途不合流，并且也规避了电缆两级高电位差和大电流的集合。另一方面，接地引下线若通过传动部分更有可能引发危险。由于传动部分的接触面存在分散性质，因此在传导过程中可能出现电流故障，且该部分较易受到人为操作，极易引发人员发生安全问题。故需要使用预制的水泥杆钢筋作为引下线，采用简易的接地方法进而减少安全隐患。

2.4工频电阻控制

地网处理是一项系统的工程，在施工该环节中不可仅关注电阻，处理地网问题时要正常理解和运用章程，合理制定设计方案，并做好防止电位转移工作、验算接触电压和跨步电压同时采取均压办法，接地电阻可取一个合适值，最大不能超过5Ω。

另外，尽量不要采用换土方式来减低土壤电阻率，工作量过大，实施较繁琐。在接地极附近局部换土或铺设降阻剂，其实际是增加了

接地极的截面积，效果适得其反，降阻效果不理想。钻孔接地可减低接地电阻，钻孔注意要钻到渗水层或泥层，因未到深层低土壤时，孔深接地成效不显著。同时也应额外注意，上下层土壤电阻率的大小与效果成正比关系[2]，也就是说，上下层电阻差额越大，其效果也将越加明显。

3.施工注意事项

在安装环节中，严格依照图纸进行，例如在避雷针5米范围内需要使用碎石等其他材料做均压处理，且避雷针与主接地网中的距离要大于3米，电阻则应大于避雷针电阻的0.3倍。以及接地扁钢之间的焊接端要保证足够的搭接面积，不可使用点焊，且需要在搭接处使用圆钢，圆钢长度要保证在直径的12倍以上，折弯处采取高温处理等等注意事项。此外，设备在接地引下线的过程中禁止串联，避免在某处发生断开故障是，造成大面积设备失地，进而产生安全故障。同时，为有效避免发生任何电力危险，在站内水管处都应设置绝缘管，通信设备装置隔离变压器，以此有效避免危害，防治电位转移。最后在回填环节，需要经专业人士验收后才能进行，且验收资料需要存档以备后续检查使用。

结论

电力系统的接地应该考虑到人民生命财产保证和电力安全效率运输的问题。这样一方面提高了实际工作中检查出漏洞的机会，另一方面对更好的完成电力系统这个工程有很大的促进作用。

参考文献

[1]唐招应.试论发电厂电力系统接地故障的判断及解决措施[J].建材与装饰,2017，(27):215-216.

[2]武远.电力系统接地问题的分析和改进措施[J].科技创新导报,2018，(04):49.