变电站接地材料选择及如何防腐

浅谈变电站接地材料选择及如何防腐中图分类号：tm411+.4文献标识码： a 文章编号：

摘要：接地装置在电力系统运行中起着非常重要的作用，是一次及二次设备安全运行的重要保障，本文就如何在变电站接地设计中选择接地材料，以及如何进行接地网防腐进行简要论述，以供大家参考。

关键词：变电站电力系统接地材料防腐措施

abstract: grounding device in the operation of electric power system plays a very important role, and the two device is an important guarantee of safe running, this article on how to choose the design of substation grounding grounding materials, as well as how to carry out the grounding network anti corrosion is briefly discussed, in order to provide a reference.

keywords: substation power system grounding materials anti-corrosion measures

前言：

变电站主接地网为变电站内的各种电气设备提供一个公共的参考地，在电力系统发生故障时，与接地引下线配合，将故障电流迅速泄露入地，控制接地网的最大电位升，对维护系统的安全运行、保障运行人员和电气设备的安全起着重要的作用。在变电站接地网

设计中，接地装置的选择尤为重要，近年来随着我国电力容量的增大和电压等级的升高，国内因接地材料选择不当以及防腐措施不到位引发电力运行事故的情况时有发生，所以，如何正确选择接地材料，解决接地网腐蚀问题，已成为目前电力系统安全生产迫切需要解决课题。本文就如何在变电站接地设计中选择接地材料，以及如何进行接地网防腐进行简要论述。

1.接地材料的经济技术比较

在国内变电站的接地设计中，传统的接地网材质有镀锌钢、铜两种，在国外变电站的接地设计中，除了以上两种材料外，镀铜钢也是一种应用广泛、技术成熟的接地材料。各种材质接地材料的使用现状为：

（1）镀锌钢的使用现状

长期以来，由于镀锌钢具有机械强度高、价格便宜及容易购买等优点，加上有色金属比较缺乏，因此，国内发电厂和变电站一般采用镀锌钢。其中，《交流电气装置的接地》对于选择镀锌钢作为接地材料有明确的规定，并且明确了对于钢材作接地材料的截面要求。

（2）铜的使用现状

由于铜的电阻率远小于镀锌钢的电阻率，并且耐腐蚀性能比钢好，但从经济角度触发，由于铜价高达70000元/吨，因此使用也受限制。

（3）镀铜钢的使用现状

镀铜钢性能接近于铜，但此种材料在国内应用很少，运行经验不足，其稳定性也有待实际工程的验证；且其相应的施工、运行和维护方面经验较少，同时镀铜钢绞线由于镀铜层厚度较薄，在施工时需提高施工工艺，轻拿轻放。

下面对三种材料进行技术经济方案比较

比较项目

设计方案热镀锌扁钢接地装置铜质接地装置铜镀钢绞线接地装置

主要材料热镀锌扁钢铜绞线镀铜钢绞线

施工工艺地下部分采用焊接，交叉连接处除垂直焊接外，增焊斜向加强件。由于材料的尺寸较大，焊接要求高且不便于弯曲，使整体施工较为复杂。铜绞线间采用“放热焊接”，施工工艺较为单一，但需由专业施工队伍进行。所用材料的型式及规格便于弯曲敷设。与铜材类似，但需注意对镀层的保护

耐腐能力材料本身具备一定的耐腐蚀能力，经焊接并敷设于具有敷设性的环境后，接地装置整体防腐能力将有所降低，通常只能依靠加大接地体截面来弥补环境腐蚀的影响。耐腐蚀能力强，可选用较小截面的接地体。耐腐蚀能力强，可选用较小截面的接地体。

预期寿命通过加大接地体截面，接地装置使用寿命按照50年设计。预期使用寿命50年。预期使用寿命50年。

投资（万元）经济、耐用价格昂贵价格较贵、不经济

综述，就经济条件及安全可靠、施工运行经验综合考虑，在变电站接地网设计中，现阶段主接地网及接地引下线宜选用镀锌扁钢。

2.接地线截面积计算

2.1短路电流持续时间

短路电流持续时间为校验接地线最小截面积的重要参数之一。根据规程要求，若发电厂、变电站的继电保护装置配置有2套速动主保护、近接地后备保护、断路器失灵保护和自动重合闸时，短路的等效持续时间te按下式取值：

te≥tm+tf+to （1）

式中，tm—主保护动作时间，s；

tf—断路器失灵保护动作时间，s；

to—与断路器开断时间，s.

若配有一套速动主保护、近或远（或远近结合的）后备保护和自动重合闸，有或无断路器失灵保护时，te可按下式取值：te≥to+tr （2）

式中，tr—第一级后备保护动作时间，s。

2.2截面积选择

根据dl/t621－1997《交流电气装置的接地》标准中热稳定条件，未考虑腐蚀时，接地线的最小截面应符合下式要求：

（mm2）（3）

式（3）中，－流过短路线的短路电流稳定值，a；

－接地线材料的稳定系数，根据材料的种类、性能及最高允许温度和短路前接地线的初始温度确定；

－短路等效持续时间，s。

校验接地线热稳定用的参数

综上，根据上述计算公式及相关参数，可计算出变电站接地线的最小截面积，在变电站接地网设计中，所选接地线的截面积大于最小截面积即可。

3.接地网的腐蚀问题研究及对策

3.1接地网的腐蚀问题研究

接地网腐蚀严重是目前我国接地网最为突出的问题，从八十年代以来，国内多次发生因接地网不良而扩大的事故，主要是由于随着我国电网容量的增大，短路电流随之增大，有些变电站当初设计接地体的截面偏小，同时接地网腐蚀使得接地体截面减小，当发生事故时，接地体特别是接地引下线不满足热稳定条件而烧断，从而使得事故扩大。

通过武高所对电力交流接地网损坏原因进行的调研结果发现，如按腐蚀程度排序，最严重的是电缆沟中接地带腐蚀，其次是接地引下线腐蚀，还有就是主接地网的腐蚀。腐蚀时间一般在投运后5~20年，严重的投运3年就腐蚀。

（1）电缆沟中接地带的腐蚀

由于电缆沟中潮湿的环境，使得接地带发生电化学腐蚀。变电