变电站接地网现状分析和改造建议 吴领兵

摘要：变电站接地网的合理与否是直接关系到人身和设备安全的重要问题。近些年来，公司的多座变电站的接地网试验不合格，出现接地电阻偏大，设备接地与接地网不通等现象。然而接地网起着工作接地和保护接地的作用，接地网故障可能造成主设备损坏、变电站停运等事故，给电网的稳定运行带来了极大的危害。因此，对公司接地网的现状进行分析并故障定位，进而找出相应的解决办法是很有必要的。

关键词：变电站接地网；现状分析；改造建议 1导言

电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体或接地极，专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。 2变电站接地网的特点及作用

为保证电力系统的安全运行，变电站都铺设了接地网，不同的变电站接地网类型可能不尽相同，但是它们存在着许多的共同点。变电站的接地网是将多个接地体用接地干线连接成网络，具有接地可靠，接地电阻小的特点，满足大量电气设备接地的需要。

接地网为电力系统提供了可靠的工作和保护接地，工作接地保证了系统电位的稳定性，如变压器中性点接地。而保护接地是在电气装置的金属外壳、配电装置的构架等由于绝缘损坏带电的情况下，保证了人身和设备的安全。 3常见的接地网故障类型

近年来，许多地区发生多起因接地网不满足要求而引起的设备损坏事故，经过对这些变电站接地网故障的调查分析，总结出当前变电站接地网主要存在以下的一些常见问题。

（1）接地网的均压问题

（2）设备的接地与地网之间的连通问题

部分变电站内多处设备接地引下线与接地网不通，或连接不良。 （3）接地引下线及接地体的截面偏小满足不了短路电流的热稳定

经检查这种现象较为普遍，由于接地体或设备的接地引下线不能满足短路电流热稳定的要求，在发生接地短路时，接地引下线往往被烧断，使设备外壳上有较高的过电压，有时会反击到低压二次回路，使事故扩大。 （4）接地装置的腐蚀问题

接地装置的腐蚀是一个普遍存在的问题，变电站接地网最容易发生腐蚀的是接地引下线。

（5）接地体的埋深不满足要求

标准规定接地体要埋深0.6m以下，可是通过开挖检查发现个别变电站接地体埋深不足0.4m。

（6）接地电阻超标问题 （7）接地网的运行维护问题

（8）其他问题

比如接地体所用材质问题、设备的接触电压和微机控制系统的接地问题。 3当前接地网存在的问题及分析

近期在对公司所属变电站的接地网进行了检查试验中，发现两座变电站的接地网试验数据不合格，于是重点对这两个变电站的接地网故障进行排查分析，通过挖掘各站内主要接地体周围的土层，观察接地体的所处环境的状况，以及接地体本身的锈蚀及断裂情况，发现这两座变电站的接地体故障类型有所不同。 一座变电站通过开挖检查，发现接地体的腐蚀情况不太严重，故障可能是由设备的接地引下线与地网焊接不良引起的。首先，我们检查看到了设备接地引下线与地网的连接点是由扁钢和圆钢焊接而成，这种的焊接方式下设备接地引下线的截面小，焊接头焊口长度不够，且大多为点焊，很容易由于锈蚀从焊口处开路，导致接地网试验数据不合格。

接地工程是一个隐蔽性工程，一旦施工完就不容易检查，所以有的偷工减料，不按图施工，在新建时留下事故隐患，这种情况在接地工程施工中很常见。另外，部分变电站是经过若干次扩建而成的，对接地网或扩建部分的接地引下线，在扩建时仅考虑了新增部分，而对原来的地网和接地引下线没有及时进行改造，以至于在一个变电站内，有部分设备的接地线和地网符合要求，而又有一部分接地线和地网不符合要求，这在不断扩建的变电站存在此类问题较多。归根结底，是因为对接地问题重视程度不够，如一些设计就没有进行接地短路电流的热稳定校核，而是套用图纸，或者本着减少投资的前提出发，选用截面较小的接地线，从而导致接地网不能起到应有的作用。

另一座变电站是一个因为锈蚀引起接地故障的典型例子。接地体腐蚀十分严重，接地体已经发生变形甚至断裂，形成电气上的开路，导致了接地故障。 接地装置的腐蚀是一个普遍存在的问题，变电站接地网最容易发生腐蚀的是接地引下线。对于该站来说，接地网所处环境比较特殊，位于县域标准件产业区，站外镀锌厂较多，且管理不规范，站内部分接地体处在绿化带附近，接地体周围的土壤长期保持潮湿及强酸碱状态，在此期间，接地体发生缓慢的化学和电腐蚀，致使接地线不能满足接地短路电流热稳定的要求，或者形成电气上的开路，使设备失去接地，因此，腐蚀也是导致接地网电阻超标的直接原因之一。 4变电站接地网改造

发现变电站的接地装置有问题后，就要进行改造，根据所要解决的问题，可以分为降阻改造、扩建改造等方案。但无论采用哪种改造方案，都与以下改造措施紧密相关。

（1）主接地网的防腐措施

a)采用降阻防腐剂。降阻防腐剂为弱碱性，pH值为10，而大多土壤为弱酸性，pH值为6，故可减弱对铁元素的腐蚀作用。

b)不同的地域选用不同材料：腐蚀较严重的变电站应选取铜材，腐蚀轻微的变电站宜选用钢材。

c)采用无腐蚀性或腐蚀性小的土壤回填接地体，并避免施工残物回填，尽量减小导致腐蚀的因素。

（2）接地引下线的防腐措施

a)涂防锈漆或镀锌。它属于一般的防腐措施。

b)采用特殊防腐措施。包括在接地体周围，尤其在拐弯处加适当的石灰，提高pH值；或在其周围包上碳素粉加热后形成复合钢体。另外，在接地引下线地

下近地面10～20cm处最容易被锈蚀，可在此段套一段绝缘，如塑料等，以防腐蚀。

（3）电缆沟的防腐措施

a)降低电缆沟的相对湿度，使其相对湿度在65%以下，以消除电化学腐蚀的条件。

b)接地体涂防锈涂料，但目前的防锈涂料只能维持两年左右。 c)接地体采用镀锌或热镀锌处理。

d)改变接地体周围的介质。其具体做法是在电缆沟施工中将接地扁钢三面浇

注到混凝土中，对于各焊点再作特殊处理，如打磨焊渣、涂沥青或用混凝土覆盖。 根据以上方案，我们对接地网腐蚀严重的变电站进行了大规模改造，重点是对之前接地引下线部分焊接不良的地方进行了加固焊接，尽可能增大接地引下线与主接地网的接触面积，在扁钢与圆钢接触的位置对扁钢进行弯曲以增大它们的接触面。

经过改造后接地网的接地电阻符合规程的要求，设备与主接地网的连接更加可靠，使接地网真正起到保护设备的作用。 结束语

综上所述，变电站的接地工程，是一项非常重要的系统工程，必须加以重视，统筹考虑，并认真分析已发现的以及有可能存在的各种接地问题。同时，还应根据具体的地形、地质情况，综合对比分析各种防腐措施在功能、成本以及运行维护等方面的特点，从中选择最优方案，并灵活采取多种措施，将接地电阻降至规程规定，从而最终确保变电站的人身和设备安全。