變電所接地網(wǎng)改造前應(yīng)驗算接觸電位差和跨步電位差

1、變電所接地網(wǎng)改造前應(yīng)驗算接觸電位差和跨步電位差陳瀅摘要目前我區(qū)新建成的變電所中不少存在著接地網(wǎng)的接地電阻達到不設(shè)計值要求的問題。通過對兩座變電所進行數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，其中一座需要進行接地網(wǎng)改造，而另一座不需要進行改造，指出了接地網(wǎng)應(yīng)驗算接觸電位差和跨步電位差的必要性。關(guān)鍵詞接地網(wǎng)接地電阻接觸電位差跨步電位差變電所1引言眾所周知，接地網(wǎng)是電力系統(tǒng)中電氣裝置由于絕緣損壞有可能帶電，為防止其危及人身和設(shè)備安全而設(shè)置的安全設(shè)施，它對雷電、靜電和故障電流起著泄流和均壓的作用。但是，目前我區(qū)范圍內(nèi)，由我公司承建的變電所中不少存在著接地網(wǎng)的接地電阻達不到設(shè)計值的問題，如平果馬頭220kV變電所、平南大安22

2、0kV變電所、崇左金馬220kV變電所等，這些變電所在按設(shè)計要求打深孔接地和加入物理降阻劑等方法進行處理后，接地電阻實測值仍達不到設(shè)計值要求，個別變電所由設(shè)計重新作方案實施降阻，但收效并不顯著，由此追加的投資卻達數(shù)十萬元，且對今后的運行會有一定的影響。接地網(wǎng)接地電阻值達不到設(shè)計要求的問題，其原因除了變電所所在地域的土壤層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，或是施工單位在施工過程中沒能嚴格遵照設(shè)計要求進行施工(如降阻劑的正確施用與否)外，更多的是非人為因素，即不明原因的因素。而對于非人為因素，目前設(shè)計施工和管理部門均沒有太好的改進辦法，這一問題在全國具有一定的普遍性，如果據(jù)此盲目地進行接地網(wǎng)改造，不僅增加了工程投資，

3、而且不一定收到預(yù)期的效果。筆者從數(shù)字計算上對接地電阻進行核算，一定程度上放寬了接地電阻的驗算方法，進而可以減少部分不必要的投資。2交流電氣裝置接地的最新規(guī)定(1)中華人員共和國電力工業(yè)部1997年9月發(fā)布、1998年1月開始實施的電力行業(yè)標準DL/T6211997交流電氣裝置的接地(以下簡稱標準第5.1.1條之a(chǎn))對發(fā)電廠、變電所的接地電阻作了如下規(guī)定：“有效接地和低電阻接地系統(tǒng)中發(fā)電廠、變電所電氣裝置保護接地的接地電阻宜符合下列要求：1)一般情況下，接地裝置的接地電阻應(yīng)符合下式要求：R2000/I(5)式中：R考慮到季節(jié)變化的最大接地電阻，；I計算用的流經(jīng)接地裝置的入地短路電流，A。公式(5

4、)中計算用流經(jīng)接地裝置的入地短路電流，采用在接地裝置內(nèi)、外短路時經(jīng)接地裝置流入地中的最大短路電流對稱分量最大值，該電流應(yīng)按510年發(fā)展后的系統(tǒng)最大運行方式確定，并應(yīng)考慮系統(tǒng)中各接地中性點間的短路電流分配，以及避雷線中分走的接地短路電流。2)當接地裝置的接地電阻不符合式(5)的要求時，可通過技術(shù)經(jīng)濟比較增大接地電阻，但不得大于5，且應(yīng)符合本標準6.2.2的要求?！?2)標準6.2.2條規(guī)定：“當接地電阻不符合式(5)的要求時，其人工接地網(wǎng)及有關(guān)電氣裝置還應(yīng)符合以下要求：a)；b)；c)設(shè)計接地網(wǎng)時，應(yīng)驗算接觸電位差和跨步電位差?！?3)標準3.4條之a(chǎn))規(guī)定：“在110kV及以上有效接地系統(tǒng)和6

5、35kV低電阻接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地或同點兩相接地時，發(fā)電廠、變電所接地裝置的接觸電位差和跨步電位差不應(yīng)超過下列數(shù)值：Ut（1740.17f）/Us（1740.7f）/式中：Ut接觸電位差，V，指接地短路(故障)電流流過接地裝置時，大地表面形成分布電位，在地面上離設(shè)備水平距離為0.8m處與設(shè)備外殼、架構(gòu)或墻壁離地面的垂直距離1.8m處兩點間的電位差；Us跨步電位差，V，指接地短路 (故障)電流流過接地裝置時，地面上水平距離為0.8m的兩點間的電位差；f人腳站立處地表面的土壤電阻率，。m；t接地短路(故障電流)持續(xù)時間，s?！痹摌藴适歉鶕?jù)原水利部1979年1月頒發(fā)的SDJ879電力設(shè)備接地設(shè)計技術(shù)

6、規(guī)程和1984年3月頒發(fā)的SD11984500kV電網(wǎng)過電壓保護絕緣配合與電氣設(shè)備接地暫行技術(shù)標準合并修改之后提出的，同時，這一標準發(fā)布后，SDJ879和SD11984中“500kV電網(wǎng)電氣設(shè)備接地”的有關(guān)規(guī)定即行廢止。新規(guī)程中對接地網(wǎng)中接觸電位差和跨步電位差的驗算要求無疑是對接地網(wǎng)接地電阻的完善。3實例分析根據(jù)新規(guī)程，在接地電阻不滿足要求時，可以對其接觸電位差和跨步電位差進行驗算，滿足要求的，可視為合格。以下是平南大安220kV變電所和崇左金馬220kV變電報的數(shù)據(jù)分析。表1中列舉了這兩個變電所的基本參數(shù)和接地電阻實測值，由表1的數(shù)據(jù)可以看出，平南大安220kV變電所和崇左金馬220kV變電

7、所人工接地網(wǎng)的接地電阻實測值比設(shè)計值分別高了120%和43%。表2列舉了按照標準6.2.2及3.4之a(chǎn))的要求，對平所和金所的接觸電位差和跨步電位差的驗算結(jié)果(計算方法按標準附錄B，從略)?？梢?，通過電位差驗算，平所的接觸電位差為956.04(V)，不滿足允許的最大接觸電位差要求，應(yīng)對接地網(wǎng)進行改造處理；而金所的接觸電位差466.17(V)和跨步電位差381.36(V)均滿足要求，可不進行接地網(wǎng)改造或處理。表1電網(wǎng)參數(shù)表項目平所金所土壤電阻率(。m)523.11123.36(單相接地時最)(kA)(大短路電流)5.9824.97(流經(jīng)變壓器中)(kA)(性點短路電流)0.7651.217接地網(wǎng)

8、接地電阻計算值()1.01.0接地網(wǎng)接地電阻實測值()2.21.43表2電位差驗算數(shù)據(jù)項目平所金所允許最大接觸電位差(V)831.45616.64允許最大跨步電位差(V)1708.2823.3接觸電位差驗算值(V)956.04466.17跨步電位差驗算值(V)782.12381.36(滿足電位差要求)()(的接地電阻值)1.841.89結(jié)論接觸電位差不滿足要求，應(yīng)進行改造處理。電位差滿足要求，可不進行改造或處理。4結(jié)語 (1)通過對變電所接地網(wǎng)中接觸電位差和跨步電位差的驗算，僅此一項，我公司在崇左金馬變電所就節(jié)省了用于改造接地電阻的投資數(shù)十萬元，如果盲目改造，浪費投資且不說，還達不到預(yù)期效果。

9、(2)對于新建的變電所，設(shè)計部門應(yīng)對所址的地質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)進行仔細分析，尤其是多層土壤結(jié)構(gòu)的地方，更要詳細勘測，要充分利用有利的地理條件，嚴格按照規(guī)程對接地網(wǎng)進行精心設(shè)計，對于高土壤電阻率地區(qū)，應(yīng)考慮采取敷設(shè)引外接地極和井式或深鉆式接地極，敷設(shè)水下接地網(wǎng)以及填充電阻率較低的物質(zhì)或降阻劑等措施。而施工單位必須嚴格按照設(shè)計規(guī)范要求進行施工，細節(jié)問題如接地裝置導(dǎo)體選用的種類、降阻劑選用的類型等均應(yīng)嚴格按照設(shè)計圖紙要求，以確保施工質(zhì)量。對于確實由于不可預(yù)見因素而造成的接地電網(wǎng)接地電阻值達不到設(shè)計值要求的，設(shè)計部門和施工單位應(yīng)認真分析原因，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，并對接地網(wǎng)的接地電位差進行驗算，以確定是否要對接地網(wǎng)進行改造處理。同時，針對接地電阻實測值不滿足設(shè)計值這一普遍問題，建議在今后的變電所設(shè)計時，設(shè)計部門應(yīng)注意驗算接地網(wǎng)的接地電位差和跨步電位差，為施工和運行提供依據(jù)。(3)對于已運行多年而提出改造的接地網(wǎng)，運行單位必須準確測量其接地電阻，按目前最大接地短路電流的情況進行其接觸電位差和跨步電位差的驗算。若電位差滿足要求，則不需進行改造；若電位差不滿足要求，則應(yīng)進行改造，但應(yīng)對土壤結(jié)構(gòu)進行認真仔細的測量分析，提出切實可行的有效的接地網(wǎng)改