论文部分内容阅读
摘 要：变电站的接地问题是一个看似简单、而实际上却非常复杂又至关重要。它直接关系到人身和设备的安全。由于接地问题而造成的设备损坏、变电站停电等事故，给电网的安全稳定运行造成了极大的伤害。本文在分析变电站接地网的基础上，也提出了改造措施。
关键词：变电站；接地网；接地电阻；措施
一、简述
随着电网的发展，新建变电站中智能变电站越来越多，变电站内微机保护综合自动化装置广泛应用，这些弱电元件对接地网的要求更高，地电位的干扰对监控和自动化装置的影响不得不引起人们的重视。因此，为了保证变电站接地网的可靠性，必须对接地网存在的问题进行改进。
二、接地网存在的问题
1、均压问题
（1）变电站接地网的均压不好，特别是横向电位分布不均，电位梯度较大，跨步电压超标，这是由于在接地网设计时把接地电阻作为主要的技术指标，而忽略了地网的均压和散流。
（2）变电站只是设备到哪里，水平接地带连到哪里，或只用长孔地网很少用方孔地网，再加上敷设接地网的施工单位存在偷工减料、不按图施工，所以接地网很不完善。
（3）地网水平接地极埋深不足，有的甚至浮在地的表面，因此，由于地网均压不好，一旦发生接地短路就有可能引起局部电位升高，产生高压，向控制和保护电缆反击，使低压元件损坏。
2、设备与地网的连接问题
其实，接地网最大的问题不是各项指标不合格，而是电气设备与接地网的连接问题。比如，某变电站曾经发生多次雷击时烧坏断路器、隔离开关、互感器和套管，而避雷器不动作。原来此变电站的避雷器根本就没与地网连接。在这种情况下，即使避雷器动作，也同样会出现由于接地不良残压高而损坏其它设备。造成上述情况的主要原因如下：
（1）设备的接地引下线与地网接触不良，焊接头焊口长度不够，且大多为点焊，经过长时间的腐蚀，从焊口处开路。
（2）接地网水平接地体的接头处焊接不符合要求，经过长时间腐蚀形成电气上的开路。
（3）变电站扩建时没有扩建接地网，而是把新投设备接地线直接接到电缆沟的接地带。由于电缆沟内阴暗潮湿，容易发生腐蚀，一旦电缆沟内接地带焊接头因腐蚀断开，那么串接的的设备接地就失去了与接地网的连接。
（4）设备接地引下线的截面小，经过长时间的锈蚀，从地下锈断。
（5）有些设备接地引下线与设备外壳用螺丝连接，经过长时间的锈蚀，在连接处形成开路。
（6）一些设备通过混凝土基础或构架的内筋接地，而这些基础或内筋在施工时又没有进行可靠的电气连接和试验，从而造成了开路。
（7）有的早期变电站接地网的水平接地体因腐蚀已多处锈断，更有甚者，有些变电站根本就没有接地网。
3、接地网的腐蚀问题
（1）接地网的水平接地体深埋不够，有的甚至浮在地表面，由于上层土壤含氧量高，加速了接地体的氧化，且上层土壤容易受气候的影响，接地电阻值不稳定。
（2）在扩建时，不扩建地网把电缆沟内的均压带作为设备接地的主要干线，由于电缆沟内的均压带长期运行在阴暗潮湿的环境中，特别是有些电缆沟长期积水，再加上未能定期的进行防腐维护，这就加速连接地的腐蚀，是造成设备或设备单元“失地”的主要原因。
（3）地网焊接头质量差。
（4）有害气体腐蚀。
（5）对设备引下线和接头没有采取防腐蚀保护措施、没有定期进行维护。
4、接地电阻问题
（1）在原设计时电网容量较小，随着电网的发展，电网容量迅速增大，接地短路电流也迅速增大，而接地网没有随之进行相应的降阻改造。
（2）接地网在施工时没有按要求敷设足够的水平和垂直接地体。
（3）接地体在地下经过长期的腐蚀，在其表面产生了一层铁锈层，影响了接地体与周围土壤的有效接触，使接触电阻增大。
（4）变电站扩建时没有对接地网进行扩建。
5、接地引下线及接地体的截面积不符合规定。
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，是事故扩大。造成引下线及接地体截面积不够的主要原因如下：
（1）设计时只考虑当时电网的短路电流，没有考虑到电网的发展，随着接地短路电流的增大，设备的接地线已不能满足热稳定要求。
（2）设计时只考虑接地线的截面能满足接地短路电流的要求，经过长时间的腐蚀，接地线和接地体已不能满足接地短路电流热稳定的要求。
（3）经过多次扩建的变电站，在扩建时仅仅考虑了新增部分，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，有部分接地线和接地网符合要求，另一部分却不符合要求。
（4）对接地问题重视程度不够，比如一些设计就没有进行实地校核，而是套用图纸，或者本着减少投资的前提，选用截面较小的接地线。
三、改进措施
1、对运行时间较长的变电站，对接地电阻、地面电位分布、设备接触电压、设备与地网的连同情况进行试验。
2、对试验不合格的地网，应进行开挖检查，检查接地网的埋深、锈蚀和焊接头的连接情况，重点检查设备接地引下线与地网的连接。
3、对设备接地引下线及地网水平接地体的截面进行热稳定校核。不满足要求的要及时进行整改。
4、在设计新的地网和改造老网时，宜考虑电网以后的发展，留有适当的发展余地。
5、接地网的水平接地体在深埋时要考虑深度和回填质量
6、设备的接地引下线和电缆沟内的均压带要定期进行防腐处理和维护。■
关键词：变电站；接地网；接地电阻；措施
一、简述
随着电网的发展，新建变电站中智能变电站越来越多，变电站内微机保护综合自动化装置广泛应用，这些弱电元件对接地网的要求更高，地电位的干扰对监控和自动化装置的影响不得不引起人们的重视。因此，为了保证变电站接地网的可靠性，必须对接地网存在的问题进行改进。
二、接地网存在的问题
1、均压问题
（1）变电站接地网的均压不好，特别是横向电位分布不均，电位梯度较大，跨步电压超标，这是由于在接地网设计时把接地电阻作为主要的技术指标，而忽略了地网的均压和散流。
（2）变电站只是设备到哪里，水平接地带连到哪里，或只用长孔地网很少用方孔地网，再加上敷设接地网的施工单位存在偷工减料、不按图施工，所以接地网很不完善。
（3）地网水平接地极埋深不足，有的甚至浮在地的表面，因此，由于地网均压不好，一旦发生接地短路就有可能引起局部电位升高，产生高压，向控制和保护电缆反击，使低压元件损坏。
2、设备与地网的连接问题
其实，接地网最大的问题不是各项指标不合格，而是电气设备与接地网的连接问题。比如，某变电站曾经发生多次雷击时烧坏断路器、隔离开关、互感器和套管，而避雷器不动作。原来此变电站的避雷器根本就没与地网连接。在这种情况下，即使避雷器动作，也同样会出现由于接地不良残压高而损坏其它设备。造成上述情况的主要原因如下：
（1）设备的接地引下线与地网接触不良，焊接头焊口长度不够，且大多为点焊，经过长时间的腐蚀，从焊口处开路。
（2）接地网水平接地体的接头处焊接不符合要求，经过长时间腐蚀形成电气上的开路。
（3）变电站扩建时没有扩建接地网，而是把新投设备接地线直接接到电缆沟的接地带。由于电缆沟内阴暗潮湿，容易发生腐蚀，一旦电缆沟内接地带焊接头因腐蚀断开，那么串接的的设备接地就失去了与接地网的连接。
（4）设备接地引下线的截面小，经过长时间的锈蚀，从地下锈断。
（5）有些设备接地引下线与设备外壳用螺丝连接，经过长时间的锈蚀，在连接处形成开路。
（6）一些设备通过混凝土基础或构架的内筋接地，而这些基础或内筋在施工时又没有进行可靠的电气连接和试验，从而造成了开路。
（7）有的早期变电站接地网的水平接地体因腐蚀已多处锈断，更有甚者，有些变电站根本就没有接地网。
3、接地网的腐蚀问题
（1）接地网的水平接地体深埋不够，有的甚至浮在地表面，由于上层土壤含氧量高，加速了接地体的氧化，且上层土壤容易受气候的影响，接地电阻值不稳定。
（2）在扩建时，不扩建地网把电缆沟内的均压带作为设备接地的主要干线，由于电缆沟内的均压带长期运行在阴暗潮湿的环境中，特别是有些电缆沟长期积水，再加上未能定期的进行防腐维护，这就加速连接地的腐蚀，是造成设备或设备单元“失地”的主要原因。
（3）地网焊接头质量差。
（4）有害气体腐蚀。
（5）对设备引下线和接头没有采取防腐蚀保护措施、没有定期进行维护。
4、接地电阻问题
（1）在原设计时电网容量较小，随着电网的发展，电网容量迅速增大，接地短路电流也迅速增大，而接地网没有随之进行相应的降阻改造。
（2）接地网在施工时没有按要求敷设足够的水平和垂直接地体。
（3）接地体在地下经过长期的腐蚀，在其表面产生了一层铁锈层，影响了接地体与周围土壤的有效接触，使接触电阻增大。
（4）变电站扩建时没有对接地网进行扩建。
5、接地引下线及接地体的截面积不符合规定。
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，是事故扩大。造成引下线及接地体截面积不够的主要原因如下：
（1）设计时只考虑当时电网的短路电流，没有考虑到电网的发展，随着接地短路电流的增大，设备的接地线已不能满足热稳定要求。
（2）设计时只考虑接地线的截面能满足接地短路电流的要求，经过长时间的腐蚀，接地线和接地体已不能满足接地短路电流热稳定的要求。
（3）经过多次扩建的变电站，在扩建时仅仅考虑了新增部分，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，有部分接地线和接地网符合要求，另一部分却不符合要求。
（4）对接地问题重视程度不够，比如一些设计就没有进行实地校核，而是套用图纸，或者本着减少投资的前提，选用截面较小的接地线。
三、改进措施
1、对运行时间较长的变电站，对接地电阻、地面电位分布、设备接触电压、设备与地网的连同情况进行试验。
2、对试验不合格的地网，应进行开挖检查，检查接地网的埋深、锈蚀和焊接头的连接情况，重点检查设备接地引下线与地网的连接。
3、对设备接地引下线及地网水平接地体的截面进行热稳定校核。不满足要求的要及时进行整改。
4、在设计新的地网和改造老网时，宜考虑电网以后的发展，留有适当的发展余地。
5、接地网的水平接地体在深埋时要考虑深度和回填质量
6、设备的接地引下线和电缆沟内的均压带要定期进行防腐处理和维护。■