試析220kV變電站接地網的設計與施工

馮平勇

摘 要：隨著經濟的快速發展，電能對于經濟發展的影響愈發重大。因此作為電網系統中重要的組成部分，變電站的安全運行也引起了較多人群的關注。文章針對220 kV變電站接地網的設計與施工，進行簡要的分析研究。

關鍵詞：220 kV變電站；接地網；設計施工；電阻

中圖分類號：TM645 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）33-0199-02

改革開放以來我國國民經濟產生了較大的變化，經濟快速發展的背景下，電力供應的穩定性也引起了政府部門和供電企業的注意。為了保證供電的穩定性，以及工作人員的人身安全，變電站接地網必須進行嚴格的設計和標準的施工。筆者針對220 kV變電站接地網的設計與施工，進行簡要的剖析，以盼能為我國220 kV變電站接地網的設計施工提供參考。

1 220 kV變電站

一般情況為了保證電能的低損耗，以及針對距離較遠地區的供應。電能經發電廠生產，之后通過輸電電路進入變電站。通過變電站將電壓升高，之后再次通過輸電線路進行電能的傳輸。電力傳輸至用電戶區域范圍內，再通過變電站將電壓降低。之后進入配電站再進入用電戶內，進行電力的使用。220 kV變電站指其內部進行電力輸出或輸入的電壓為220 kV，220 kV變電站為我國電網運行中的中間變電環節，其對于整體電網的穩定運行影響重大。

2 變電站接地網

變電站在運行的過程中，由于自身的電壓較大。因此為了保證變電站的安全運行，以及操作人員的人身安全，一般情況下在進行變電站施工的過程中，通常會進行接地網的施工。其中由多條接地線路進行連接，并形成的網絡稱之為接地網。

接地網一般情況下為直接與地面進行接觸的金屬類導體。接地網在運行的過程中，與單條接地線路相比，其具有電阻小、接地性能穩定等特性。

在當前的實踐發展中，適用于絕大多數的電氣設備以及相關電力場所的接地設計，例如變電站、地鐵站等場所中，一般都采用接地網形式的接地。

3 當前220 kV變電站接地網設計與施工中存在的 問題

當前220 kV變電站接地網設計與施工的整體的發展態勢較為穩定，其施工與設計大多數都能起到良好的接地效果。但在部分變電站的接地設計施工中，也出現了較多的問題。此類問題的出現，也引起了較為嚴重的后果。針對此類現狀筆者分析案例，將問題總結如下例如：接地網施工工藝引起的問題、施工地土壤電阻較大、接地網設計中的腐蝕因素。針對此類問題，筆者進行簡要的分析研究。

3.1 接地網施工工藝引起的問題

220 kV變電站接地網的主要作用為釋放雷擊造成的電流沖擊，以及設備故障或短路現象出現的電流。因此接地網對于變電站以及電器設備的安全穩定運行影響重大，當前在接地網設計施工中，主要出現的問題為：接地網施工工藝引起的問題。具體的表現方式為：施工工藝標準不符合變電站要求，接地體埋深過淺，接地體連接部位搭界面不符合要求，回填材料過于隨意，導致地網斷開，并在此后雷電氣候出現時，發生了較為嚴重的事故，接地網不能完全釋放雷擊現象造成的巨大電流，隨后引發了較為嚴重的爆炸火災事件，并伴隨著較為嚴重的人員傷亡事件。

3.2 施工地土壤電阻較大

電阻的計算公式為：

R=ρL/S。

其中電阻為：R；

橫截面積：S；

長度：L；

電阻率為：ρ。

一般情況下為了保證接地網能夠起到應有的效果，其在設計施工的過程中，都會對施工地點的電阻進行測量。一般情況下施工地電阻較低，施工過程中面臨的問題較少，施工過程也較為簡單。當前220 kV變電站接地網在設計與施工過程中，主要面臨的問題為：變電站一般位于山地或者利用價值不高的土地，此類施工地電阻率較高，增加了接地網的施工難度，同時增加了接地網的施工要求。當前關于變電站接地網的施工標準中，要求接地網電阻不得大于0.5 Ω。

3.3 接地網設計中的腐蝕因素

220 kV變電站接地網工程，一般情況下使用時間較長。因此關于土壤自然變化中的腐蝕情況，也為影響變電站接地網的重要因素之一。

腐蝕因素對于變電站接地網設計與施工過程中，主要產生影響的為施工材料以及施工技術。當前在多數出現問題的案例中，220 kV變電站接地網施工作業中，使用的接地網材料隨著時間的過渡產生了腐蝕現象。

隨著腐蝕現象的出現接地網電阻增加，接地體材料有效截面變小，更有甚者，出現接地材料斷開，因此在出現雷擊事件或設備故障短路時，無法有效的保障設備的安全性。接地網的可靠性也隨之下降，對于變電站工作人員的人身安全也產生了威脅。

4 220 kV變電站接地網設計與施工中存在問題的改 善對策

當前220 kV變電站接地網設計與施工整體的發展較為穩定，但在部分變電站接地網的施工中，也出現了較多的問題，應引起設計、施工、運行人員的重視。針對此類問題筆者分析案例，提出了以下的改善對策。例如：針對施工地進行降阻作業、采用成熟度較好施工工藝、施工中針對施工材料進行防腐處理。針對此類改善對策，筆者進行簡要的剖析介紹。

4.1 針對施工地進行降阻作業

某220 kV變電站在進行接地網設計施工中，由于施工地點電阻較大。設計人員經過研究討論后，為了保證后期工程施工的成功性，以及考慮變電站當地的施工環境。最終確定施工方案為：深井接地方式。并且在施工的過程中，加入化學降阻劑，同時對施工地電阻進行降低。

施工的過程中針對整體接地網進行平均分布，對其區域范圍內利用鉆探機進行打眼，共計打眼10孔。打孔的過程中要求孔洞直徑應為14 ～20 cm?？锥粗g的距離應根據接地網實際大小平均分配，打孔結束之后利用鍍銅扁鋼材料打入孔洞內，以此作為深井接地材料。并在回填的過程中，利用電阻較低土壤進行回填。

施工結束之后，經比對施工地點施工前期電阻為5 Ω，進行深井接地，并加入化學降阻劑后。最終測試施工地點電阻R<0.5歐姆，電阻符合施工要求。

4.2 根據工地情況選擇接地網施工工藝

我國地域面積較大，因此各220 kV變電站所在地地質情況也有所不同。變電站接地網在施工的過程中，對于施工地電阻情況要求較高。因此針對各地的情況的不同，設計施工人員應進行考察之后，選擇符合當地情況的施工工藝。

當前關于220 kV變電站接地網的設計要求和施工原則為：電阻R<0.5 Ω、接地網盡可能與建筑物體金屬材料進行連接、盡可能使用施工地現場條件進行接地網施工。

4.3 施工中針對施工材料進行防腐處理

220 kV變電站接地網設計與施工的過程中，為了保證接地網的長效使用，以此整體接地網的有效性。變電站接地網必須針對接地網材料，進行防腐處理。當前關于220 kV變電站接地網的施工中，主要應用的施工材料為鍍銅扁鋼。此類材料本身具備較好的抗腐蝕性和抗氧化性，在施工中焊接結束之后，應針對材料涂刷防腐油漆，特別是焊接部位。根據腐蝕現狀以及進行計算腐蝕速率，以此計算接地材料的最小厚度和寬度，并留有一定的裕度。并在此后在使用的過程中，定期對地網進行開挖檢查，加強對整體接地網的維護作業。針對接地網材料出現的腐蝕狀況，應及時進行分析原因，并采取有效的措施遲緩腐蝕的速度。以此延長接地網的使用年限，并保證接地網的使用效應。

5 結 語

當前關于220 kV變電站接地網的設計與施工，整體的發展較為穩定。但在部分變電站的施工中，也出現了較多的問題。例如：接地網施工工藝問題、施工地土壤電阻較大、接地網設計中的腐蝕因素。針對此類問題，筆者分析案例提出了以下的改善對策，例如：針對施工地進行降阻作業、采用成熟度較好施工工藝、選擇使用新材料、施工中針對施工材料進行防腐處理，同時考慮綠色因素。以此改善220 kV變電站接地網設計與施工中存在的問題，并提升220 kV變電站接地網的實際效應，提升接地網的可靠性，增強220 kV變電站在運行中的安全穩定性。

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