接地电阻测试不合格分析及处理

黄炳体 李文伟

【摘要】本文对变电站工程接地电阻测试不合格进行了分析，提出了解决方案，经处理后满足了接地设计要求。

【关键词】接地网;接地电阻;测试

1、引言

在变电站工程实施中，全站接地网接地电阻测试作为一项非常重要的交接试验内容，测试合格与否直接关系到工程竣工投产。本文对变电站工程接地电阻测试不合格进行了原因分析，提出了解决方案，并进行了计算校核。经处理后现场测试合格，符合接地规范及工程设计要求。

2、基本情况

变电站工程位于广西钦州市，属亚热带季风气候。年降水量平均为1658毫米，年平均降水日数161天。资料记載，变电站站址属石灰岩地质，现场勘察发现土壤表层10-15cm为细沙土，15cm以下为风化沙土，开挖处见岩石，土壤电阻率ρ为240Ω.m。

该变电站电压等级为110kV，主变容量为1×50MVA，占地面积为4957㎡（长73m×宽65.5m）。接地方案采用以水平接地体为主，辅以垂直接地极，外缘成圆弧形闭合的复合接地网。水平接地体选用-50×5热镀锌扁钢，垂直接地极选用-50×50×5热镀锌角钢，水平复合接地网敷设降阻剂，并在站区内及站区附近土壤电阻率较低处外加2口的接地斜井（长150m，深10m），从而达到变电站接地电阻值降至1Ω以下。全站土建部分及电气部分均完成施工后，工程施工人员按要求对接地网进行接地电阻测试，电阻值在4.085-4.451Ω之间。 经过核算，按原方案继续开展2口接地斜井施工，接地电阻仍不满足工程设计要求。

3、原因分析

首先从接地网测试方法着手，对测试天气、测试仪器、测试线间距离、测试电极位置、所加测试电流大小等逐项进行检查，均确认无误。接着从施工方面检查，仔细查阅了接地网施工、监理记录以及接地网隐蔽前的中间验收记录等过程资料，显示均按图施工。然后，对设计方案进行复查。经推算，本工程土壤电阻率实际值应为670Ω·m，与前期地勘测试计算平均值240Ω·m相差较大。通过与地勘单位沟通了解，得知本工程地勘开展土壤电阻率测试仅仅为抽样测量，故而导致电阻率计算值与实际值出现较大误差。

4、提出方案

根据该变电站工程地勘报告，本站5m、10m、20m、30m深度的土壤电阻率变化不大，考虑深井+斜井的降阻措施。

（1）降阻方案。分为两个步骤开展：首先采用斜井接地降阻，新增3、4#接地斜井，在站内（如图1 降阻措施示意图）打10m深的泄流通道，通道长240m，将热镀锌扁钢连接牢固引入井内并与原地网相连，灌入物理型复合降阻剂配合降阻;接着采用深井接地降阻，在站内四个角靠近地网边缘部位打20m深的深井4口，用ф50的铜覆钢管，灌入物理型复合降阻剂配合降阻，通过过渡接头用热镀锌扁钢与原地网相连。

（2）方案优点：1）利用现有资源，无需再征地及开展青苗补偿工作。2）不受外界和人为破坏、便于施工安排和工程管理。3）通过深井和斜井结构延伸形成聚集地下的潮湿空间，从而形成长达数百米的多个泄雷通道安全带，有力保证变电站及周围设备和人员的安全。4）利用物理型复合降阻剂比普通产品更高效性和附着性强，提高与周围土壤的亲和性。5）降阻成本低，施工便捷，合格后的接地电阻基本不受季节变化而改变。

5、验证计算

（1）单口斜井接地的接地电阻

式中， 土壤电阻率ρ取670Ω·m，h为10m，外引水平地网敷设降阻剂，直径d按0.15m考虑，形状系数A值取0.48。1、2#斜井长度为L=150m，单口斜井R=7.177Ω。3、4#斜井长度为L=240m，单口斜井R=4.903Ω。

（2）4口斜井并联后的接地电阻。1、2#斜井并联的电阻为3.589Ω，3、4#斜井并联的电阻为2.452Ω。4口斜井并联后的电阻为1.457Ω。与主地网连接后的电阻为1.098Ω，未满足设计要求。

（3）单口深井接地的接地电阻

式中， 土壤电阻率ρ取670Ω·m，L为20米，垂直接地体敷设降阻剂，直径d按0.150m考虑，形状系数A值取0.48。

计算得：Rt=16.15Ω。

（4）4口深井并联的接地电阻。四口深井并联后， Rt并= 4.23Ω

（5）主地网、深井、斜井并联接地后的总接地电阻：

R=1.098×4.23/（1.098+4.23）≈0.87Ω≤1Ω

最终R，符合设计要求。斜井、深井布置详见图1。

6、测试结果

接地电阻测试仪：DWR-5A大型接地电阻测试仪，测试采用直线三极布线法，测试电流I为4.5A，频率为45HZ、55HZ，共分3次进行测试，第1次测试电压极长为1080米，测试结果为0.876Ω;第2次测试电压极长为990米，测试结果为0.842Ω;第3次测试电压极长为900米，测试结果为0.811Ω。测试平均值为0.843Ω，而且3次测量值变化均在5%以内，故测试电阻值小于1Ω，结果合格。

结束语：通过对变电站工程接地电阻测试不合格进行分析，发现了接地电阻测试不合格的原因，采取了有效方案加以解决，为工程实践提供参考。

参考文献：

[1]唐玲洁.桂林110kV鲁山变电所接地电阻计算及接地方案介绍[J].广西电业，2016（06）：77+81-84.