试论变电站电气接地技术

张慧

摘 要：电气接地是变电站电气系统安装的重要组成，对变电站电气系统运行可靠性和安全性均具有重要意义。笔者结合自身实际工作经验，对变电站电气接地技术进行深入探究，以保证变电站电气系统的正常运行，为变电站电气接地技术的研究起到一定的参考作用。

关键词：变电站;电气;接地技术

在变电站进行电气设备安装和检测的过程中严格按规范标准的规定执行。对变电站各项电气设备应进行全面的检查和检测，确保各电气设施的防雷接地安装完好有效，选择防雷接地的设施材料时选择合适的角铁或者钢件材料，在没有机械外力的作用下进行引下线施工。除此之外，防雷接地的安装完成后还需进行必要的电阻监测，如果防雷接地的阻值偏差过大应及时查出问题所在，以给后期电气设备的调试减少不必要的影响。

一、变电站接地的必要性

在全站电气设备中，变电站接地网主要连接接地线和计算机监控设备接地等线路，在接地电阻比较大的情况下发生接地故障，可能会出现地电位极异常性升高的现象，如果网格设计存在不合理现象，这时还有可能会出现更多相关问题，例如接地系统电位分布不均等，一般来说与规定安全值相比，局部电位会大一些，这将会对人员的人身安全带来一定的威胁，还会造成电缆及相关设备的损坏，最终酿成严重的事故，这类事故在社会中造成的影响和经济损失是难以估计的。

二、电气接地的设置原则

变电站的雷击事故会带来严重的影响，给变压器、断路器、控制屏、保护柜等重要设备造成损坏。通常造成雷击事故的方式有直击雷和雷击在输电线路后侵入变电所的雷电波。对于前者的保护一般是用避雷针或者避雷线等防雷装置，便能有效地防止雷电对变电站的攻击，根据我国的经验和调查统计显示，凡是符合避雷针或避雷线设计标准的变电站都得到了很好的保护。

在电力系统不断扩大条件下，变电站每级电压母线的接地故障产生电流也不断增大，因此，在变电站电气接地中要达到R ≤ 2000/I 是很困难的。但是对变电站接地的电阻数值要求不再限制在0.5Ω，而其电阻数值允许范围扩展至4Ω，但是变电站电气接地电阻数值允许范围的扩展要满足一定条件，主要包括：一是要对电位移动形成的危害进行隔离控制和保护。二是需对变电站电气接地短路产生的电流分类进行充分考虑，若变电站接地电位值上升至3～10kV 时，其避雷器不能发生动作，或者发生动作之后，不能出现任何损坏现象，都实行平均压防护措施，对变电站电气接地中的跨步电位差值和接触电位差值进行计算和检验，当接地施工完成后，在对其接地电位进行测量，并绘制电位曲线。

三、变电站电气接地技术

变电站是整个变电系统中最重要的一环，可以调节所连接的电力网络，使不同电力网络的相关参数做出对应的修正。所以变电站的正常运行对电网的稳定输出有重大作用，如果变电站遭受雷击，导致故障，將会诱发一系列安全事故，所以无论是从供电安全还是从社会安全角度来说，变电站的防雷保护务必是全面而有效的。

（一）对电气接地电阻进行科学合理的选择

30.2kA 为最大接地短路电流，在这样的前提下，依据我国的相关规定，在接地网设计中电阻应该满足R ≤ 2000/I 的要求，同时还要注意对换流站中的相对接地电阻加以控制，通常情况下应将其控制在R < 0.06620 的范围内。上文的描述中曾经提到，目前这一标准在我国很难达到，所以适当的作出了一些改进，作出了另外的规定，适当的将接地电阻放宽到4，换流站中地网的电位也会随之升高，可以达到15.12kV，系统二次危害的风险也会得到提高。系统在正常工作时地网的电位几乎接近于零，一旦发生故障时，电网流过的电流会降低，与此同时电位会升高一些。如果忽略了短路发生时存在于二次电缆芯线中的感应电位，那么接地电位会相应的提高，二次电缆绝缘体中该电位差将会发生作用，所以，由此可见接地电位升高与否和二次电缆绝缘耐压情况等因素密切相关。从上述分析中可以了解到，如果在实际工作中能过妥善处理通信线高电位问题，那么就可以充分保证变电站接地电位的升高，如果在变电站中最大接地短路电流为30.2kA 的前提下，可以将接地电位提高到5kV，这时换流站的接地电阻就可以达到R < 0.165344的要求。

（二）采用合理的变电站降阻措施

1. 变电站接地电阻

接地网电阻主要由接地体本身电阻、接地体表面与土壤接触电阻、散流电阻等组成，其中，接地引线本身阻值以及接地体本身电阻阻值和引线及接地体的材质、尺寸等因素有关，同时接地体表面和土壤相接触电阻的阻值和土壤的含水量、土壤的性质等因素有关。要想在接地网设计中达到要求的电阻值，需要从接地体开始向20m 的范围内扩散电流，电流经过的土壤其电阻就是通常所说的散流电阻，土壤的含水量的大小直接决定了散流电阻的大小。

2. 变电站降阻措施的利用

从公式R=ρε/C 中可以看出，要想降低接地电阻主要有增加接地体的尺寸（增大接地体的电容C）和改变地质电学性质（减小节点系数和土壤电阻率）两种方法。人工接地网在设计过程中其外缘闭合，形成一个圆弧形，土壤电阻率等相关因素都会对接地电阻产生影响，对这些因素加以了解，对于接地装置的改善非常有利。在具体工程中，通常会使用电位隔离、利用地质钻孔对长接地极进行埋设、利用地下水的降阻作用、长垂直接地极加降阻剂等。这些方法目前都有成功经验，在实际工程中可以结合具体情况对这些降阻方法进行合理选择。

总之，接地网对系统安全运行起到了重要作用，接地网实际上属于隐性工程中的一部分，因此被人们所忽视，接地电阻测量结果往往更受到人们的关注。近几年我国各地区因为接地不良而导致的安全事故时有发生，这种情况下接地问题引起了大家的注意。一旦变电站发生接地短路，故障点的电位升高，这时为了保护设备安全及人员的人身安全，电位在接地中起到了主要的保护性作用，因此电位在接地中成为衡量地网合格的一个重要参数。

参考文献：

[1]苏春成.110kV变电站的电气一次系统设计[J].集成电路应用，2021，38（11）：194-195.

[2]黄志庆.220 kV变电站防雷设施设计探讨[J].科技与创新，2021（20）：180-181.

[3]邓桥.关于变电站二次系统防雷问题的相关研究[J].设备管理与维修，2021（16）：110-111.

[4]隋美红.110kV智能化变电站电气系统设计[J].电气传动自动化，2021，43（04）：43-45+56.

[5]黄志庆.220kV输电线路接地项目技术研究[J].无线互联科技，2021，18（14）：102-103.