浅谈降低接地装置接地电阻的措施

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中试控股电力浅谈降低接地装置接地电阻的措施

摘 要：中试控股电力根据接地网问题引起的事故和雷击引发的电网事故，就降低接地装置的接地电阻进行探讨，并提出了建设性意见。
前言：

随着经济的不断发展，对电力的需求逐年攀升，各种用电设备剧增。每年仅我司新增、移位安装的配电变压器很多，在实际工程中，发现很多配电变压器的安装位置或其它需要接地装置的杆塔，接地阻值有的较高，如高山、坡地、河滩等处，均需要特殊处理，才能达到规程的要求。在去年由我司实施的西部农网完善工程中的太兴乡五村高低压配电工程等，在这几年中涪江边新增了很多采砂取石的砂石场，均有不同长短距离的高低压线路，或安装了配电变压器，有的采取了特殊措施，降低接地电阻，才达到了安全运行的要求。在雷雨季节配电变压器经常遭受雷击,由于接地电阻过大,达不到规程规定值,雷电流不能迅速泄入大地,造成避雷器自身残压过高,或在接地电阻上产生很高的电压降,引起变压器烧毁事故。因此,接地装置的接地电阻必须符合规程规定值。对10kV 配电变压器:容量在100 kVA 及以下,其接地电阻不应大于10 Ω;容量在100 kVA以上,其接地电阻不应大于4 Ω。接地装置施工完毕应进行接地电阻测试,合格后方可回填土。同时,变压器外壳必须良好接地,外壳接地运用螺栓拧紧,不可用焊接直接焊牢,以便检修。

一、接地装置是否符合规程要求，主要指标为接地电阻。

接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾、防止雷击、防止静电损害和保障电力系统正常运行。近年来，国内许多地区连续发生多起因接地网不满足要求而引起的设备损坏事故，同时雷击是导致电网事故的主要自然灾害之一，雷击引发的电网事故占总事故的50％以上，因此良好的接地装置应是也是防雷的重要技术措施。接地电阻实际是两部分电阻之和，一部分是接地体金属物的电阻，另一部分是整个大地的电阻也称流散电阻。由于金属接地体的电阻很小，因此接地电阻主要决定于流散电阻的大小。流散电阻主要由接地装置的结构和土壤电阻率决定，土壤的电阻率越低，流散电阻也就越低。一些地区土壤电阻率较大，致使接地电阻值超出规程要求。

二、接地材料的选择。

接地材料一般选用结构钢制成，选用时必须对材料进行检查，材料不应存在严重的锈蚀、厚薄或粗细不均匀等现象。垂直安装的接地体通常用角钢或钢管制成，虽然角钢制成的接地体在散流效果方面比钢管差一点，但施工难度小、成本低，所以现场安装一般采用角钢。规范中要求的比较理想的为50mm×50mm×5mm的镀锌角钢，但从防腐角度和增加使用年限考虑，逐渐改用63mm×63mm×6mm的镀锌角钢，实践中也证明其防腐效果较好，镀锌角钢或扁钢建议采用热镀锌材料。

接地装置要考虑季节因数。因为，土壤电阻率是随季节变化的，规范所要求的接地电阻实际是接地电阻的最大许可值，为了满足这个要求，接地网的接地电阻要求达到：

R=Rmax/ω 式中：

Rmax--接地电阻最大值，就是我们说的10Ω、4Ω的接地电阻值。

ω--是季节因数，根据地区和工程性质取值，常用值为1.45。所以，我们所说的接地电阻实际是R=6.9Ω（Rmax=10Ω），R=2.75Ω（Rmax=4Ω）

这样，接地网才是合乎规范要求的，在土壤电阻率最高的时候(常为冬季)也满足设计要求

三、降低接地装置的技术措施有以下几个方面，供工程技术人员参考：

(1)更换土壤。这种方法是采用电阻率较低的土壤(如粘土、黑土及砂质粘土等)替换原有电阻率较高的土壤，置换范围在接地体周围0.5m以内。这种方法可用在多岩石的地区，如高山、坡地等，但这种取土置换方法对人力和工时耗费都较大。

(2)人工处理土壤。在接地体周围土壤中加入化学物，如食盐、木炭、炉灰、氮肥渣、电石渣、石灰等，提高接地体周围土壤的导电性。这种方法虽然工程造价较低且效果明显，但土壤经人工处理后，会降低接地的热稳定性、加速接地体的腐蚀、减少接地体的使用年限。因此，通常是在万不得以的条件下才建议采用。

(3)深埋接地极。在不能用增大接地网水平尺寸的方法来降低流散电阻的情况下，如果周围土壤电阻率不均匀，地下深处的土壤或水的电阻率较低时，可采取深埋接地极来降低接地电阻值。这种方法对含砂土壤最有效果。据有关资料记载，在3m深处的土壤电阻系数为100％，4m深处为75％，5m深处为60％，6.5m深处为50％，9m深处为20％，这种方法可不考虑土壤冻结和干枯所增加的电阻系数，但施工困难，土方量大，造价高，在岩石地带困难更大。

(4)多支外引式接地装置。如接地装置附近有导电良好及不冻的河流湖泊、水井、泉眼、水库、大树下等土壤电阻率较低的地方，或者敷设水下接地网，以降低接地电阻。外引接地装置应避开人行道，以防跨步电压电击，但在设计、安装时，必须考虑到连接接地极干线自身电阻所带来的影响，因此，外引式接地极长度不宜超过100m。

(5)利用接地电阻降阻剂。在接地极周围敷设了降阻剂后，可以起到增大接地极外形尺寸，降低接触电阻的作用。

降阻剂表面有活性剂，粒度较细，吸水后施用于接地体与土壤间，能够使金属与土壤紧密地接触，形成足够大的电流流通面，有效减小接地电阻；另一方面，它能向周围土壤渗透，降低周围土壤电阻率，在接地体周围形成一个变化平缓的低电阻率区域。降阻剂是具有导电性能良好的强电解质和水分，这些强电解质和水分被网状胶体所包围，网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充，使它不致于随地下水和雨水而流失，因而能长期保持良好的导电作用。这是目前采用的一种较新和积极推广普及的方法。现在国内使用较多的是成都富兰克林-民生的降阻剂，这种降阻剂是一种良好的导体，降阻效果显著，性能稳定，使用周期长，无腐蚀性

(6)采取伸长水平接地体。工程实际运用中，经过分析结果表明，当水平接地体长度增大时，电感的影响随之增大，从而使冲击系数增大，当接地体达到一定长度后，再增加其长度，冲击接地电阻也不再下降。接地体的有效长度如表1所示。

表1 在不同土壤电阻率下的水平接地体有效长度

土壤电阻率(Ω·m)

500

1000

2000

水平接地体有效长度(m)

30～40

45～50

60～80

四、结束语

良好的接地装置是电网安全稳定运行的重要保证，需要正确掌握降低接地电阻的施工方法，对设计规划论证阶段、接地材料和形式的选择、导体截面热稳定和机械强度的校验、施工过程质量管理、工程交接验收环节的项目，进行检查和周期性运行维护工作。只有这样，才能长期保证接地装置的良好质量，从根本上防止发生电气事故。

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