摘要：变电站接地网的作用是在电力系统发生故障时将故障电流迅速泄入大地，以控制地面电位升高，保证人身和设备安全，接地网在电力系统安全运行中具有十分重要的作用。本文从变电站的设计、以及日常运行维护等方面，综合分析了各种降阻措施的优缺点，并提出了合理的降阻方法。
关键词：变电站；接地网；降阻技术；
引言
随着我国工业的快速发展，电力系统电压等级与系统容量不断提升，与此同时各变电站的规模都越来越小型化，占地面积越来越小。接地网的接地电阻值随着土壤电阻率的增大而增大，随着接地网面积的减小而增大。因此，在一定的接地网面积下高土壤电阻率地区相应的接地网电阻值普遍较高。为使此类地区接地网设计符合标准规范，通常情况下会选择最适宜的一种或几种方法结合的降阻措施。
1变电站对接地电阻值的要求
按照相关规范要求及变电站运行经验，大接地短路电流系统的接地电阻R≤2000/I或R≤0.5Ω,其中I为远期系统最大运行方式的入地短路电流，小接地短路电流系统的接地电阻R≤120/I且R≤4Ω,其中I为远期系统最大运行方式的入地短路电流。对于大接地短路电流系统变电站，一般入地短路电流为数千安，这就要求接地电阻R≤0.5Ω，实现R≤0.5Ω难度最大的属110kV变电站，对于一般的110kV变电站，占地面积约4000m2左右，要达到R≤0.5Ω，就要求土壤电阻率必须小于63Ω.m，事实上，对于新疆地区而言，很少有地方土壤电阻率能小于63Ω.m，因此必须采用多种措施去降低接地电阻。
2降低接地电阻值的原理
常规变电站接地网一般采用以水平接地网为主，且边缘闭合的复合接地网，其接地电阻约为：Re≈0.5ρ/√SΣ，由此可知，降低接地电阻有两个基本方案，一是扩大接地网面积，二是降低土壤电阻率。变电站的占地面积随着电力设备的小型化发展越来越小，扩大接地网面积，基本不可行，剩下的可行的常规方案就只能降低节点电阻率了。另外，随着技术的进步，新的接地技术不断出现，在考虑综合性价比的前提下，也可应用接地模块、垂直离子接地极等新技术实现降低接地电阻的目的。
3降低土壤接地电阻率
降低土壤接地电阻率的方法有多种，主要有敷设外引接地体、采用深埋接地体，填充电阻率较低的物质，敷设水下接地网等。
(1)敷设外引接地体
如在电力设备附近有电阻率较低的土壤，可敷设引外接地体，以降低厂所内的接地电阻。经过公路的引外线，埋设深度不应小于0.8m。对独立避雷针的引外接地，如附近有低电阻率的地层，为了减小冲击接地电阻，可以采用引外接地。
(2)深埋式接地体
如地下较深处的土壤电阻率较低，可用井式或深埋式接地体。在埋设地点选择时，应考虑以下几点:首先选在地下水较丰富及地下水位较高的地方。其次，接地网附近如有金属矿体，可将接地体插人矿体上，利用矿体来延长或扩大人工接地体的几何尺寸，同时应注意深埋接地体的间距宜大于20m,否则要计及互相屏蔽的影响。
(3) 填充电阻率较低的物质
填充物要因地制宜，最好利用附近工厂的废渣，做到综合利用。置换材料的特性应保证:电阻率低、不易流失、性能稳定、易于吸收和保持水分、无强烈腐蚀作用，并且施工简便、经济合理。根据运行经验，以电石渣和低电阻率的粘土(ρ<100Ω.m)各半，作成的置换材料较好，电阻率比较稳定。
填充物也可用好土及铁屑或中性长效降阻剂。长效接地电阻降阻剂具有高导电性，在水中也不会流失，与常规改善接地电阻方法相比，采用这种降阻剂法，一般可节约投资和钢材50%左右，具有明显的经济效益。由于降阻剂中含有大量盐分，冰点下降，因此不仅在高土壤电阻率地区，而且在永冻地区降阻也是有效的方法。
采用低电阻率的材料置换接地体附近小范围内的高电阻率的土石，对于减小单个或集中接地体的工频接地电阻具有显著的效果。当用于冲击接地时，在技术经济条件允许的情况下，应适当增大人工接地坑(沟)的几何尺寸。置换材料必须磨碎，填入坑(沟)内的置换材料应分层捣紧，敷设时应保持25~30%的湿度，为防止可溶物流失以及季节变化对材料电阻率的影响，在材料四周可填置低电阻率的粘土或黄土。
塔什库尔干县慕士塔格110kV变电所，地处高土壤电阻率的山前冲积扇上，地表卵石覆盖，电阻率约3000欧米，接地电阻非常大，采用换土方式。接地电阻最大的部分位于接地扁钢附近，通过更换掺有石墨和当地铁矿铁砂的黄土，使得接地扁钢附近的电阻降至较低水平，同时采用加深接地极的方式在变电所四个角设置4个大于5米的接地极，对于降低接地电阻有较明显的效果，通过采用以上两种降阻措施，变电所接地电阻可以控制在高土壤电阻率地区接地电阻最大值4欧姆以内。
(4)敷设敷设水下接地网
首先充分利用水工建筑物(水塔、水井、水池等)以及其它与水接触的金属部分作为自然接地体。此时在水下钢筋混凝土结构物内绑扎成的许多钢筋网中，选择纵横交叉点加以电焊，并与接地网连接起来。当水的电阻率ρ= 10~50Ω.m时，位于水下钢筋混凝土每100m2表面积散流电阻约为2~3Ω，降阻作用显著。
4新型降阻技术-电解离子接地极
电离子接地极作为一种新兴的降阻方法，离子接地系统由先进的由缓释接地极（内含可逆性缓释填充剂）、引发剂和增效电解离子填充剂组成。电极外表是紫铜合金，以确保最高导电性能及较长使用寿命，并配以内外两大种类填充剂，填充剂为无毒化合物，对环境无污染。接地导体外部的填充剂是以具有强吸水力，强吸附力和阳离子交换性 能高的材料为主体，配以长效、降阻、防腐功能强、膨胀系数高不受温度变化影响、耐高电压冲击的多种化学材料为辅料。主要用于解决接地导体周围的湿度、离子生成含量、防腐保护等问题，使导体与大地紧密结合，从而降低了电极与土壤的接触电阻，改善了周边土壤的电阻率，有效地增强了雷电导通释放能力。导体内部填充材料含有特制的电离子化合物，能充分吸收空气中的水分。通过潮解作用，将活性电离子有效释放到土壤中，与土壤及空气中的水分作用，更加促进导体外部缓释降阻，且保持阻值长期稳定。导体内部的化合物，随时间的延长逐步化合成胶质透明状态。我们利用胶质化合物的导电性能， 使整个系统能够长期处于离子交换的状态中，从而构成了理想的电解离子接地系统。一旦遇到特殊情况如雷击或短路故障时，接地极周围土壤因含大量电解离子具有极好的导电性，可以在短时间内快速将电流流散入大地，从而有效起到接地网降低电阻率的作用。在敷设电解离子接地极时往往填加回填料在其附近，其主要作用优势在于电阻率低、吸水性好等方面，与此同时还能维持电极周围保持适宜的湿度，从而使其良好的导电效果并不受接地体周围环境的影响，除此之外，更重要的是这类特制回填料并不会对接地体造成腐蚀。采用电解离子接地极降阻方法，在降低变电站接地电阻值方面同样是一种常见且有效的方法。
结束语
变电站接地网是变电站安全可靠运行，保障运行人员和设备安全的重要环节，必须严格按照相关规程规范，降将接地电阻降低到合适范围内，接地网设计和施工中必须给予高度重视。
参考文献
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