摘要：随着经济的发展，用电量越来越大，接地网是变电站乃至整个电网系统最重要的安全保障措施。同时，电力系统功率和系统容量的不断攀升，也对接地网的设计和建设提出了新的挑战。而降温防腐技术的有效应用，则是突破这一困难的关键。介绍了接地网在电力系统中的作用，分析了接地网建设的关键要素，并对降阻防腐技术在接地网中应用的相关问题及解决措施进行探讨。
关键词：变电站；接地网工程；降阻技术
引言
变电站接地网对于电力系统的可靠运行和变电站工作人员的人身安全起着重要作用，其接地电阻、跨步电压与接触电压是变电站接地系统的重要技术指标，是衡量接地系统的有效性、安全性以及鉴定接地系统是否符合要求的重要参数。然而，有些变电站由于受地理条件的限制，不得不建在高土壤电阻率地区，导致这些变电站的接地电阻、跨步电压与接触电压的设计计算值偏高，无法满足现行标准的要求。近年来，随着电力系统短路容量的增加，由于接地不良引起的事故扩大问题屡有发生，因此接地问题越来越受到重视。在设计过程中如何合理确定接地装置的设计方案，降低接地电阻，这是变电站电气设计的重点之一。
1接地降阻技术应用现状
在高土壤电阻率地区，受客观因素的影响，变电站占地面积较小，变电站接地网的敷设面积也较小，这将导致变电站的接地电阻较高。在此背景下，应采用多种降阻方式来降低变电站的接地电阻值，但实际技术的运用效果并不理想。究其原因是，电网系统的容量与电压等级越来越大，系统接地故障带来的短路电流影响也越来越大，变电站接地网设计的效果直接决定了变电站运行使用的安全可靠性。具体来说，一旦电网系统的接地网出现短路故障，入地的短路电流就会流经接地网，进而流散至大地。由于最大的入地短路电流值与接地网接地电阻值的乘积为接地网电位，因此接地电阻值增加就会导致变电站接地网电位上升。虽然接地网接地电阻能满足变电站运行使用要求，但设计的不合理问题会使变电站局部产生高电位梯度，进而对人身与设备的安全性造成影响。故而，变电站运行管理部门应注重变电站的接触电压与跨步电压，进而降低因接地网原因造成的经济损失。
2变电站接地网工程降阻技术研究
2.1降阻防腐剂在接地网中的应用
①降阻剂自身的腐蚀效应，部分类型的降阻剂本身会对接地极造成一定的腐蚀效果，导致接地电阻增大。所以在确定最终要选用的降阻剂类型前，要先进行充分的材料试验，确定无腐蚀效应存在于降阻剂和接电极之间。②降阻效果的确定，市场上可以选择的降阻剂品牌和型号相当多，但厂家为了商业利益，所标示的降阻效果往往掺杂了一定的水分。同时，不同种类的降阻剂在不同环境下的应用效果也不同，所以一定要在设计定型前充分测试所选材料的性能和环境适应性，并预留足够的接地电阻设计余量。③降阻剂施加工艺，不同的降阻剂往往要求不同的施加工艺，如一般要求均匀施加降阻剂，接地体被均匀包裹在降阻剂中间，则不会发生腐蚀情况。而降阻剂施加不均匀，甚至中间有脱节现象的就会发生锈蚀。另外，对降阻剂在封中埋深，上面的回填土要求等，也是需要重视的地方，否则容易引发其它不良的后果。④环境适应性，不同地域的土壤中的酸碱度、微量元素含量等会对降阻防腐剂的效果生成不同的影响，并直接影响接地极的腐蚀速度。因此要先测定变电站所在地的土壤相关特性，再选择合适的降阻剂，同时还要经过严格的时效老化测试，才能最终确定降阻剂的种类和型号。⑤环保考虑，降阻防腐剂由于需要直接埋在地下，其中如含有重金属等有毒物质，就会对地下水资源造成严重污染，尤其是一些变电所可能直接取获取井水作生活用水，则更要提升这一方面的标准。选择降阻剂时一定要选无污染、无毒性、使用安全的降阻防腐剂，对选用的降阻剂要看其组成成分，要确保经过环保部门的检测并附带检测报告。
2.2垂直接地极降阻技术
相关研究显示，水平接地网无法有效均衡地表电位，极易使地表产生较大的电压梯度，相关设备和站内人员安全均会受到威胁。就垂直接地极而言，其能将入地电流引入土壤深处，不仅一方面可以均衡地表电位，与此同时还能有效降低接地电阻值。因此垂直接地极这一有效降阻措施也被常见使用。常规垂直接地极。若表层土壤电阻率较高，但是在地表以下一定深度内存在低电阻率区域，于是可将垂直接地极深入此区域，其散流能力更强可以极大程度的降低接地电阻和均衡电位分布。这种降阻措施，针对站址面积小但具备一定深度内含低电阻率土壤区域的变电站来说，不失为一种最佳选择的方法。长垂直接地极。常规深井接地即为通常所说的长垂直接地极。一般按照实际情况和设计需求长度为几十米至几百米不等，能够有效降低接地电阻，主要在于大量低电阻率材料被填充在接地导体附近，并且较长的长度不仅提高了散流面积还扩大了等效直径，从而降低土壤与接地导体间的接触电阻，并且利于入地短路电流散流。由这一方法原理可得，地下含水量和土壤类型等因素并不会对其造成影响，但相关研究显示在分层土壤结构或土壤分布均匀区域使用效果更佳。斜接地极降阻技术。斜接地极降阻技术是垂直接地极技术的发展，一般敷设于地网边沿，与水平接地网成120-150°夹角。主要优势在于集合了常规深井接地和扩大接地网面积两种降阻方法的共同作用，除此之外斜井接地极间的距离与其深度呈正相关，其距离的增大将降低斜井接地极间的屏蔽作用，又因为与水平接地网的角度问题，因此相比于常规接地极其敷设长度可进一步加长。另外斜井接地极与水平接地网两者间夹角并不固定，可根据实际情况做出灵活的调节。
2.3深孔爆破接地极
深孔爆破接地技术是采用钻孔机在地中垂直钻一定直径、深度的孔，在钻孔中插入接地极，然后在孔的整个深度，隔一定的距离，换置定量的炸药，实施爆破，将岩石炸裂，爆松，然后将低电阻材料，用压力机压入深孔和爆破制裂产生的缝隙中，通过低电阻率材料将地下大范围土壤内部沟通和加强接地极与土壤或岩石的接触，从而达到大幅度降低接地电阻的目的。该种技术是近期的科研成果，降阻的效果也较好，但投资较大，应进行技术和经济比较、论证后才确定是否采用。
2.4局部换土技术
由于变电站建设所处的土壤环境具有多样性特点，因此即使在同一地区，深度与湿度的差异也会导致土壤电阻率偏差。尤其在山区，土壤多为具有高电阻率特性的岩石与砂砾土，这就使得接地网的电阻值难以控制。为此，应通过勘查操作进行局部换土处理，用低电阻率的土壤环境来保证变电站接地网建设的安全稳定性。目前，可供选择的局部换土技术有人工接地坑与人工接地沟。对于人工接地坑技术，因距离垂直接地极边缘0.8ｍ的位置易出现最大电位梯度，故应将控制最大电位梯度作为重点工作内容。一般遇到这种情况，往往选择人工接地坑或人工接地沟的方式，即为采低电阻率材料替换掉原有高土壤电阻率土壤，这类方法在实践中也经常被使用。
结语
变电站接地网的设计应结合实际情况进行，接地装置才能更好的发挥它应起的作用。因而在高土壤电阻率地区的变电站设计与建设中，必须注重优化设计与综合治理，以充分提高地网建设的经济性与安全运行的可靠性，同时降阻效率高、抗腐蚀性好、成份稳定、价格低廉的新型降阻材料亦将成为接地网降阻研究的主流。
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