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摘要：在变电站设计工作中，其接地网设计至关重要重要，接地網设计的好坏直接关系着电力系统安全运行。本文通过对220kV云峰变电站接地网设计进行分析，根据实际的工程情况，提出了几点降低接地装置工频接地电阻的方法，以供同仁参考。
关键词：云峰变电站;接地网;设计;接地电阻中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-07-321
1 变电站工程概况
据本次地质调查和钻探揭露，场地内地层与岩性包括以下内容：耕植土 （Qel + dl ），分布于整个场地，、一般在0.5m左右;硬塑状粘土（Qel + dl ），埋深一般在0.5m，层厚一般在1.5～5.1m之间，平均厚度3.5m;可塑状粘土（Qel + dl ），埋深一般在1.8～5.6m，层厚一般在0.3～3.6m之间，平均厚度0.9m;
站区及其附近地下水主要为土层中少量的上层滞水及较多基岩裂隙水。土层中的上层滞水无稳定地下水位，受气候影响较大，基岩裂隙水则埋深很深。
经测试，场地平台所反映电性层为三层，硬塑粘土层，其电阻率值为65～85Ω·m;可塑粘土层及软塑粘土层，其电阻率值为50～60Ω·m;中风化的灰岩，其视电阻率值为300～500Ω·m。
2变电站接地电阻设计要点
有效接地系统和低电阻接地系统中变电站电气装置保护接地的接地电阻应符合下列要求。
根据变电站接地的相关文件及要求，在进行接地电阻工作要符合以下要求：
R≤2000I
式中R为季节变化的最大接地电阻，Ω;I为实际的经过接地装置电流。
电流应根据系统开发5ー10年后的最大运行方式确定，同时考虑系统中性点之间的短路电流分布和接地线中的短路电流分布。当变电站内外发生接地短路时，流过接地装置的电流可分别按下列公式计算：
上式中I为入地短路电流，A;
Imax为接地短路中最大接地短路电流，A;
IN为在最大接地短路电流中，经过变电站接地中性点最大接地短路电流，A;
Ke1、Ke2为分别为变电站内或外短路中，避雷线工频分流系数，实际工作中，I值取两式中较大值。
以上主要考虑单相短路电流流入变电站接地网的电位升在二次设备中引起感应电压窜入二次设备和使二次电缆绝缘损坏。当有效接地系统和低电阻接地电阻不满足时，一般条件下，接地电阻可按不大于0.5Ω进行工程设计和验收。在高土壤电阻率地区，接地电阻接上述技术要求在技术、经济上极不合理，允许有较大值≤5Ω，再采取其它措施，本专题不考虑≤5Ω措施。
3接地装置工频接地电阻降低策略
3.1影响工频接地电阻的两大因素
接地电阻的值主要由接地电极的面积和土壤的电阻率两大因素决定。可以对接地电极周围土壤进行改变，以改变电阻率降低接地电阻的效果，可以通过半球形接地电极来分析。
而变电站地网的接地电阻主要取决于其占地面积A，即有R=0.5ρA，根据以上可知，对其接地网周围土壤处理，也难以增加等效面积A，所以，提高接地极附近土壤电阻率的方法更适用于小型接地装置。
3.2人工降低土壤电阻率
3.2.1食盐或食盐与木炭的混合物
它是靠电解质溶液中的离子渗透到土壤的空隙中来降低土壤的电阻率。这种方法是不可取的，对环境有害，同时电解质的粒子会流失。
3.2.2化学降阻剂
化学降阻剂是一类电解质与胶凝材料结合组成的胶状类导电阻剂，即用脲醛树脂、丙烯树脂之类，以高分子有机化合物为主胶凝材料，同时以盐为电解质，用引发剂存通过聚合反应合成了具有网状结构的高分子共聚物，通过聚合物栅格周围的电解质导电。
主要借助化学降阻剂的亲水性和本身导电性，问题在于有些地方水的电阻率很高，特别是山顶上，开阔地区和山涧。广东的水电阻率89R=0.5ρ/S，在广东南岭公园水的电阻率1500R=0.5ρ/S，其意义值得探讨，化学腐蚀也很严重，目前没有定量分析。
3.2.3无机降阻剂
无机降阻剂是一种以石墨为导电材料，加上石灰、水泥、石膏或水玻璃等无机材料用水调制后固结而成的固体导电物质。这是我们在四个地网设计施工而采用的。这是我设计公司全力倾心打造技术。
3.3利用自然接地体
实际接地工程中，在接地体附近经常有一些金属构件，如金属自来水管、钢筋混凝土支柱等，充分利用混凝土结构物中的钢筋骨架、金属结构以及上下水金属管道等或自然接地体，可以作为减小接地电阻、节约钢材以及达到均衡电位接地的辅助和贮存期货式的措施，而非有效的安全措施，只能作为其他损坏后的补充。在变电站可利用的自然接地体有：
3.3.1架空输电线路的“地线—杆塔”接地系统;当接地体被偷可能出问题。
3.3.2埋于地下的金属自来水管和有金属外皮的电缆;自来水管改装可能采用部分塑料管，丢失了部分接地网（体）。
3.3.3变电站主控楼，或高压配电室的钢筋混凝土地基;地下钢筋没有牢靠绑扎焊接。
3.4外引接地装置扩大接地网
随着电力设备制造技术的不断发展，在一些经济发达地区（如珠江三角洲地区）逐渐采用GIS配电装置，GIS配电装置占地面积大大减小，这使得变电站内接地网的面积随之减小，由公式R=0.5ρ/S可知，地网接地电阻的大小，主要取决于接地网的面积。
揭阳供电局110kV龙潭站，韶关供电局110kV大岭站都是因为少用引出线，即2根宽间距达不到设计要求，使得辅助地网毫无作用。需要注意的是，无论是专门降阻的外引接地装置，还是外引接地线（水平接地体），其埋深都要达到1.5m以下，只有这样才能不需要对跨步电压的计算。
如果一处外接地装置不能把接地电阻降到合格范围，切记不能过多的外引接地。原因是测量放线太长，即我们的变电站站内主接地网等效对角线长度太长，测量没有办法解决放线和消除干扰。
3.5用深井式接地极
实际工程中，很多变电站地表处的土壤电阻率较大，但地下较深处土壤电阻率较低或有地下水资源，这时便可采用深井式接地极。选择深埋接地极埋设地点时应注意以下几点：
3.5.1一是要测量土壤周围电阻率，然后改变极间距，对不同深度的土壤电阻率进行测量;二是可选取周围不同深度的地方进行电阻率比较。
3.5.2在进行相应的工作中，可在地质和地勘测人员的共同合作下，仔细勘测和分析地下水的位置和深度，以便在岩石地区选择深埋的接触点，特别是在附近有水库等水系统位置，容易使地下水位升高的地方。
3.5.3如在变电站附近地区发现金属类矿物质，可在接地体接入矿物质内，利用金属类矿物质扩大接地面积。
3.5.4在当地电阻率较高时，浅层水平接地网主要起均衡器的作用。这时，可将深接地体置于或置于均衡器内外。为了降低屏蔽效果，可将其置于接地网外，或其周围。
4结语
在实际的变电站接地网设计中，设计人员需要因地制宜地使用降阻方案，其对于不同变电站设计应该有针对性，而不是盲目地应用以前的设计方案。同时，对设计方案进行比较，不仅要从技术理论上考虑，而且要从施工和实际运行效果上考虑。对其工程投资、长期运行和维护成本都要进行综合比较，采取合理设计接地电阻方案，应用先进的施工技术及新材料，增强技术与经济的结合性。
参考文献
[1]DL/T621—1997，交流电气装置的接地[S].
[2]GB/T21698—2008，复合接地体技术条件[S].
（韶关市擎能设计有限公司 广东 韶关 512000）
关键词：云峰变电站;接地网;设计;接地电阻中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-07-321
1 变电站工程概况
据本次地质调查和钻探揭露，场地内地层与岩性包括以下内容：耕植土 （Qel + dl ），分布于整个场地，、一般在0.5m左右;硬塑状粘土（Qel + dl ），埋深一般在0.5m，层厚一般在1.5～5.1m之间，平均厚度3.5m;可塑状粘土（Qel + dl ），埋深一般在1.8～5.6m，层厚一般在0.3～3.6m之间，平均厚度0.9m;
站区及其附近地下水主要为土层中少量的上层滞水及较多基岩裂隙水。土层中的上层滞水无稳定地下水位，受气候影响较大，基岩裂隙水则埋深很深。
经测试，场地平台所反映电性层为三层，硬塑粘土层，其电阻率值为65～85Ω·m;可塑粘土层及软塑粘土层，其电阻率值为50～60Ω·m;中风化的灰岩，其视电阻率值为300～500Ω·m。
2变电站接地电阻设计要点
有效接地系统和低电阻接地系统中变电站电气装置保护接地的接地电阻应符合下列要求。
根据变电站接地的相关文件及要求，在进行接地电阻工作要符合以下要求：
R≤2000I
式中R为季节变化的最大接地电阻，Ω;I为实际的经过接地装置电流。
电流应根据系统开发5ー10年后的最大运行方式确定，同时考虑系统中性点之间的短路电流分布和接地线中的短路电流分布。当变电站内外发生接地短路时，流过接地装置的电流可分别按下列公式计算：
上式中I为入地短路电流，A;
Imax为接地短路中最大接地短路电流，A;
IN为在最大接地短路电流中，经过变电站接地中性点最大接地短路电流，A;
Ke1、Ke2为分别为变电站内或外短路中，避雷线工频分流系数，实际工作中，I值取两式中较大值。
以上主要考虑单相短路电流流入变电站接地网的电位升在二次设备中引起感应电压窜入二次设备和使二次电缆绝缘损坏。当有效接地系统和低电阻接地电阻不满足时，一般条件下，接地电阻可按不大于0.5Ω进行工程设计和验收。在高土壤电阻率地区，接地电阻接上述技术要求在技术、经济上极不合理，允许有较大值≤5Ω，再采取其它措施，本专题不考虑≤5Ω措施。
3接地装置工频接地电阻降低策略
3.1影响工频接地电阻的两大因素
接地电阻的值主要由接地电极的面积和土壤的电阻率两大因素决定。可以对接地电极周围土壤进行改变，以改变电阻率降低接地电阻的效果，可以通过半球形接地电极来分析。
而变电站地网的接地电阻主要取决于其占地面积A，即有R=0.5ρA，根据以上可知，对其接地网周围土壤处理，也难以增加等效面积A，所以，提高接地极附近土壤电阻率的方法更适用于小型接地装置。
3.2人工降低土壤电阻率
3.2.1食盐或食盐与木炭的混合物
它是靠电解质溶液中的离子渗透到土壤的空隙中来降低土壤的电阻率。这种方法是不可取的，对环境有害，同时电解质的粒子会流失。
3.2.2化学降阻剂
化学降阻剂是一类电解质与胶凝材料结合组成的胶状类导电阻剂，即用脲醛树脂、丙烯树脂之类，以高分子有机化合物为主胶凝材料，同时以盐为电解质，用引发剂存通过聚合反应合成了具有网状结构的高分子共聚物，通过聚合物栅格周围的电解质导电。
主要借助化学降阻剂的亲水性和本身导电性，问题在于有些地方水的电阻率很高，特别是山顶上，开阔地区和山涧。广东的水电阻率89R=0.5ρ/S，在广东南岭公园水的电阻率1500R=0.5ρ/S，其意义值得探讨，化学腐蚀也很严重，目前没有定量分析。
3.2.3无机降阻剂
无机降阻剂是一种以石墨为导电材料，加上石灰、水泥、石膏或水玻璃等无机材料用水调制后固结而成的固体导电物质。这是我们在四个地网设计施工而采用的。这是我设计公司全力倾心打造技术。
3.3利用自然接地体
实际接地工程中，在接地体附近经常有一些金属构件，如金属自来水管、钢筋混凝土支柱等，充分利用混凝土结构物中的钢筋骨架、金属结构以及上下水金属管道等或自然接地体，可以作为减小接地电阻、节约钢材以及达到均衡电位接地的辅助和贮存期货式的措施，而非有效的安全措施，只能作为其他损坏后的补充。在变电站可利用的自然接地体有：
3.3.1架空输电线路的“地线—杆塔”接地系统;当接地体被偷可能出问题。
3.3.2埋于地下的金属自来水管和有金属外皮的电缆;自来水管改装可能采用部分塑料管，丢失了部分接地网（体）。
3.3.3变电站主控楼，或高压配电室的钢筋混凝土地基;地下钢筋没有牢靠绑扎焊接。
3.4外引接地装置扩大接地网
随着电力设备制造技术的不断发展，在一些经济发达地区（如珠江三角洲地区）逐渐采用GIS配电装置，GIS配电装置占地面积大大减小，这使得变电站内接地网的面积随之减小，由公式R=0.5ρ/S可知，地网接地电阻的大小，主要取决于接地网的面积。
揭阳供电局110kV龙潭站，韶关供电局110kV大岭站都是因为少用引出线，即2根宽间距达不到设计要求，使得辅助地网毫无作用。需要注意的是，无论是专门降阻的外引接地装置，还是外引接地线（水平接地体），其埋深都要达到1.5m以下，只有这样才能不需要对跨步电压的计算。
如果一处外接地装置不能把接地电阻降到合格范围，切记不能过多的外引接地。原因是测量放线太长，即我们的变电站站内主接地网等效对角线长度太长，测量没有办法解决放线和消除干扰。
3.5用深井式接地极
实际工程中，很多变电站地表处的土壤电阻率较大，但地下较深处土壤电阻率较低或有地下水资源，这时便可采用深井式接地极。选择深埋接地极埋设地点时应注意以下几点：
3.5.1一是要测量土壤周围电阻率，然后改变极间距，对不同深度的土壤电阻率进行测量;二是可选取周围不同深度的地方进行电阻率比较。
3.5.2在进行相应的工作中，可在地质和地勘测人员的共同合作下，仔细勘测和分析地下水的位置和深度，以便在岩石地区选择深埋的接触点，特别是在附近有水库等水系统位置，容易使地下水位升高的地方。
3.5.3如在变电站附近地区发现金属类矿物质，可在接地体接入矿物质内，利用金属类矿物质扩大接地面积。
3.5.4在当地电阻率较高时，浅层水平接地网主要起均衡器的作用。这时，可将深接地体置于或置于均衡器内外。为了降低屏蔽效果，可将其置于接地网外，或其周围。
4结语
在实际的变电站接地网设计中，设计人员需要因地制宜地使用降阻方案，其对于不同变电站设计应该有针对性，而不是盲目地应用以前的设计方案。同时，对设计方案进行比较，不仅要从技术理论上考虑，而且要从施工和实际运行效果上考虑。对其工程投资、长期运行和维护成本都要进行综合比较，采取合理设计接地电阻方案，应用先进的施工技术及新材料，增强技术与经济的结合性。
参考文献
[1]DL/T621—1997，交流电气装置的接地[S].
[2]GB/T21698—2008，复合接地体技术条件[S].
（韶关市擎能设计有限公司 广东 韶关 512000）