论文部分内容阅读
摘要：本文分析了变电站接地系统的常见问题，结合具体的工程实践经验，对如何改进变电站接地系统进行了探讨，从接地系统的防腐蚀、接地网的均压处理、接地电阻问题和接地系统设计等方面出发，提出了改进变电站接地系统的措施。
关键词：变电站；接地系统；改进措施
中图分类号：TM71 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2013）41-0228-02
一、变电站接地系统的常见问题
1.腐蚀问题。变电站的接地系统是最容易被腐蚀的部位，其主要原因有：①没有处理好水平接地体，其预埋的深度小于行业规定的0.6m的深度，这导致土壤中的高含氧量氧化了接地体。②均压带所处的环境比较潮湿，均压带也没有及时做好防腐处理，导致接地体腐蚀加快。③施工质量问题，焊接连接头的时候焊接不牢，有气泡存在。④接地环境变化较大，周围有腐蚀性的气体来源，引下线的连接部位没有做好防腐处理。
2.设备连接问题。设备在连接的时候出现了一些问题，如引下线的接地截面过小，接地效果较差，或者由于长时间缺乏维护，与地面的连接处出现锈蚀，而有的则通过混凝土结构中的钢筋来引入地下，容易出现接地短路而熔断的问题；电缆的接地连接由于环境潮湿或者处于腐蚀性的气体中，造成连接处锈蚀或者断裂；接地电缆的防雷设备出现问题，雷电使得一些元器件损坏，造成线路保护不再起作用。
3.均压问题。这种情况存在两方面的情况：①有的时候在设计接地系统的时候，忽略了均压以及散流的情况，而那些即使考虑到了均压的变电站接地系统，由于没有处理好均压，导致横向电位的分布不平衡，有的地方电位梯度跨度过大。还有的变电站接地系统，没有合理规划，水平接地带随设备安装而埋压，或者是长孔与方孔不能合理布局与安排，有的情况是施工单位没有完全按照图纸施工，导致接地系统问题较多。②接地系统在施工中水平接地极埋深不足，因此造成地网均压不好。
4.接地电阻问题。许多变电站接地电阻普遍不能满足要求，其主要原因有：①接地系统中相关设备没有同步更新，如电网容量增大，使得接地系统的埋压短路电流相应增大，但是接地系统中的降阻并没有重新改造。②由于施工技术的问题，导致水平与垂直接地体缺少很多。③长时间的锈蚀后，氧化的接地体表面形成一些铁锈层，增大了接地体的接触电阻，影响了接地体的导流效果。④改扩建变电站时没有将接地系统进行同步改扩建。
二、对接地系统采取改进措施的建议
1.加强接地系统的抗腐蚀性。当接地系统运行时间较长后（原则上以10年为准），接地系统将出现较多的问题，一般情况下，主要的问题在接地线的焊接部位。当有问题出现时，需要将接地线重新挖开，检查预埋的深度是否符合标准；经过长时间的使用后，土壤、空气环境以及有无雷击造成接地线焊接处出现腐蚀与松脱的现象，要检查接地线与接地体是否连接稳固，对检查出的问题，要及时处理，在此基础上进一步做好防腐处理。首先有针对性地对接地处的土壤进行相关的化验，掌握土壤的酸碱度与腐蚀率等。这样可以测算出接地体的合理使用年限，以及热稳定程度，进而掌握接地体的使用寿命是否比地面设备更长，是否满足接地体发生短路时热稳定的要求。对接地体进行防腐措施可以采取两种有效的方法：一是高效膨润土降阻防腐剂法，这种方法的功能较多，能起到降阻、防腐、稳定接地等作用；另一种是阴极保护法，这种方法主要是防治接地体不被腐蚀。
2.加强设备连接的可靠性。对于接地系统的各设备之间的连接，一定要保证所有的连接处牢固，尤其是接地线与接地极的连接，对一些地方则严格要求进行焊接。如果接地系统中有多个地方需要接地，那么必须要保证每个连接部分都是独立的，坚决杜绝将多个部分一起连接在一条接地线上。接地体必须通过焊接的方式进行，并且要符合下面的几点：①接地体连接线（即连接垂直接地体之间的扁钢）采用镀锌扁钢，最小截面积不小于l00mm2、厚度不小于4mm。②扁钢要平直垂直放入埋入地，与接地体焊接的部位必须保证与地面距离大于50mm。③在焊接的时候需要做一些辅助处理，如用三角卡具或者弧形卡具将扁钢固定好，这样可防止扁钢活动难以焊接牢靠。④焊接好后，连接部位能有很好的韧性，并且没有虚焊、遗留杂质、出现气孔等缺陷，焊好后做防腐处理。
3.做好接地系统的均压。一般情况下接地系统均压指的是地面上的电位分布均压，跨步电压保持合格，平时需要定期维护接地设备，特殊的情况下要做好引下线与均压带的防腐措施。水平接地体与电缆线平行，间隔一定的距离（一般可以设定为6m～8m）与接地带连接一次，确保能起到均压的作用。
4.降低接地电阻的措施。变电站工频接地电阻有着一定的要求，但是，在做了合理的分析后，可以适当放宽电阻的限定值，但是也必须做好接地线的均压、隔离处理。降低变电站接地电阻的措施有：①外延接地降阻；②深井式接地极降阻；②采用降阻剂；④采用水下地网法；⑤等离子接地极降阻。
5.对改造接地系统的建议。①首先对接地系统中的引下线还有水平接地体在连接处的截面做好热稳定校核处理，确保接地运行正常，对于有问题的要进行改进，直到完全合格为止。在实际应用的时候，电压如果超过35KV，对接地线就会有一定的熔断，因此，在接地系统处理接地线的时候，尽量采用明线，而不能使用混凝土架构接地。而接地系统内的重要设备，如那些充油设备等，则更需要做好“双接地”。接地线从设备两边引出，接入地下，并且不能将接地线接入同一点，以免不能快速散流，这样能起到保护设备可靠运行的作用。②在接地系统设计的时候，由于接地体是用来将地面设备的电流导入地下，避免了地面设备的损坏，所以，原则上接地系统应该有更长的使用寿命。这样即使地面设备出问题了，接地系统还可以起到导走电流（如雷击）的作用，当然老系统改造时还可以继续发挥作用。③按照标准要求，对于水平接地预埋的深度必须超过0.6m，这样接地系统才能起到很好的效果。当然，在一些特殊情况下，可以将水平接地体埋入地下0.8m或者1m，并用粘土夯实，严禁使用一些容易导致接地体松脱或者拔出的砂石与建筑垃圾回填土坑。④预先做好一些电流值的计算，如在一定的变电站规模下，应用接地处的短路电流测算出入地的短路电流值，这样可得到应该为接地系统提供的接地电阻值，以及接地线的热容量。计算的时候，需要按照系统最大运行方式来考虑，用这时候的短路阻抗做因子，来得到接地系统中的单相接地短路电流值，这样有了内外短路电流值后，进一步测算出流入整个接地装置的电流值。
综上所述，接地系统是一个比较重要的组成部分，它可以保护变电站的安全运行。本文对变电站接地系统所处环境产生的一些问题进行分析，有针对性地提出能有效提升其设备性能与用途的改进措施，为变电站的可靠运行提供了有效借鉴。
参考文献：
[1]侯启方.牵引变电站接地系统设计和故障预防研究[J].电气化铁道，2009，（03）.
[2]张慧，朱宏.在电气安装工程接地系统施工中应注意的问题[J].山西建筑，2004，（13）.
[3]雷将锋.变电站接地系统优化设计方法及其应用研究[D].长沙：湖南大学，2011.
关键词：变电站；接地系统；改进措施
中图分类号：TM71 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2013）41-0228-02
一、变电站接地系统的常见问题
1.腐蚀问题。变电站的接地系统是最容易被腐蚀的部位，其主要原因有：①没有处理好水平接地体，其预埋的深度小于行业规定的0.6m的深度，这导致土壤中的高含氧量氧化了接地体。②均压带所处的环境比较潮湿，均压带也没有及时做好防腐处理，导致接地体腐蚀加快。③施工质量问题，焊接连接头的时候焊接不牢，有气泡存在。④接地环境变化较大，周围有腐蚀性的气体来源，引下线的连接部位没有做好防腐处理。
2.设备连接问题。设备在连接的时候出现了一些问题，如引下线的接地截面过小，接地效果较差，或者由于长时间缺乏维护，与地面的连接处出现锈蚀，而有的则通过混凝土结构中的钢筋来引入地下，容易出现接地短路而熔断的问题；电缆的接地连接由于环境潮湿或者处于腐蚀性的气体中，造成连接处锈蚀或者断裂；接地电缆的防雷设备出现问题，雷电使得一些元器件损坏，造成线路保护不再起作用。
3.均压问题。这种情况存在两方面的情况：①有的时候在设计接地系统的时候，忽略了均压以及散流的情况，而那些即使考虑到了均压的变电站接地系统，由于没有处理好均压，导致横向电位的分布不平衡，有的地方电位梯度跨度过大。还有的变电站接地系统，没有合理规划，水平接地带随设备安装而埋压，或者是长孔与方孔不能合理布局与安排，有的情况是施工单位没有完全按照图纸施工，导致接地系统问题较多。②接地系统在施工中水平接地极埋深不足，因此造成地网均压不好。
4.接地电阻问题。许多变电站接地电阻普遍不能满足要求，其主要原因有：①接地系统中相关设备没有同步更新，如电网容量增大，使得接地系统的埋压短路电流相应增大，但是接地系统中的降阻并没有重新改造。②由于施工技术的问题，导致水平与垂直接地体缺少很多。③长时间的锈蚀后，氧化的接地体表面形成一些铁锈层，增大了接地体的接触电阻，影响了接地体的导流效果。④改扩建变电站时没有将接地系统进行同步改扩建。
二、对接地系统采取改进措施的建议
1.加强接地系统的抗腐蚀性。当接地系统运行时间较长后（原则上以10年为准），接地系统将出现较多的问题，一般情况下，主要的问题在接地线的焊接部位。当有问题出现时，需要将接地线重新挖开，检查预埋的深度是否符合标准；经过长时间的使用后，土壤、空气环境以及有无雷击造成接地线焊接处出现腐蚀与松脱的现象，要检查接地线与接地体是否连接稳固，对检查出的问题，要及时处理，在此基础上进一步做好防腐处理。首先有针对性地对接地处的土壤进行相关的化验，掌握土壤的酸碱度与腐蚀率等。这样可以测算出接地体的合理使用年限，以及热稳定程度，进而掌握接地体的使用寿命是否比地面设备更长，是否满足接地体发生短路时热稳定的要求。对接地体进行防腐措施可以采取两种有效的方法：一是高效膨润土降阻防腐剂法，这种方法的功能较多，能起到降阻、防腐、稳定接地等作用；另一种是阴极保护法，这种方法主要是防治接地体不被腐蚀。
2.加强设备连接的可靠性。对于接地系统的各设备之间的连接，一定要保证所有的连接处牢固，尤其是接地线与接地极的连接，对一些地方则严格要求进行焊接。如果接地系统中有多个地方需要接地，那么必须要保证每个连接部分都是独立的，坚决杜绝将多个部分一起连接在一条接地线上。接地体必须通过焊接的方式进行，并且要符合下面的几点：①接地体连接线（即连接垂直接地体之间的扁钢）采用镀锌扁钢，最小截面积不小于l00mm2、厚度不小于4mm。②扁钢要平直垂直放入埋入地，与接地体焊接的部位必须保证与地面距离大于50mm。③在焊接的时候需要做一些辅助处理，如用三角卡具或者弧形卡具将扁钢固定好，这样可防止扁钢活动难以焊接牢靠。④焊接好后，连接部位能有很好的韧性，并且没有虚焊、遗留杂质、出现气孔等缺陷，焊好后做防腐处理。
3.做好接地系统的均压。一般情况下接地系统均压指的是地面上的电位分布均压，跨步电压保持合格，平时需要定期维护接地设备，特殊的情况下要做好引下线与均压带的防腐措施。水平接地体与电缆线平行，间隔一定的距离（一般可以设定为6m～8m）与接地带连接一次，确保能起到均压的作用。
4.降低接地电阻的措施。变电站工频接地电阻有着一定的要求，但是，在做了合理的分析后，可以适当放宽电阻的限定值，但是也必须做好接地线的均压、隔离处理。降低变电站接地电阻的措施有：①外延接地降阻；②深井式接地极降阻；②采用降阻剂；④采用水下地网法；⑤等离子接地极降阻。
5.对改造接地系统的建议。①首先对接地系统中的引下线还有水平接地体在连接处的截面做好热稳定校核处理，确保接地运行正常，对于有问题的要进行改进，直到完全合格为止。在实际应用的时候，电压如果超过35KV，对接地线就会有一定的熔断，因此，在接地系统处理接地线的时候，尽量采用明线，而不能使用混凝土架构接地。而接地系统内的重要设备，如那些充油设备等，则更需要做好“双接地”。接地线从设备两边引出，接入地下，并且不能将接地线接入同一点，以免不能快速散流，这样能起到保护设备可靠运行的作用。②在接地系统设计的时候，由于接地体是用来将地面设备的电流导入地下，避免了地面设备的损坏，所以，原则上接地系统应该有更长的使用寿命。这样即使地面设备出问题了，接地系统还可以起到导走电流（如雷击）的作用，当然老系统改造时还可以继续发挥作用。③按照标准要求，对于水平接地预埋的深度必须超过0.6m，这样接地系统才能起到很好的效果。当然，在一些特殊情况下，可以将水平接地体埋入地下0.8m或者1m，并用粘土夯实，严禁使用一些容易导致接地体松脱或者拔出的砂石与建筑垃圾回填土坑。④预先做好一些电流值的计算，如在一定的变电站规模下，应用接地处的短路电流测算出入地的短路电流值，这样可得到应该为接地系统提供的接地电阻值，以及接地线的热容量。计算的时候，需要按照系统最大运行方式来考虑，用这时候的短路阻抗做因子，来得到接地系统中的单相接地短路电流值，这样有了内外短路电流值后，进一步测算出流入整个接地装置的电流值。
综上所述，接地系统是一个比较重要的组成部分，它可以保护变电站的安全运行。本文对变电站接地系统所处环境产生的一些问题进行分析，有针对性地提出能有效提升其设备性能与用途的改进措施，为变电站的可靠运行提供了有效借鉴。
参考文献：
[1]侯启方.牵引变电站接地系统设计和故障预防研究[J].电气化铁道，2009，（03）.
[2]张慧，朱宏.在电气安装工程接地系统施工中应注意的问题[J].山西建筑，2004，（13）.
[3]雷将锋.变电站接地系统优化设计方法及其应用研究[D].长沙：湖南大学，2011.