高土壤电阻率地区变电站接地系统设计探究

Electric Power System EquipmentElectric System电力系统

2019年第7期

2019 No.7

高土壤电阻率地区变电站接地系统设计探究

李福荣

（广州市电力工程设计院有限公司，广东广州 510220）

［摘 要］为了保证变的电站可靠安全运行，保护工作人员的生命安全以及企业电力设备的使用安全，变电站的接地成为维护变电站正常运行的重要措施，尤其是对于高土壤电阻率的地区来说，变电站的接地设计系统非常重要。本文就目前我国变电站接地系统的设计流程以及接地方法进行了讨论。［关键词］高土壤地区；电阻率；变电站；接地系统；设计［中图分类号］TM862　　　　　［文献标志码］A　　　　　［文章编号］1001–523X（2019）07–0059–02

Study on the Design of Substation Grounding System in

Areas with High Soil Resistivity

Li Fu-rong

（Guangzhou electric power engineering design institute co.，LTD.Guangdong guangzhouGuangzhou 510220）

［Abstract］with the continuous development of the social economy at the present stage in China, in order to ensure the safety of substations and reliable running, to protect the life safety of the staff and enterprise power equipment use safety, substation grounding became the important measures to maintain the normal operation of transformer substation, especially for high soil resistivity area, substation grounding design system is very important. This paper discusses the current design process and grounding method of substation grounding system in China, and hopes that relevant people can discuss together. ［Keywords］high soil area; The resistivity; Substation; Ground system; design1 变电站接地设计的基本流程

变电站接地问题看似简单，实际上对变电站的正常运行来说有着十分重要的作用，其不仅可以维护变电站安全可靠的运行，保护工作人员的生命安全，也是电力设备安全运行的重要方式。随着我国现阶段经济的不断发展，电网规模不断扩大，入地短路电流也越来越大，对于各种设备的要求越来越高，不仅对土壤的电阻有着很高的要求，同时也对冲击接地电阻以及稳定电压有着较高的要求。虽然变电站接地在变电站总投资当中所占比率比较少，但是一旦接地网出现故障，会造成整个电网发生重大事故，也会给企业带来很大的经济损失，因此保证接地网的合理设计是保证变电站合理运行的重要因素。尤其是对于山区来讲，平地比较少，因此，这些地区建在高土壤电阻率地区的变电站很多，尤其是对于南方电网反措，对变电站来说，这一地区对变电站接地电阻有着很严格的要求。

对于变电站接地设计的基本流程来说，首先工作人员应该在接地设计的初期要收集土壤的原始资料，调查变电站所处地区的土壤性质，以及周边的地质构造，然后再利用相关的工具测量接地装置区域的土壤电阻率。随后工作人员根据测量出来的电阻率计算出变电站单相接地故障短路电流，然后再按照相关规定，为地区设定变电站安全运行的接地装置的接地电阻值。在设计土壤电阻率的过程当中，一定要保证当地的电阻率不满足要求时，可以采用特殊的降低电阻率的方式来降低接地电阻。在设计过程当中，还应该对地网进行均压设计，计算均压地网的接触电位差。2 变电站接地原则

2.1 设计原则

的相关规范将会很困难。根据规范规定，如果发现电阻不满足要求时，可以通过一定的技术条件适当增大接地电阻，并且同时满足安全要求。

2.2 接地网型式

对于接地网型式的设计来说，接地网的网格布局一般都是采用长孔网或者是方孔网，水平的接地带布置按照有关工作人员的经验进行设计，接地网结构一般都是水平接地网与垂直接地网相结合的复合式接地网。对于水平接地网的设计来说，可以采用等间距布置，也可以采用不等间距进行布置。由于220 kV及以下的变电站和500 kV变电站接地网的布置，接地类型比较相似，只是其水平接地带的间距不一样，垂直接地极除了在避雷针和避雷器周围需要加设分流装置之外，也可以在接地网周边和水平地带交叉点设一定长度的垂直接地极。3 接地网的降阻措施

由于高土壤电阻率地区具有一定的特殊性，在该地区建立变电站时，一般都需要采用特殊的降阻措施才能够满足变电站的正常使用。在实际的工程设计过程当中，有许多降低电阻率的措施，比如企业在变电站建设过程中可以采用深井接地装置、使用降阻剂、电解离子接地系统等来降低土壤的电阻率。在工程的实际设计当中可以根据土壤的情况采用不同的降阻措施，也可以采用多措施联合的方式来达到降低土壤电阻率的效果。本文就对工程当中常见的降低电阻率的方法进行了介绍。

3.1 深井接地装置

在变电站接地设计的过程当中，有关工作人员应该根据《交流电气装置的接地》设计规范进行变电站接地设计，在此期间一定要保证变电站接地的电阻满足设计规范要求，然后再利用相关公式计算出接地网入地的最大接地故障不对称电流的有效值，经过一系列的研究发现，随着电网电力系统容量的不断增大，变电站各级电压母线接地的故障电流也变得越来越大，因此在实际的高土壤电阻率的地区进行变电站接地，设计师如果想要使变电站接地设计的电阻满足接地设计

深井接地装置指的是当变电站附近的深处土壤电阻率较低，或者是土壤当中含有地下水时，可以采用深井接地的方法，减少接地装置接地电阻的电阻率。对于深井内部的填充物来说，可以填充长效物理降阻剂，这样可以更好地达到降阻的效果。在实际的装置设置过程当中，工作人员一定要注意深井接地体间的水平距离应该大于埋设的深度，这样可以减少装置之间的屏蔽影响，从而提高接地体的利用率。

3.2 引外接地装置

由于高土壤电阻率地区的接地地阻难以满足实际变电站的使用要求，因此，一般情况下很难保证变电站可以正常的使用，如果这些变电站附近有低电阻率的地区，比如说这些

2019.7 电力系统装备丨59

2019年第7期

2019 No.7

Electric System电力系统

Electric Power System Equipment电力系统装备

城市轨道交通直流牵引供电系统的设备绝缘安装研究

李瀚林

（广州地铁设计研究院股份有限公司，广东广州 510010）

［摘 要］国内城市轨道交通的直流牵引供电系统的设备绝缘安装措施现状为绝大多数项目均使用橡胶绝缘垫绝缘。随着科技的进步与行业的发展，近年来有一些项目开始使用整体绝缘安装系统。本文将分析橡胶绝缘垫绝缘与整体绝缘安装系统在设备绝缘安装中的优劣性。

［关键词］直流牵引供电系统；设备绝缘安装；橡胶绝缘垫；整体绝缘安装系统［中图分类号］U231.8　　　　　［文献标志码］A　　　　　［文章编号］1001–523X（2019）07–0060–02

Research on Equipment Insulation Installation of DC Traction Power

Supply System for Urban Rail Transit

Li Han-lin

［Abstract］The current status of equipment insulation installation measures for DC traction power supply systems for urban rail transit in China is that most of the projects use rubber insulation mat insulation. With the advancement of technology and the development of the industry, some projects have begun to use the overall insulation installation system in recent years. This paper will analyze the advantages and disadvantages of rubber insulation pad insulation and integral insulation installation system in equipment insulation installation.

［Keywords］DC traction power supply system; equipment insulation installation; rubber insulation pad; integral insulation installation system

1 国内城市轨道交通的直流牵引供电系统的设备绝缘安装措施现状及技术分析

城市轨道交通的直流牵引供电系统为不接地系统，牵引变

电所中的直流牵引供电设备必须绝缘安装，包括直流开关柜、整流器柜、负极柜、制动能量回馈装置等。设备的绝缘安装属于边缘专业，没有相应的设计规范与技术条文。目前的设

地区周围有水塘、水田、水洼地等，工作人员就可以采用引外接地措施来降低接地电阻。但是应该注意的是，工作人员在设置引外接地装置时，一定要保证引外接地装置不应该离变电站较远，一般都会控制在1000m左右。在具体的装置设置过程当中，工作人员可以先将辅助接地网和站内主接地网进行连接，在此过程当中一定要做好接地网的保护工作，防止由于跨步电位差而引起触电事故的发生，一定要保证引外接地的安全性。

3.3 人工降阻

对于不可以采用深井或者是引外接地方法的地区来说，如果当地的变电站占地面积不大，可以根据现场的地质状况以及该地区的经济发展水平，因地制宜地采用人工降阻的方法来降低土壤的电阻率，可以使用降阻剂或者是低电阻率的材料进行变电站的建设。

3.4 局部换土

目前大家公认的有效降低土壤电阻率的方法就是用换土的方法来降低高土壤电阻率。在贵州地区由于变电站所需要的土壤比较少，并且买土也较困难，所以有关工作人员在平时就要收集一些低电阻的土壤，然后再利用低电阻率的粘土对水平接地体和垂直接地极进行包裹。在具体的换土工作当中，工作人员一定要根据变电站站址的实际状况进行换土处理，一般换土处理采用的是全部水平接地代换土或者是采用局部换土的方式进行。对于500 kV变电站来说，由于该变电站占地面积较大，如果对整个变电站的区域进行换土，工作量会很大，还需要购买大量的田园土，工作人员不易找到合适的取土点，而且会给企业带来很大的经济浪费。因此对于占地面积比较大的变电站来说，通常会采用局部换土的方式

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降低土壤的电阻率，绝对水平接地带以及垂直接地极进行全部或者部分换土，然后再结合其他的降措施降低高土壤的电阻率，这样也可以达到很好的降阻效果。4 接地网材料和寿命

接地网的寿命以及接地网材料和土壤的腐蚀性有关，对于土壤腐蚀性比较大的地区，会对接地网材料造成腐蚀，从而降低接地网的实际使用寿命。目前我国变电站接地材料的材质有钢材铜材等，但是由于我国铜的产量比较少，而且铜的价格较高，因此在实际的接地网设计过程当中，企业一般都会使用扁钢作为接地材料。对于一些占地面积比较小的变电站来说，企业可以使用铜材或者是铜包钢材料作为接地材料。由于埋在土壤的钢材会受到土壤的腐蚀作用，从而导致接地电阻增大，降低了接地网的安全性，严重时还会引起重大的事故，给企业造成很大的经济损失。为了保证变电站的安全运行，有关部门应该定期对变电站接地网进行改造。5 结语

总而言之，为了保证高土壤电阻率地区变电站接地设计的安全性，有关部门应该实施相关措施，降低高土壤电阻率地区的电阻率，切实保证工作人员的生命安全以及企业的经济效益。

参考文献

[1] 张泽珍.浅谈高土壤电阻率变电站接地系统设计技术[J].城市建设理论研究（电子版），2015（22）：50-.[2] 宋用斌.高土壤电阻率地区变电站接地设计研究[J].通讯世界，2014（21）：60-62.[3] 杨瑶英.高土壤电阻率变电站接地系统设计技术[J].大科技，2015（32）：80-82.