接地系统在牵引变电所中的重要性

河南郑州中铁七局电务工程有限公司 王 东

接地系统在牵引变电所中的重要性

河南郑州中铁七局电务工程有限公司 王 东

在牵引变电所整个系统中，接地系统看似简单，但实际上是非常复杂又至关重要的组成部分，它直接关系到人身和设备的安全，它的稳定很大程度上保证了整个系统的安全。特别是近年来随着供电规模的不断扩大，接地系统短路的情况时有发生，再加上各种先进监控设备的应用，这就对接地系统提出了更高、更严格的要求。

一、牵引变电所接地系统存在的主要问题

1. 设备工作接地及主地网的导通问题。在很多的牵引变电所地网的检查中，发现接地问题大多为设备工作接地与主地网不通或连接不良。在进行认真地调查分析后，笔者认为设备工作接地与主地网不通主要由以下原因造成。

（1）主地网焊接不符合要求。主要表现在焊接不牢，焊接头焊口长度不够，且大多为点焊，容易断开。

（2）在牵引变电所长期运行中，很容易发生接地装置锈蚀，造成接地不通。主地网中，最容易发生腐蚀的是设备的接地引下线，由于腐蚀造成其截面满足不了接地短路电流的热稳定需要。另外，电缆沟内的接地线也容易发生锈蚀，尤其是各焊接头位置，如果其上面串接设备的接地引下线，则会造成设备接地不通。

（3）水平接地体的埋深不足。在对接地装置全面检查时，发现一些变电站的接地网水平接地体埋深不符合要求，此问题多出现在一些偏远的简易变电站。标准规定水平接地体要埋深0.6 m以下，通过一些改造工程开挖，发现许多水平接地体不能满足要求，有些竟不足0.3 m。由于水平接地体埋深不足，可能造成以下后果：接地电阻受季节、土壤干湿影响较大，造成接地装置的接地电阻不稳定；接地网的均压不好，在发生设备接地短路故障时，地面的跨步电压较大，对巡视人员构成威胁；容易锈蚀，因上层土壤的含氧浓度高，容易发生吸氧腐蚀，这也是水平接地体产生腐蚀的主要原因。

由于接地体或设备的接地线经过长时间的腐蚀，接地线和接地体不满足接地稳定要求。在发生接地短路时，接地引下线往往会被烧断，更有甚者会导致设备外廓带上较高的反击过电压，有时会向低压二次回路反击，使事故扩大。

2. 设备保护接地的问题。这里所指的设备保护接地主要是二次设备保护接地。二次设备保护接地一般指互感器二次绕组、低压配电、保护屏、控制屏、二次端子箱及低压配电箱外壳等的接地。

二次设备保护接地除二次装置金属外壳需可靠接地外，为避免由于连接在接地网不同接地点间出现的电位差造成保护的误动作故障发生，所有互感器的二次回路只能采用一点接地。造成两点接地的原因有以下几个：主控室内控制屏和保护屏分别接地，引起两点接地。部分设备出厂时电流二次回路接地点已和断路器外壳连接，在安装中开关柜与接地网连接，已有一点接地，又在控制室接地，造成电流回路两点接地；在对变电所的施工中，由于人为疏忽，造成电流回路两点接地；电流二次回路绝缘损坏接地，造成电流回路两点接地。当形成两点接地时，一般电流二次回路是通过电缆连接的，当接地网上出现短路电流或雷击电流时，由于电缆屏蔽层两点的电位不同，使屏蔽层内流过电流，可能烧毁屏蔽层。当屏蔽层内流过电流时，对每个芯线将产生干扰信号。

另外，在电流二次回路中，如果正好在电流线圈的两侧都有接地点，两点接地点和地所构成的并联回路，会短路电流线圈，使通过电流线圈的电流大为减少。此外，在发生接地故障时，两接地点间将因主地网通过零序电流而产生地电位差，将在电流线圈中产生极大的额外电流。通过电流线圈的电流与电流互感器二次通入的故障电流有极大差异，会引起保护的不正确动作，同时也会引起计量的不准确，导致事故发生。

二、牵引变电所内接地的改进

1. 接地施工的严格控制。对于接地的控制要从源头做起，在接地施工期要按照设计要求严格施工。接地扁钢之间焊接要保证足够的搭接面积，严禁点焊，必要时可以在焊接处搭接一根相当于扁钢截面的圆钢，圆钢长度要大于直径的12倍。禁止在折弯处用高温加热，因为高温加热后，钢铁的有效截面发生变化，不能保证足够的通流量，易形成薄弱环节。此外，禁止设备接地引下线串接，以防止某处地线断开时，造成后面串接设备失地。

2. 设备接地的连接控制。设备的接地引下线应直接引到主地网的扁钢上，相近的设备接地应该分别接入主地网，严禁相互搭接。另外，接地引下线不能通过传动部分，因为传动部分的接触面积具有分散性，不能保证有效的传导故障电流。而且传动部分经常有人操作，故障电流经过时会危及操作人员的人身安全。严禁使用预制水泥杆的钢筋作为接地引下线，因为内部钢筋焊接情况以及钢筋的材质不易检查，要采用专门的简易接地引下线。

3. 接地防腐处理。从安全方面考虑，接地网应采用必要的防腐措施，新敷设的接地网要特别注意接地体的防腐能力，钢材本身要做防腐处理，如热镀锌；焊接处应在去掉焊渣后，刷防锈漆和黑漆进行防腐处理。电缆沟相对湿度大，构成电化学腐蚀条件，故电缆沟内的扁铁除采用镀锌防腐外，还应从降低电缆沟湿度出发缓解腐蚀。防腐的另一项措施是水平接地线回填土要夯实，这样可以延缓腐蚀的进行。

4. 二次保护接地的控制。二次保护接地的控制只能通过施工过程中的严格把关和检查过程中的仔细校对来实现。例如，可以通过严格施工要求来控制，对于电流互感器的二次回路一般在配电装置附近经端子排接地，但对于有几组电流互感器连接在一起的保护装置（如母差保护），则应在保护屏上经端子排接地。电压互感器的二次回路，则利用控制室的零相小母线的一点接入地网。同理，控制保护屏上的保护接地也应先全部连接后再经一点接入主接地网。

三、结论

牵引变电所的主地网是接地系统的基础，所以对降低主接地网的电阻要多加重视，一般变电站主地网可以采用换土方式来降低土壤电阻率，这种方法的缺点是工作量太大，成本太高；另外也可以在接地极附近局部换土或敷设降阻剂，这种方法可以有效降低接地电阻；加大接地极的深度和地网敷设面积，也是降低电阻的一种办法。

接地是一个系统工程，也是整个牵引变电所的基础，它关系到牵引变电所的安全，所以对于接地系统我们要综合考虑各种因素，来有效降低主接地网的电阻，才能预防事故的发生，让安全更加有保证。