浅谈山区小水电站的接地改造

兰春星

摘要：山区小水电站一般位于高山峡谷之中，接地电阻普遍超标。如何根据各个小水电站的特点，有针对性的进行接地改造，提高机组的安全稳定运行。

关键词：水电站接地改造降阻措施安全运行

中图分类号：TV731 文献标识码：A文章编号：

1. 引言

山区小水电站一般位于高山峡谷之中，远离主电网，发出的电能就近送入地方电网或农网。随着近几年国家主电网的普及，一大批小水电站纳入了主电网运行，这就对小水电站的安全运行提出了更高的要求。而减少小水电站的接地电阻是确保机组安全运行的措施之一。

2. 山区小水电站改造前的接地状况

（1）对于大多数山区小水电站来说，一般都采用引水式厂房，引水隧洞短则一、二公里，长则五、六公里，库区远离厂房及升压站。厂房属处的地理位置虽然相对“开阔”，但仍处在深山峡谷中，场地狭小。接地网的敷设只能沿着河道、厂房山边、厂房侧引水钢管等。但由于受土层薄且土质大多为风化石、砂子，有的甚致根本沒有土层，完全为石头的影响，土壤电阻率普遍偏高，一般在2000--3000Ω.m,有的甚致高达5000--8000Ω.m,全厂接地电阻严重超标。

（2）山区水电站所在的地方,往往也是雷电活动强烈的地方,由于水电站的接地电阻偏高,对防雷造成了极为不利的影响。如避雷器动作后由于残压叠加上接地电阻上的压降后,会使加到发电机等电气设备上的电压高而危及发电机等电气设备的绝缘。同时也会在雷电流入地时冲击电位升高,产生严重的冲击电而干扰而影响微机保护、综合自动化系统的安全运行。

3. 山区小水电站接地改造的几种方式

(1)利用厂房附近的河道，接地扁钢或接地圆钢沿河道两边向上、下游分别延伸，河岸因河流原因常年湿度较大，土壤电阻率一般较低,对降接地电阻非常有效。

（2）充分利用山区水电站的自然接地体，如大坝库区、引水钢管、厂房等。一般水电站设计时厂房、升压站、尾水等均有接地网，改造时将新增接地网与原接地网相连为一整体。

（3）当接地网受地理及地质情况限制时，可考虑利用降阻剂和其它的降阻材料进行降阻。此种方法一般与外延接地配套使用。在水电站附件1km～2km范围内认真进行勘探、测量土壤电阻率,找到土壤电阻率较低的地方做外延接地。外延接地要经严格的跨步电压计算,防止外延处跨步电压伤人。且外延接地的场所要选择在不易被破坏的地方。要有很好的保护措施,防止在运行时被破坏掉。外延地网与主地网的联接要可靠,要采取多条联接线联接。

（4）打深井，深埋接地极。深埋接地极只在含砂量大的土壤环境中效果较为明显，而且受环境影响小，而在一般土壤及含岩石较多的土壤中效果并不很理想。根据理论及实际施工经验表明：在含砂土壤中，含砂层一般都在表面层，在地层深处的土壤电阻率较低，在这类土壤中接地极埋深的作用很大，同时可避免因土壤受环境温度、湿度引起的接地电阻变化。

（5）采取综合降阻措施。山区水电站由于其接地电阻偏高,采取单一的降阻措施往往难以达到预期的降阻目标,这时需要对现场地形、地势及土壤电阻率等现场条件进行综合分析,采取综合的降阻措施。比如可以采取外延加降阻剂、水下地网、河岸地网和自然接地体利用等多种降阻措施联合应用,以达到有效的,大幅度的降低接地电阻的目的。

4. 江南某小水电站接地改造实例

江南某水电站位于浙江省南部，装机容量7000kW，接地电阻改造前为6.7Ω。原接地网受电站为地下厂房结构，三个方向均为高山，另一个方向为岩石溪沟的影响而非常小。在改造前拟定了以下几种方案：

（1）打深井，深埋接地极的做法由于电站四周均为岩石，所以深井式接地装置在该小水电站不适用。

（2）在库区新增接地网的方法。该库区受上游冲刷的影响，淤泥非常多，很适合接地网的敷设。但该库区与发电厂房隔离两座大山，接地网要穿越两座大山非常困难。同时考虑过将接地网沿引水隧道引致厂房，但引水隧道只在靠厂房侧一段大约50m左右设置了钢衬，其余为开凿后的自然状态，接地网敷设在流道中不现实。

(3) 根据现场实际条件，在厂房后山坡垂直距离约600m位置，找到一块土壤电阻率相对较低的区域。设置了外延接地线、利用降阻剂和其它的降阻材料等多种降阻措施进行降阻处理。

（4）具体选定接地施工位置为以下几块：I区 ——厂房门口后山坡至原电站职工宿舍之间区域；Ⅱ区 ——原电站职工宿舍至电站新办公楼后山坡之间区域；Ⅲ区——为厂房门口后山坡公路以下区域。其中Ⅲ区区域面积较大，施工简易且地表泥土直接可作为回填土，非常适合制作大面积集中地网。

（5）接地系统采用材料为： －60×6、40×4镀锌扁钢及降阻剂、XCD-01降阻模块。XCD-01低电阻接地模块，是一种以非金属材料为主的接地体，它由导电性、稳定性良好的非金属矿物和电解物质组成，它的诞生开创了接地材料和接地技术的新时代。XCD接地模块内置镀锌扁钢或角钢，将其与被保护的地线连接时，金属接地体与大地的有效接触面积将大大增加。而且由于接地模块具有的吸湿、保湿性和稳定的导电性，因此，金属接地体与大地的接地电阻将大大减小，从而充分发挥接地模块的降阻作用。

XCD-01接地模块的性能指标

（6）施工时，先挖好水平接地网的土沟，深度800mm，然后将-60*6金属接地扁钢焊好并敷设在土沟中，接地模块埋设间距不宜小于2.5至3米。将降阻剂和水按比例均匀搅拌使其成糊状。将搅拌好的降阻剂倒入土沟中充分捣实使接地扁铁与降阻剂完全接触。等降阻剂固化后将土回填即可。

5. 结语

当接地改造安装完成后测量全厂的接地电阻值。由于降阻剂和降阻模块在安装后填充料尚未向周围土壤中渗透，与接地网和周围土壤间的接触并不十分紧密，在经过一段时间后，降阻剂和降阻模块将向周围的土壤渗透，并最终趋于稳定。

参考文献：

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