变配电接地装置的技术、安全要求及施工方法

董军 孙晓飞 朱烨侃 陈国东

摘要：随着我国人们生活水平的不断提高，用电需求也不断升高，因此，变电站、配变台区数量也极具增大。变配电接地装置技术的安全施工问题已成为当前电力企业主要关注的焦点。本文从大地短接电流中的接地装置技术要求与施工规范方面来分析，探讨变配电接地装置的技术、安全要求以及施工方式，为提高接地装置技术，保证人身和电力设备的安全提供一些建议。

关键词：接地体；导电性；热稳定性；短接电流

当前我国正在全面进行农网改造计划，伴随人们用电量需求的不断提高，因此输配电对变电站、配变台区数量的要求也就越来越高。变电站和配变台区两者所处的地理位置中，土壤的电阻率差异比较大，再加上遇到冬季土层冻结的深度不同，对于变配电设备接地装置和防雷接地装置的施工等都会受到影响，因设备所处的土壤电阻率高低不同，所以必须选择科学合理的接地装置材料、选择适当的安装形式，为满足变配电设备接地电阻符合设计要求。

一、变配电接地装置技术的要求。

接地装置技术的最基本和最重要的技术指标就是接地电阻，决定接地电阻大小的主要因素有：1）需要接地的设备越重要、设备容量越大或者需要的设备数量越多或者价值越大，则接地的电阻有应该越小；2）几台设备需要共同的接地设备，接地电阻则应选用接地要求最高的设备；3）需要接地的设备本身工作性质不同，那么对接地电阻的要求也就不同。要保证接地装置良好的运行，防止电气设备以外而造成触电事故，就对接地装置提出了更高的要求。

要求电气设备与接地体之间必须保持良好的接触，不能有脱离现象，以保证导电的连续性。接地引线和接地体之间的连接应该采用焊接方式，保证连接的可靠性。另外，还要保证接地设备要有足够的机械强度。为防止地下有会对接地线、接零线等材料造成腐蚀的元素，对于这些材料的最下层次村有严格的要求。如图1所示的接地材料最小规格。

材料类别 最小尺寸 材料类别 最小尺寸

角钢 （厚度）/mm 4 圆钢（直径）/mm 8

钢管 （管壁厚）/mm 3.5 钢排 （线）/m㎡ 16

截面积/m㎡ 48

扁钢 厚度/mm 4 铝排（线）/m㎡ 25

另外，對于接地设备还要求有足够的导电性和热稳定性。因为电气设备的保护为接零时，为保证单相短路电流能起到迅速促使保护装置动作的操作，要求要有足够的导电能力。接地线的安装位置应避开人类容易接触的地方，但又必须以明显的标示，便于维修检查。为了防止被腐蚀，还可以给接地体的焊接处涂抹上沥青油等防腐蚀材料。除此之外，为减少自然环境的干扰，要将接地极与链接扁钢埋于地面冻土层以下。原则上要求接地电阻应该越小越好，但在实际的工程中，还要防止高压电对变电站内的二次设备反击，所以大地短接电流系统的电阻R<0.5Ω。则低压中性点直接接地系统的电阻应满足一下公式要求。R≤2000/I，该公式中，R为季节变化最大接地电阻，而I则为流经接地装置接入地下的短路电流。

二、变配电接地装置技术的安全要求。

接地电阻的安全要求是工程的重要目标，决定其安全要求的指标是接地电阻。而接地电阻的大小主要是土壤的电阻率、接地体的尺寸、形状与埋入深度以及接地线与接地体之间的连接情况来决定的。由于大地的成分比较复杂，土壤的电阻率一般在5-5000Ω·m的范围内，为了确保接地装置的安全，要特别注意几个方面：合理选择接地材料，通常的水平接地体采用界面为50 mm X 50mm X 5mm，长度为2500mm的镀锌角钢。而垂直接地体的根数应参照以下表格。

接地电阻/Ω 1 4 10 15 20

n1 30 3 2 1 1

n2 环形 10 4 3 2

注：n1 为土壤电阻系数为0.4x104Ω·m时选择根数。

n2 为土壤电阻系数为1x104Ω·m时选择根数。

另外，还要求接地体的接地引下线连接方式必须为焊接，且要保证焊接牢固、无虚焊，以免突发性的雷电流产生电动力或者工频短路电动力而造成破坏。构架与设备支架的钢筋、角钢与基础槽钢、电气设备的外壳等都应保证与接地体连接的可靠性。除此之外，不得借用混凝土内部的不可靠的连接来做接地下引线，而主变压器则应设置两条接地线与接地网不同连接，目的是为了减轻主变压器外壳与铁芯，还有接地体的均压。所有的避雷器应该采用最短的接地线和主接地网来明显连接，绝不能用设备的固有支架来做避雷设备的接地线。

三、变配电接地装置技术的施工技术。

接地体的安装方式可以分为水平和垂直两种安装。其中，水平安装多在岩石、土层浅薄的地方进行，通过用镀锌扁钢或者镀锌圆钢来焊接。而垂直安装在接地体打入土壤时，要求与地面保持垂直距离，对于多级接地体而言，应保证极间是在地下2.5M以上的距离，而且最好的是保持与接地极长度2倍以上，为减少屏蔽效应所造成的接地装置利用率下降。

在安装接地体之前，要先在埋接地体的地方挖沟，保证接地极的打入与焊接接地线的敷设。还要将打出的岩石、砂砾以及高电阻率的土壤运送离开，并回填上低电阻率的土壤，再进行镀锌角钢的打入操作。打入后还要保证接地体与土壤的接触，留出一定的空隙，还可以浇灌泥浆水进行夯实。其次，对于已经挖好的沟槽，在打入镀锌角钢时，要保证接地极露出沟底150mm左右，以便于连接。为避打裂焊接地极顶部，实际施工时，必须采取适当的保护措施。除此之外，在接地干线与支线的焊接环节结束后，必须对焊接的部位进行严格的检查，焊接的标准应达到没有夹渣、咬边或者未焊透的现象。最后在进行沟的回填工作，填沟的泥土要保证没有石头、建筑碎料或者垃圾等，还要进行充分的夯实。所有工程完毕后，还应检查接地电阻值是否满足设计要求再投入使用。

结语：由此看出，变配电接地装置技术是一项复杂且特殊的工程，比较隐秘，涉及面广，施工技术复杂。因此，必须因地制宜的选择合适的装置和技术，严格各项施工组织和人员操作，保证施工的安全。

参考文献：

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[3]龚炳林. 配电变压器接地装置的几个问题[J]. 大众用电，2007，11：28-29.

[4]谭振宇. 浅析输配电线路接地装置技术[J]. 黑龙江科学，2013，09：

作者简介：1、董军，男，1982年11月出生，硕士学历，控制理论与控制工程专业，舟山市规划建筑设计研究院助理工程师

2、陈国东，男，1981年12月出生，硕士学历，电气工程专业，舟山电力局职工

3. 孙晓飞（1986年9月——）男，本科电气工程及其自动化专业，浙江省舟山市规划建筑设计研究院助理工程师

4、朱烨侃（1987年1月——）男，本科自动化专业，浙江省舟山市规划建筑设计研究院助理工程师