试析220kV变电站接地网的设计与施工

冯平勇

摘 要：随着经济的快速发展，电能对于经济发展的影响愈发重大。因此作为电网系统中重要的组成部分，变电站的安全运行也引起了较多人群的关注。文章针对220 kV变电站接地网的设计与施工，进行简要的分析研究。

关键词：220 kV变电站；接地网；设计施工；电阻

中图分类号：TM645 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0199-02

改革开放以来我国国民经济产生了较大的变化，经济快速发展的背景下，电力供应的稳定性也引起了政府部门和供电企业的注意。为了保证供电的稳定性，以及工作人员的人身安全，变电站接地网必须进行严格的设计和标准的施工。笔者针对220 kV变电站接地网的设计与施工，进行简要的剖析，以盼能为我国220 kV变电站接地网的设计施工提供参考。

1 220 kV变电站

一般情况为了保证电能的低损耗，以及针对距离较远地区的供应。电能经发电厂生产，之后通过输电电路进入变电站。通过变电站将电压升高，之后再次通过输电线路进行电能的传输。电力传输至用电户区域范围内，再通过变电站将电压降低。之后进入配电站再进入用电户内，进行电力的使用。220 kV变电站指其内部进行电力输出或输入的电压为220 kV，220 kV变电站为我国电网运行中的中间变电环节，其对于整体电网的稳定运行影响重大。

2 变电站接地网

变电站在运行的过程中，由于自身的电压较大。因此为了保证变电站的安全运行，以及操作人员的人身安全，一般情况下在进行变电站施工的过程中，通常会进行接地网的施工。其中由多条接地线路进行连接，并形成的网络称之为接地网。

接地网一般情况下为直接与地面进行接触的金属类导体。接地网在运行的过程中，与单条接地线路相比，其具有电阻小、接地性能稳定等特性。

在当前的实践发展中，适用于绝大多数的电气设备以及相关电力场所的接地设计，例如变电站、地铁站等场所中，一般都采用接地网形式的接地。

3 当前220 kV变电站接地网设计与施工中存在的 问题

当前220 kV变电站接地网设计与施工的整体的发展态势较为稳定，其施工与设计大多数都能起到良好的接地效果。但在部分变电站的接地设计施工中，也出现了较多的问题。此类问题的出现，也引起了较为严重的后果。针对此类现状笔者分析案例，将问题总结如下例如：接地网施工工艺引起的问题、施工地土壤电阻较大、接地网设计中的腐蚀因素。针对此类问题，笔者进行简要的分析研究。

3.1 接地网施工工艺引起的问题

220 kV变电站接地网的主要作用为释放雷击造成的电流冲击，以及设备故障或短路现象出现的电流。因此接地网对于变电站以及电器设备的安全稳定运行影响重大，当前在接地网设计施工中，主要出现的问题为：接地网施工工艺引起的问题。具体的表现方式为：施工工艺标准不符合变电站要求，接地体埋深过浅，接地体连接部位搭界面不符合要求，回填材料过于随意，导致地网断开，并在此后雷电气候出现时，发生了较为严重的事故，接地网不能完全释放雷击现象造成的巨大电流，随后引发了较为严重的爆炸火灾事件，并伴随着较为严重的人员伤亡事件。

3.2 施工地土壤电阻较大

电阻的计算公式为：

R=ρL/S。

其中电阻为：R；

横截面积：S；

长度：L；

电阻率为：ρ。

一般情况下为了保证接地网能够起到应有的效果，其在设计施工的过程中，都会对施工地点的电阻进行测量。一般情况下施工地电阻较低，施工过程中面临的问题较少，施工过程也较为简单。当前220 kV变电站接地网在设计与施工过程中，主要面临的问题为：变电站一般位于山地或者利用价值不高的土地，此类施工地电阻率较高，增加了接地网的施工难度，同时增加了接地网的施工要求。当前关于变电站接地网的施工标准中，要求接地网电阻不得大于0.5 Ω。

3.3 接地网设计中的腐蚀因素

220 kV变电站接地网工程，一般情况下使用时间较长。因此关于土壤自然变化中的腐蚀情况，也为影响变电站接地网的重要因素之一。

腐蚀因素对于变电站接地网设计与施工过程中，主要产生影响的为施工材料以及施工技术。当前在多数出现问题的案例中，220 kV变电站接地网施工作业中，使用的接地网材料随着时间的过渡产生了腐蚀现象。

随着腐蚀现象的出现接地网电阻增加，接地体材料有效截面变小，更有甚者，出现接地材料断开，因此在出现雷击事件或设备故障短路时，无法有效的保障设备的安全性。接地网的可靠性也随之下降，对于变电站工作人员的人身安全也产生了威胁。

4 220 kV变电站接地网设计与施工中存在问题的改 善对策

当前220 kV变电站接地网设计与施工整体的发展较为稳定，但在部分变电站接地网的施工中，也出现了较多的问题，应引起设计、施工、运行人员的重视。针对此类问题笔者分析案例，提出了以下的改善对策。例如：针对施工地进行降阻作业、采用成熟度较好施工工艺、施工中针对施工材料进行防腐处理。针对此类改善对策，笔者进行简要的剖析介绍。

4.1 针对施工地进行降阻作业

某220 kV变电站在进行接地网设计施工中，由于施工地点电阻较大。设计人员经过研究讨论后，为了保证后期工程施工的成功性，以及考虑变电站当地的施工环境。最终确定施工方案为：深井接地方式。并且在施工的过程中，加入化学降阻剂，同时对施工地电阻进行降低。

施工的过程中针对整体接地网进行平均分布，对其区域范围内利用钻探机进行打眼，共计打眼10孔。打孔的过程中要求孔洞直径应为14 ～20 cm。孔洞之间的距离应根据接地网实际大小平均分配，打孔结束之后利用镀铜扁钢材料打入孔洞内，以此作为深井接地材料。并在回填的过程中，利用电阻较低土壤进行回填。

施工结束之后，经比对施工地点施工前期电阻为5 Ω，进行深井接地，并加入化学降阻剂后。最终测试施工地点电阻R<0.5欧姆，电阻符合施工要求。

4.2 根据工地情况选择接地网施工工艺

我国地域面积较大，因此各220 kV变电站所在地地质情况也有所不同。变电站接地网在施工的过程中，对于施工地电阻情况要求较高。因此针对各地的情况的不同，设计施工人员应进行考察之后，选择符合当地情况的施工工艺。

当前关于220 kV变电站接地网的设计要求和施工原则为：电阻R<0.5 Ω、接地网尽可能与建筑物体金属材料进行连接、尽可能使用施工地现场条件进行接地网施工。

4.3 施工中针对施工材料进行防腐处理

220 kV变电站接地网设计与施工的过程中，为了保证接地网的长效使用，以此整体接地网的有效性。变电站接地网必须针对接地网材料，进行防腐处理。当前关于220 kV变电站接地网的施工中，主要应用的施工材料为镀铜扁钢。此类材料本身具备较好的抗腐蚀性和抗氧化性，在施工中焊接结束之后，应针对材料涂刷防腐油漆，特别是焊接部位。根据腐蚀现状以及进行计算腐蚀速率，以此计算接地材料的最小厚度和宽度，并留有一定的裕度。并在此后在使用的过程中，定期对地网进行开挖检查，加强对整体接地网的维护作业。针对接地网材料出现的腐蚀状况，应及时进行分析原因，并采取有效的措施迟缓腐蚀的速度。以此延长接地网的使用年限，并保证接地网的使用效应。

5 结 语

当前关于220 kV变电站接地网的设计与施工，整体的发展较为稳定。但在部分变电站的施工中，也出现了较多的问题。例如：接地网施工工艺问题、施工地土壤电阻较大、接地网设计中的腐蚀因素。针对此类问题，笔者分析案例提出了以下的改善对策，例如：针对施工地进行降阻作业、采用成熟度较好施工工艺、选择使用新材料、施工中针对施工材料进行防腐处理，同时考虑绿色因素。以此改善220 kV变电站接地网设计与施工中存在的问题，并提升220 kV变电站接地网的实际效应，提升接地网的可靠性，增强220 kV变电站在运行中的安全稳定性。

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