變電站接地網(wǎng)安全除了對(duì)接地阻抗有要求外，還對(duì)地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)使用壽命、跨步電位差、接觸電位差、轉(zhuǎn)移電位危害等提出了較高的要求。

　　1 變電站接地設(shè)計(jì)的必要性

　　接地是避雷技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷，感應(yīng)雷或其它形式的雷，都將通過(guò)接地裝置導(dǎo)入大地。因此，沒(méi)有合理而良好的接地裝置，就不能有效地防雷。從避雷的角度講，把接閃器與大地做良好的電氣連接的裝置稱(chēng)為接地裝置。接地裝置的作用是把雷電對(duì)接閃器閃擊的電荷盡快地泄放到大地，使其與大地的異種電荷中和變電站的接地網(wǎng)上連接著全站的高低壓電氣設(shè)備的接地線(xiàn)。

　　低壓用電系統(tǒng)接地電纜屏蔽接地、通信、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備接地，以及變電站維護(hù)檢修時(shí)的一些臨時(shí)接地。如果接地電阻較大，在發(fā)生電力系統(tǒng)接地故障或其他大電流入地時(shí)，可能造成地電位異常升高;如果接地網(wǎng)的網(wǎng)格設(shè)計(jì)不合理，則可能造成接地系統(tǒng)電位分布不均，局部電位超過(guò)規(guī)定的安全值，這會(huì)給運(yùn)行人員的安全帶來(lái)威脅，還可能因反擊對(duì)低壓或二次設(shè)備以及電纜絕緣造成損壞，使高壓竄入控制保護(hù)系統(tǒng)。變電站監(jiān)控和保護(hù)設(shè)備會(huì)發(fā)生誤動(dòng)、拒動(dòng)，釀成事故，甚至是擴(kuò)大事故，由此帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。

　　2 變電站接地電阻的構(gòu)成及降阻措施

　　2.1 接地引線(xiàn)電阻，是指由接地體至設(shè)備接地母線(xiàn)間引線(xiàn)本身的電阻，其阻值與引線(xiàn)的幾何尺寸和材質(zhì)有關(guān)。

　　2.2 接地體本身的電阻，其電阻也與接地體的幾何尺寸和材質(zhì)有關(guān)。

　　2.3 接地體表面與土壤的接觸電阻，其阻值與土壤的性質(zhì)、顆粒、含水量及土壤與接地體的接觸面積及接觸緊密程度有關(guān)。

　　2.4 從接地體開(kāi)始向遠(yuǎn)處(20 米)擴(kuò)散電流所經(jīng)過(guò)的路徑土壤電阻，即散流電阻。決定散流電阻的主要因素是土壤的含水量。

　　2.5 垂直接地體的最佳埋置深度是指能使散流電阻盡可能不流散又易于達(dá)到的埋置深度。決定垂直接地體的最佳深度，應(yīng)考慮到三維地網(wǎng)的因素，所謂三維地網(wǎng)，是指垂直接地體的埋置深度與接地網(wǎng)的等值半徑處于同一數(shù)量級(jí)的接地網(wǎng)。

　　2.6 接地體的通常設(shè)計(jì)，是用多根垂直接地體打入地中，并以水平接地體并聯(lián)組成接地體組，由于單一接地體埋置的間距僅等于單一接地體長(zhǎng)度的兩倍左右，此時(shí)電流流入單一接地體時(shí)，將受到相互的限制而妨礙電流的流散，即等于增加單一接地體的電阻，這種影響電流流散的現(xiàn)象，稱(chēng)為屏蔽作用。

　　2.7 化學(xué)降阻劑的應(yīng)用,化學(xué)降阻劑機(jī)理是，在液態(tài)下從接地體向外側(cè)土壤滲出，若干分鐘固化后起著散流電極的作用。

　　3 變電站接地電阻的測(cè)量

　　接地網(wǎng)電阻值的大小，是判定接地網(wǎng)是否合格的重要部分，而對(duì)接地網(wǎng)電阻的測(cè)量采用的方法及設(shè)備也直接影響測(cè)量的結(jié)果，測(cè)量接地網(wǎng)電阻時(shí)，其接地棒和輻助接地體有兩種布置法。 對(duì)大型地網(wǎng)的電阻測(cè)量，應(yīng)采用電流電壓測(cè)量法，其接地棒，輔助接地體的布置應(yīng)采用三角形布置法，并使輻助接地體的接地電阻不應(yīng)大于 10 Ω。通過(guò)接地裝置的電流應(yīng)大于 30A，電源電壓應(yīng)為65～220V交流工頻電壓，電壓較低時(shí)測(cè)量較為安全，電壓表應(yīng)采用高內(nèi)阻的表計(jì)，以減少該云支路的分流作用。這種測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)是，接地電阻不受測(cè)量范圍的限制，特別適用于 110KV以上系統(tǒng)的接地網(wǎng)的接地電阻測(cè)量，也適用于自動(dòng)化系統(tǒng)接地電阻的測(cè)量，其測(cè)量的結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

　　4 變電站防雷措施分類(lèi)

　　防雷措施總體概括為兩種： ①避免雷電波的進(jìn)入; ②利用保護(hù)裝置將雷電波引入接地網(wǎng)。4.1 避雷針或避雷線(xiàn)

　　雷擊只能通過(guò)攔截導(dǎo)引措施改變其入地路徑。接閃器有避雷針、避雷線(xiàn)。小變電站大多采用獨(dú)立避雷針，大變電站大多在變電站架構(gòu)上采用避雷針或避雷線(xiàn)，或兩者結(jié)合，對(duì)引流線(xiàn)和接地裝置都有嚴(yán)格的要求。

　　4.2 避雷器

　　避雷器能將侵入變電所的雷電波降低到電氣裝置絕緣強(qiáng)度允許值以?xún)?nèi)。我國(guó)主要是采用金屬氧化物避雷器(MOA)。

　　4.3 浪涌抑制器

　　采用過(guò)壓保護(hù)，防雷端子等提高電氣設(shè)備自身的防護(hù)能力，防止電氣設(shè)備、電子元件被擊壞 當(dāng)發(fā)生雷擊事故時(shí)，如電源防雷模塊遭到損壞，在后臺(tái)監(jiān)控機(jī)上就能顯示其狀態(tài)。在控制、通訊接口處加裝浪涌抑制器。

　　4.4 接地線(xiàn)

　　接地線(xiàn)即接地體的外引線(xiàn)，連接被保護(hù)或屏蔽設(shè)施的連線(xiàn)，可設(shè)主接地線(xiàn)、等電位連接板和分接地線(xiàn)。防雷接地裝置的接地線(xiàn)即防雷接閃裝置的引下線(xiàn)，可采用圓鋼或扁鋼，兩端按規(guī)定的搭接長(zhǎng)度焊接達(dá)到電連接。變電站的防雷接地電阻值要求不大于1Ω。

　　5 變電站弱電設(shè)備防雷措施

　　5.1 采用多分支接地引下線(xiàn)，使通過(guò)接地引下線(xiàn)的雷電流大大減小。

　　5.2 改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性適當(dāng)配合的雙層屏蔽。

　　5.3 改進(jìn)泄流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減小引下線(xiàn)對(duì)弱電設(shè)備的感應(yīng)并使原有的屏蔽網(wǎng)能較好地發(fā)揮作用。

　　5.4 除電源入口處裝設(shè)壓敏電阻等限制過(guò)壓的裝置外，在信號(hào)線(xiàn)接入處應(yīng)使用光電耦合元件或設(shè)置具有適當(dāng)參數(shù)的限壓裝置。

　　5.5 所有進(jìn)出控制室的電纜均采用屏蔽電纜，屏蔽層公用一個(gè)接地網(wǎng)。

　　5.6 在控制室及通訊室內(nèi)敷設(shè)等電位，所有電氣設(shè)備的外殼均與等電位匯流排連接。

　　6 變電站直擊雷的防雷措施

　　6.1 防止反擊：設(shè)備的接地點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離避雷針接地引線(xiàn)的入地防止反擊：設(shè)備的接地點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離避雷針接地引線(xiàn)的入地點(diǎn)，避雷針接地引下線(xiàn)盡量遠(yuǎn)離電氣設(shè)備。

　　6.2 裝設(shè)集中接地裝置：上述接地應(yīng)與總線(xiàn)地網(wǎng)連接，并在連接下加裝集中接地裝置，其工頻接地電阻礙大于10Ω。

　　6.3 主控室(樓)或網(wǎng)絡(luò)控制樓及屋內(nèi)配電裝置直擊雷的保護(hù)措施。①若有金屬屋頂或屋頂有金屬結(jié)構(gòu)時(shí)，將金屬部分接地。 ②若屋頂為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)將其鋼筋焊接成網(wǎng)接地。③若結(jié)構(gòu)為非導(dǎo)電的屋頂時(shí)，采用避雷保護(hù)，該避雷帶的網(wǎng)絡(luò)為8 10m 設(shè)引下線(xiàn)接地。

　　7 結(jié)束語(yǔ)

　　接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)，要根據(jù)區(qū)域的地質(zhì)條件，采取不同的降阻措施，以最高性能價(jià)格比來(lái)設(shè)計(jì)其接地網(wǎng)，同時(shí)應(yīng)采用新技術(shù)和新材料。根據(jù)變電站防雷設(shè)計(jì)的整體性結(jié)構(gòu)性、層次性、目的性，及整個(gè)變電站的周?chē)h(huán)境、地理位置、土質(zhì)條件以及設(shè)備性能和用途，采取相應(yīng)雷電防護(hù)措施，保證變電站設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　參考文獻(xiàn)

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