變電站接地網(wǎng)存在的問(wèn)題及其解決措
1、變電站接地的問(wèn)題1.1、阻值變大。分析其原因,可能與土壤電阻率和接地體與土壤的接觸電阻有關(guān)。土壤電阻率ρ值是接地設(shè)計(jì)和計(jì)算的重要依據(jù),由于土地的分布千差萬(wàn)別,大多數(shù)情況下土壤都是不均勻,表現(xiàn)在實(shí)際的土壤電阻率沿水平和垂直方向不均勻分布,并且無(wú)任何規(guī)律可言,通過(guò)地質(zhì)勘探資料的各種土質(zhì)和地下水位來(lái)估算土壤電阻率ρ值往往與實(shí)際出入很大。土壤的電阻率直接影響土壤的導(dǎo)電性,而土壤質(zhì)地、溫度和水分含量對(duì)土壤電阻率有很大影響。此外,接地電阻值還與接地網(wǎng)與土壤的親和程度有關(guān),早期接地體經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期銹蝕,表面產(chǎn)生銹層,也導(dǎo)致接觸電阻增大。阻值變大將導(dǎo)致工頻接地短路和雷擊電流入地時(shí)電位過(guò)高,嚴(yán)重威脅設(shè)備和人身安全。1.2、接地網(wǎng)的均壓?jiǎn)栴}造成均壓效果差的原因有:接地體埋深不足;接地網(wǎng)只采用長(zhǎng)孔網(wǎng),很少用方孔地網(wǎng)計(jì)算;未采用均壓帶措施;設(shè)備接地引線(xiàn)過(guò)長(zhǎng);忽略了地網(wǎng)的均壓和散流堯等。這些因素會(huì)造成接地網(wǎng)地面電位分布不均,引起跨步電壓過(guò)高。1.3、接地網(wǎng)與設(shè)備引線(xiàn)存在薄弱環(huán)節(jié)對(duì)于運(yùn)行中的若干座變電站進(jìn)行全面檢查和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)存在的較大問(wèn)題不是接地網(wǎng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。而是變電站內(nèi)的電氣設(shè)備與接地網(wǎng)的連接問(wèn)題,設(shè)備的接地引下線(xiàn)與地網(wǎng)焊接不良,從焊口處開(kāi)路,接地網(wǎng)水平接地體的接頭處焊接不符合要求;而接地網(wǎng)與引下線(xiàn)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期銹蝕,有效截面不斷減小,當(dāng)設(shè)備短路時(shí),就不滿(mǎn)足現(xiàn)有的系統(tǒng)短路時(shí)熱穩(wěn)定要求而熔斷,造成設(shè)備外殼所帶高壓電反擊低壓二次回路,接觸電壓威脅人身安全等問(wèn)題。此外很多接地網(wǎng)與設(shè)備的連接只是簡(jiǎn)單的搭接焊接,焊接防銹處理均不符合電氣裝置工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)程要求。1.4、接地引下線(xiàn)及接地體的截面偏小滿(mǎn)足不了短路電流的熱穩(wěn)定由于接地體或設(shè)備的接地引下線(xiàn)不能滿(mǎn)足短路電流熱穩(wěn)定的要求,在發(fā)生接地短路時(shí)接地引下線(xiàn)往往被燒斷,使設(shè)備外殼上有較高的過(guò)電壓,有時(shí)會(huì)反擊到低壓二次回路使事故擴(kuò)大,有的用戶(hù)就是因?yàn)樵O(shè)備的接地引下線(xiàn)截面不夠在設(shè)備發(fā)生接地短路時(shí),高壓竄入低壓回路燒壞二次保護(hù)控制電纜,使事故擴(kuò)大。1.5、接地裝置的腐蝕問(wèn)題接地裝置的腐蝕是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題,變電站接地網(wǎng)較容易發(fā)生腐蝕的是接地引下線(xiàn),由于腐蝕接地線(xiàn)不能滿(mǎn)足接地短路電流熱穩(wěn)定的要求腐蝕接地線(xiàn)不能滿(mǎn)足接地短路電流熱穩(wěn)定的要求或腐蝕接地線(xiàn)不能滿(mǎn)足接地短路電流熱穩(wěn)定的要求者形成電氣上的開(kāi)路,使設(shè)備失去接地。1.6、水平接地體的埋深不夠標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水平接地體要埋深0.6m以下。由于水平接地體埋深不夠,接地電阻受季節(jié)影響,尤其受土壤干濕度影響較大,由于表層土壤容易干燥。所以造成接地裝置的接地電阻不穩(wěn)定,由于水平接地體的埋深不夠,就 影響接地網(wǎng)的均壓,在發(fā)生接地短路時(shí)地面的跨步電壓較大,對(duì)巡視人員 構(gòu)成威脅,上層土壤的含氧濃度高袁容易發(fā)生腐蝕袁這也是水平接地體容 易損壞的主要原因。2、解決措施2.1降低接地電阻保持整個(gè)地網(wǎng)電位均衡變電站接地網(wǎng)干線(xiàn)均應(yīng)采用外緣閉合、內(nèi)部敷設(shè)方孔型均壓帶的型式。特別是故障電流高度集中的區(qū)域,應(yīng)采用加強(qiáng)的接地裝置,即在周?chē)友b垂直接地極和水平地埋線(xiàn)。采取的措施:一是盡量降低接地電阻值,利用建筑基礎(chǔ)深的優(yōu)勢(shì),在挖建筑基礎(chǔ)時(shí)把接地網(wǎng)打在基礎(chǔ)以下0.2m處(基本能與地下水接觸),降低接地電阻值;二是要有效地解決均衡電位問(wèn)題,減少接觸電勢(shì)、跨步電勢(shì)和轉(zhuǎn)移電勢(shì),克服故障大電流作用下電網(wǎng)可能形成的高電位差。2.2均壓在高壓配電裝置地面下設(shè)置水平接地網(wǎng),使其外緣閉合。內(nèi)部敷設(shè)均壓帶,并利用建筑物的鋼筋與地網(wǎng)可靠連接,形成通路。這是一種十分有效的均壓措施。由于均壓帶的存在,配電裝置區(qū)域內(nèi)的電位分布比單先接地體和簡(jiǎn)單的環(huán)路接地體要均勻的多,所以接觸電壓和跨步電壓的數(shù)值大為降低,實(shí)現(xiàn)了均衡電位接地。2.3設(shè)備接地引下線(xiàn)截面與主網(wǎng)干線(xiàn)截面的配合(1)接地引下線(xiàn)應(yīng)就近入地,并以較短的距離與地中的主網(wǎng)相連。設(shè)備引下線(xiàn)不應(yīng)與電纜溝中的通長(zhǎng)扁鋼連接,因其敷設(shè)于電纜溝內(nèi)壁表面的混凝土上,不起散流作用。發(fā)生短路時(shí),易造成局部電位升高,引起電纜絕緣破壞等。(2)帶有二次回路的電氣設(shè)備如CT、PT等,為減小接地引下線(xiàn)的阻抗,保證與主網(wǎng)可靠連接,應(yīng)采用兩根截面相同的,每根都能滿(mǎn)足熱穩(wěn)定和腐蝕要求的接地線(xiàn),在不同的部位與主網(wǎng)連接。(3)加強(qiáng)主控室及弱電系統(tǒng)與地網(wǎng)連接的可靠性。2.4接地引下線(xiàn)的截面積及接地極截面選擇(1)變電站的接地引下線(xiàn)截面積應(yīng)滿(mǎn)足熱穩(wěn)定的要求,需按系統(tǒng)短路電流進(jìn)行熱容量的驗(yàn)算,增大接地引下線(xiàn)的截面積。目前運(yùn)行的變電站接地引下線(xiàn)的截面積小于主網(wǎng)干線(xiàn)的截面積是不合理的,通過(guò)前述對(duì)接地引下線(xiàn)受入地短路電流影響的分析,地網(wǎng)導(dǎo)體的分支較大只承受入地短路電流的50%,所以接地引下線(xiàn)除滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求外,其截面積至少應(yīng)是主網(wǎng)干線(xiàn)截面積的2倍。另外,接地引下線(xiàn)應(yīng)有良好的導(dǎo)電性能,在大故障電流的作用下不產(chǎn)生明顯的電位差,接地引下線(xiàn)要有足夠的截面積,而且其長(zhǎng)度盡可能地短,,對(duì)可能通過(guò)較大故障電流的部位應(yīng)用2根以上的接地引下線(xiàn)與地網(wǎng)的不同部位連接,保證故障電流由更多的途徑。(2)通過(guò)對(duì)近年來(lái)已建成投入運(yùn)行變電站,圓鋼的腐蝕截面要小于扁鋼。因?yàn)樵谙嗤膶?dǎo)電截面積下,圓鋼的表面積要小于扁鋼,即在同樣潮濕的土壤中,同樣截面積的圓鋼與土壤接觸的面積要小于扁鋼,受土壤的腐蝕程度要小于扁鋼。在接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)、施工、技術(shù)改造中建議使用圓鋼。2.5要對(duì)接地裝置采取行之有效的防腐措施設(shè)計(jì)部門(mén)先先應(yīng)考慮接地線(xiàn)的防腐問(wèn)題,根據(jù)地質(zhì)情況適當(dāng)?shù)卦龃蠼拥鼐€(xiàn)截面積。接地線(xiàn)與接地極或接地極之間的焊接點(diǎn),應(yīng)作防腐處理,涂防腐劑或?yàn)r青等防腐材料。為更好地防腐,提高接地網(wǎng)使用年限。另外,由于地網(wǎng)屬隱蔽工程,埋于地下后不易檢查、修復(fù)等,因此,從設(shè)計(jì)的角度應(yīng)加大對(duì)地網(wǎng)腐蝕的調(diào)查研究,以便有利于系統(tǒng)的安全運(yùn)行。2.6水平接地體的埋深地網(wǎng)的敷設(shè)深度規(guī)程和新規(guī)范中明確指出,接地網(wǎng)的埋設(shè)深度宜采用0.6m,《設(shè)計(jì)手冊(cè)》中又補(bǔ)充到,在凍土地區(qū)宜敷設(shè)于凍土層以下,現(xiàn)設(shè)計(jì)中一般將地網(wǎng)全部埋設(shè)于凍土層以下。3、結(jié)論變電站接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況,根據(jù)變電站的規(guī)模、接地短路電流的大小,對(duì)接地電阻、地網(wǎng)均壓和地電位的要求,考慮地網(wǎng)布置,敷設(shè)深度,腐蝕及熱穩(wěn)定校驗(yàn),認(rèn)真地分析計(jì)算,綜合分析對(duì)比各種方法的效果、費(fèi)用以及維護(hù)是否方便,在保證變電所接地的安全條件下,綜合考慮各種因素,合理地設(shè)計(jì)接地裝置以便于變電所的安全運(yùn)行和施工。
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