[发明专利]一种变电站主接地网的均压方法

说明书

一种变电站接地网的均压方法，用于解决接地安全性问题。其特征是，它包括以下步骤：(1)测定拟建变电站土壤电阻率，进行接地网结构设计；(2)计算地电位升的分布情况，在地电位升分布最不均匀的接地网边角位置增加接地极；(3)确定接地极的参数，然后将接地极连接到接地网上后重新计算，直至接触电压和跨步电压达到设定值。本发明提供的接地网均压方法，在接地网的边角位置设置接地极，接地极的设置可以有效较低地电位的分布不均。进而有效降低接触电压、跨步电压，提高接地网的安全性。

技术领域

本发明涉及接地网的均压方法技术领域，具体地说是一种变电站主接地网的均压方法。

背景技术

良好的接地系统是保证变电站安全运行的必要条件。根据国内相关接地标准，变电站接地网的工频接地电阻宜满足其中I为流入接地网的入地电流。主地网接地电阻满足该式时，变电站的地电位升将不超过2kV，一般均能保证设备及人身安全。

随着经济社会的发展，电力系统规模日益扩大，变电站各级电压母线接地故障电流逐年增长。站内设备发生单相接地短路时，短路入地电流也越来越大。加之由于土地资源日趋紧缺，变电站选址困难，目前在建变电站中许多变电站站址土壤电阻率较高，而随着技术进步变电站面积较以前大大减小了，从而造成近年来很多变电站的接地电阻超出标准要求，需要采取额外的措施进行降阻。

目前变电站常用的降阻措施有以下几种：

(1)在土壤中填充化学降阻剂。该方法投入不高，效果明显，缺点是对敷设其中的接地体有一定腐蚀作用，影响接地体寿命；随着使用年限的增加，化学物质降解可能造成土壤污染，且降阻效果随运行时间逐渐降解失效。

(2)站区换土。该方法可局部改善土壤性质，起到一定降阻效果，但是大范围土壤性质仍无法改变，且造价高，实施复杂。

(3)采用等离子接地棒或接地模块。该方法在难以找到低电阻率土壤或不易开挖的地方，使用离子接地系统较换土经济，但是也存在土壤污染和降解失效的问题。

(4)扩大接地网面积。该方法对降低接地电阻效果很好，但是需要增加征地成本和接地网敷设成本，实施困难。

(5)外引接地。该方法通过将接地网引到站外，起到扩大接地体范围的作用，但费用较直接扩大接地网面积省，但是也需要额外的征地，且造成后期运行维护的复杂。

(6)增加长垂直接地极或接地深井。该方法在土壤分布为上层电阻率大、下层电阻率小时增加了分流，效果明显，但对于底层土壤电阻率大的地区效果不明显，且增加了投资。

(7)爆破接地。该方法通过对站区进行爆破，改变地质结构，减低站区土壤电阻率，但是可能对建构筑物的基础造成较大影响，且实施困难。

综上，以接地电阻为指标控制接地网的安全性评价时，为降低接地电阻将付出较大的成本，且降阻效果受多种因素影响，不易实现。

变电站的地电位的升高(接地电阻)不是直接影响接地安全性的直接因素，直接影响因素是地电位的分布不均，导致空间上电位梯度很大，临近的两点间有较大的电位差，该电位差加在人身或设备上，是对人身及设备造成安全威胁的根源。所以标准进一步规定，当无外引电位、校核变电站内的接触电位差和跨步电位差满足要求时，接地网地电位升高可提高到5kV，相当于增加了接地电阻的允许值。如满足这些要求仍有困难时，经专门计算，且采取的措施可确保人身和设备安全时，可适当提高接地网地电位升的数值。但应保证3～10kV金属氧化物避雷器安全——避雷器不应动作或动作后应承受被赋与的能量。

目前变电站已很少设置生活区，不存在外引电位的问题；接地网出现问题的变电站一般为110kV及以上变电站，低压侧电压等级一般高于10kV，且低压侧出线众多，因而金属氧化物避雷器安全一般均能得到保证；故是对于变电站的接地网安全性评估来说，能否提高接地电阻的允许值，关键在于找到一种经济、高效的办法解决接地电位的分布不均问题，从而降低接触电压、跨步电压，满足安全性要求。