華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)接地電阻測試儀的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的接地電阻測試儀在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“接地電阻測試儀“高壓設備供應商而努力。
變電站的接地網(wǎng)是用于工作接地、防雷接地、保護接地的重要設施，是確保人身、設備、電網(wǎng)安全的重要環(huán)節。接地網(wǎng)屬于隱蔽工程，在施工和運行中容易被忽視。當出現雷擊等事故時(shí)，如接地網(wǎng)有缺陷，短路電流無(wú)法在土壤中擴散，則會(huì )導致接地網(wǎng)電位升高，設備金屬外殼帶電而危及人身安全以及擊穿二次保護裝置的絕緣，甚至損壞設備，擴大事故，破壞電網(wǎng)系統穩定。所以，科學(xué)合理的設計變電站防雷接地網(wǎng)對提高電網(wǎng)安全可靠運行極為重要。
1、變電站防雷接地的特點(diǎn)
變電站發(fā)生接地故障時(shí)，會(huì )有強大的單相短路電流從接地點(diǎn)注入地中，可能產(chǎn)生很高的接地電壓。根據變電站運行經(jīng)驗，繼電保護動(dòng)作最高允許接地電壓為2000V，因此接地電阻應滿(mǎn)足：R≤2000/I（其中Rj為接地裝置的接地電阻，Ω；I為計算用的流經(jīng)接地裝置的入地短路電流，A）。當I大于4000A時(shí)，可得R不大于0.5Ω?，F在變電站防雷接地設計中，不論戶(hù)內式還是戶(hù)外式變電站，接地電阻一般按不大于0.5Ω設計。
由于變電站各級電壓母線(xiàn)接地故障電流越來(lái)越大，在接地設計中要滿(mǎn)足電力行業(yè)標準要求R≤2000/I是非常困難的?，F行標準對接地電阻值規定要放寬到5Ω，但是放寬是有附加條件的，這就是需要滿(mǎn)足接地標準的相關(guān)規定，根據工程的具體條件，在不超過(guò)5Ω的某一個(gè)范圍內都是合格的。這就為我們接地設計和施工增加了靈活性，不必在變電站的接地工程中花費巨額投資，追求0.5Ω的接地電阻值。所以，現行標準并沒(méi)有降低對接地網(wǎng)整體性的要求，而是對接地網(wǎng)的安全性要求更高更全面了，這就是接地設計必須遵循的原則和電網(wǎng)運行對接地網(wǎng)的考核要求。
變電站的接地網(wǎng)一般為網(wǎng)格式地網(wǎng)，論形式可分為長(cháng)孔接地網(wǎng)和方孔接地網(wǎng)。水平接地帶間距通常為5.0-8.0m。除了在避雷針(線(xiàn)）和避雷器需加強分流處裝設垂直接地極外，在地網(wǎng)周邊和水平接地帶交叉點(diǎn)設置2.5-6.0m的垂直接地極，進(jìn)所大門(mén)口設帽檐式均壓帶，接地網(wǎng)結構是水平地網(wǎng)與垂直接地極相結合的復合式地網(wǎng)。另有一些工程采用不等間距網(wǎng)格布置，是以水平接地帶為主的地網(wǎng)。不等間距的網(wǎng)格布置尺寸的確定有2種方式：①由接地計算程序輸入相關(guān)數據計算確定；②根據以往工程經(jīng)驗，在采用不等間距網(wǎng)格布置時(shí)，盡量將水平接地帶靠近設備，以便縮短設備引下線(xiàn)長(cháng)度。
2、目前變電站防雷接地面臨的主要問(wèn)題
2.1接地網(wǎng)系統
若接地裝置的接地電阻過(guò)大，接地裝置的地電位就會(huì )抬高，《交流電氣裝置的接地》規程中規定，因此要求接地網(wǎng)電位低于2KV。事實(shí)上對于大接地短路電流系統，隨著(zhù)電力系統容量的增大，流經(jīng)接地網(wǎng)的入地短路電流也大大增加，可能高達10KA以上，即使接地電阻在0.5Ω，接地電壓也高達5KV以上。在這種情況下，如接地網(wǎng)的均壓、分流和限流措施不好，當系統發(fā)生單相接地故障時(shí)，就會(huì )造成電網(wǎng)的局部地帶跨步電壓和接觸電壓過(guò)大，可能發(fā)生人身電擊傷害事故。在變電站接地裝置局部腐蝕、導體截面不等、土壤電阻率不均勻、設備接地引下線(xiàn)過(guò)長(cháng)等情況下以及在故障短路電流作用下，都將導致接地網(wǎng)中出現高的電位差。
2.2土壤因素
位于高土壤電阻率地區的變電站,在不采取任何降阻措施的情況下,要達到0.5Ω的設計要求非常困難。多年來(lái),設計人員大多采用外引接地體(實(shí)為增大接地網(wǎng)面積)、深埋接地體、換土回填、添加降阻劑、采用深井接地等手段來(lái)降低接地電阻,勉強使變電站在投運初期達到設計規定的0.5Ω,但隨著(zhù)變電站運行時(shí)間的推移,降阻手段將逐年失效接地電阻仍會(huì )逐年上升,突破設計規范規定。因此,高土壤電阻率地區的接地設計如硬性采取各類(lèi)降阻措施,不一定能達到很好的效果且在經(jīng)濟上極不合理,很有必要探討不同地區、不同條件的變電站接地電阻統一采用不大于0.5Ω的標準是否合適[2]。
2.3地網(wǎng)的結構
變電站的接地裝置，大多數都是以水平接地極為主，外緣閉合，內部敷設若干均壓導體的接地網(wǎng)。在以往的設計中，均壓導體一般按等間距布置。由于端部效應和鄰近效應，各均壓導體散流很不均勻，接地網(wǎng)邊緣部分的導體散流大約是中心部分的3～4倍，因此，地網(wǎng)邊緣部分的電場(chǎng)強度比中心部分高，電位梯度較大，整個(gè)地網(wǎng)的電位分布不均勻，且不均勻程度隨接地網(wǎng)面積的增大和網(wǎng)孔數的增多而越來(lái)越嚴重。因此，接地網(wǎng)采用不等間距布置均壓導體更為合理。該布置形式中部間距大，邊緣間距小，大大減少了電位梯度分布不均勻。
3、接地新技術(shù)的應用
3.1高密電法測量土壤電阻率
土壤電阻率的準確性也關(guān)系到接地的質(zhì)量，由于土壤結構、層次較為復雜，土壤電阻率分布不均勻，針對高土壤電阻率地區，采用高密電法測量土壤電阻率代替傳統的測量方式。高密電法是采用高密度測點(diǎn)的電法勘探新技術(shù)，觀(guān)測精度高，數據采集可靠，由電腦程序控制給電極供電，各種地下隱患如裂縫、洞穴、軟弱夾層在探測成果圖上有明顯、直觀(guān)的反映，提高了野外工作效率而且更形象的反映出巖土體的電斷面的電性分布和結構特征，從而獲得豐富的地質(zhì)信息，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
3.2異頻大電流接地電阻測試技術(shù)
接地阻抗應該是接地裝置對遠方電位零點(diǎn)的阻抗。目前傳統的接地阻抗測量方法為三極電位補償法（圖1），包括我國電力部門(mén)仍大量使用的0.618法和30度夾角法。根據使用儀器的不同，又產(chǎn)生了許多的測量方法，如電壓一電流法、電橋法(搖表法)、電位計法等。
接地阻抗測量的主要干擾是工頻干擾。由于電力系統三相負荷不平衡及輸電線(xiàn)路三相電參數不對稱(chēng)，在中性點(diǎn)接地系統中就有不平衡電流經(jīng)接地網(wǎng)工頻干擾電流。
異頻測量是指使用異頻電源注入接地網(wǎng)的電流信號頻率避開(kāi)工頻，以便于從測量信號中去除干擾信號，利用頻譜技術(shù)提取有用信號，采用計算機進(jìn)行數據處理，能消除地網(wǎng)中的工頻及高頻干擾，提高了接地電阻測量的準確性。