基于水电站接地设计的研究

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1、基于水电站接地设计的研究　　【摘要】接地装置是水电站防雷的主要措施，是确保人身和设备安全的关键，因此，做好水电站接地设计工作意义重大。本文针对水电站的实际特点，对电站接地设计进行了阐述，为水电站的安全运行保驾护航。　　【关键词】水电站接地装置设计　　随着我国电力系统电压水平的不断提高和系统容量的不断增大，接地故障电流和发电站、高压配电装置接地网的面积亦不断增大。接地装置是电站或变电站电气设备中重要的部分，也是设计工作中的一个重要内容。为了保障人员的人身安全，确保设备的安全稳定运行，避免和减小雷击的损害，在水电站接地设计中，要采取经济、可行、合理的接地方案使整个地网的接地电阻满

2、足要求，将水电站内外的接触电势、跨步电势和转移电势限制在安全值内，使电站接地装置构成均衡电位接地系统。　　1接地电阻确定　　传统设计一般认为，大接地短路电流系统的接地电阻R≤Ω，小接地短路电流系统和低压系统接地电阻R≤4Ω则满足接地电阻要求，而忽视短路电流的大小对接地电阻的影响，这是不恰当的。如，在大接地短路电流系统中，若强硬规定接地电阻达到Ω则满足接地要求，当电网的接地故障电流I>4000A时，接地电阻按R≤XX/I计算就会小于Ω，此时接地电阻就达不到系统接地要求，短路故障情况下就可能会直接危及人员或设备安全；或当接地故障电流I　　2接地网型式　　水电站的接地网一般由水工建

3、筑物、通航建筑物、电站厂房建筑物、变电站等处的自然接地网和人工接地网组成，各个自然接地网和人工接地网至少用两根接地干线连接，构成全厂的总接地系统。自然接地体主要由泄洪闸坝、船闸、拦污栅、排沙洞、主副厂房等部位的钢筋网、闸门槽、压力钢管、尾水管金属里衬等钢构件组成，对水工结构中的接地钢筋网需进行焊接，以保证电气的连通。当利用自然接地体接地，接地电阻不满足要求时和在高压配电装置的场地应设置人工接地网。人工接地网以水平接地体为主，垂直接地体为辅敷设，设计应尽量降低网内的接触电位差和跨步电压差。人工接地网外缘闭合，外缘各角做成圆弧形，圆弧半径不宜小于均压带间距的一半，接地网内敷设有水

4、平均压带，埋深不小于。　　接地网型式有有长孔和方孔两种，如图1所示。　　长孔布置与方孔布置方式相比，存在以下问题：　　长孔地网某一条均压线断开时，均压带的分流作用明显降低。方孔地网纵、横向均压带相互交错，当某条均压线断开时，对分流效果影响不大，优于长孔地网。　　长孔地网均压线距离较长，发生接地故障时，沿均压线电压降较大，易造成二次控制电缆和设备损坏。而方孔网均压效果较好且可靠性高。　　因此，在接地网设计时，条件允许时采用方孔均压网设计更为可靠，利于提高接地安全性，应优先并着重予以考虑。　　3接地材料的选择　　接地材料一般选用结构钢制成，选用时必须对材料进行检查，材料不应存在严

5、重的锈蚀、厚薄或粗细不均匀等现象。　　接地材料的直径或截面，应符合载流量、短路时自动切除故障段时间以及热稳定与均压的要求，且不应小于表1所列规格。　　垂直接地体通常采用角钢或钢管制成，虽然角钢制成的接地体在散流效果方面比钢管差一点，但施工难度小、成本低，所以现场安装一般采用角钢。规范中要求的比较理想的为50mm×50mm×5mm的镀锌角钢，但从防腐角度和增加使用年限考虑，逐渐改用63mm×63mm×6mm的镀锌角钢，实践中也证明其防腐效果较好，镀锌角钢或扁钢宜采用热镀锌材料。　　4防腐措施　　接地体的腐蚀是一个普遍存在的问题，由于腐蚀，接地线不能满足接地短路电流热稳定的要求，

6、或者形成电气上的开路，使设备失去接地。接地体的腐蚀速度与该接地体所处地区土质、气候和周围环境等诸多因素有关，设计应根据当地实际情况确定，可采取增大接地体截面和厚度，或采用防腐材料。一般，人工接地网较容易发生腐蚀，如变电站设备构架接地引下线离地约30cm段，电缆沟内的接地线、各接地线之间的焊接头等。　　主接地网的防腐措施　　对接地体涂防锈漆或镀锌。　　采用降阻防腐剂。降阻防腐剂为弱碱性，pH值为10，而大多土壤为弱酸性，pH值为6，故可减弱对铁元素的腐蚀作用。　　因地制宜选择抗腐蚀性能好的材料，使设计更合理、经济。如腐蚀较严重的变电站选取热镀锌钢、铜包钢或防腐导电材料，腐蚀轻微

7、的变电站选用热镀锌钢或增大接地材料的截面或厚度。　　采用无腐蚀性或腐蚀性小的土壤回填接地体，并避免施工残物回填，尽量减小导致腐蚀的因素。　　接地引下线的防腐措施　　采用特殊防腐措施。在接地体周围，尤其在拐弯处加适当的石灰，提高pH值；或在其周围包上碳素粉加热后形成复合钢体。另外，在接地引下线地下近地面10～30cm处套一段绝缘，如塑料管等，以防腐蚀。　　5降阻措施　　充分利用自然接地体降阻　　大多数水电站建设在山区、河流的峡谷地区，位于坚固的岩石基础上。接地一方面受到地形的限制，另一方面由于地电阻率极高