城市小型化变电站接地降阻措施研究

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1、城市小型化变电站接地降阻措施研究【摘要】文中对城市小型化变电站接地降阻措施难点进行了介绍，并对适用于城市小型化变电站的具体降阻措施进行了深入分析，并着重对降阻剂的使用和深井接地法进行了着重分析；同时，对压力灌降阻剂法进行了探讨。【关键词】降阻措施；降阻剂；深井法；接地电阻0.前言随着电力系统的发展，入地短路电流越来越大，接地装置对设备和人身安全的影响也越来越大。在这种情况下，研究城市小型化变电站[1]的接地降阻，从而找出最适合城市小型化变电站的降阻措施，成了进一步发展城市小型化变电站的关键。1.城市小型化变电站接地降阻难点分析（1）城市小

2、型化变电站大都位于市区内。大城市市区的用电负荷较大，因而变电站的入地短路电流也较大。接地电阻的目标值可按R=（R为接地电阻，I为单相入地短路电流）来确定，由于小型化变电站的入地短路电流较大，接地电阻的目标值就会较低，接地电阻要求较严格[2]。6（2）城市小型化变电站所占用的面积一般都很小，而且与周围建筑相结合。接地电阻可以用R=0.5×（ρ为土壤电阻率，S为接地网总面积）来近似计算，由于S一般都很小，所以，把其接地电阻降至目标值以下，往往不是一件很容易的事。（3）城市小型化变电站由于与周围建筑相结合，其安全性问题更加重要[3，4]，必须严

3、格限制其跨步电压。如果变电站地网与居民楼地网相连，则可利用居民楼地网来进一步降低接地电阻，既降低了接地电阻又能大量减少物资投入。但城市小型化变电站与市区内居民建筑相结合，相连与否的安全性问题则是至关重要的问题。论证建筑物地网与居民楼地网的安全性问题是城市小型化变电站接地措施的重要问题。（4）城市小型化变电站其送出线路一般都是通过地下铠装电缆引出的，若果接地措施做的不好，则很容易造成高电位外引。2.城市小型化变电站接地降阻措施2.1基本降阻措施简介目前国内降低变电站接地网工频接地电阻的几种有效方法有，深井式接地极法，扩网或水下地网法，填充电

4、阻率较低物质或降阻剂，外引接地法等[5～7]。2.2城市小型化变电站降阻措施6从城市小型化变电站的特点说起，其具有占地面积小，周边环境复杂的特点，所以能选用的降阻措施必须占用的面积要小，且不应对周边环境产生大的影响，最好没有影响。根据这些特点，降阻剂、深井接地极法、利用自然接地体法都可用于城市小型化变电站的接地降阻；但外延接地、设置水下地网不适合作为城市小型化变电站的降阻措施。2.2.1降阻剂的使用降阻剂一般由多种成份组成，其中含有细石墨、膨润土、固化剂、润滑剂、导电水泥等。它是一种良好的导电体，将它使用于接地体和土壤之间，一方面能够与金

5、属接地体紧密接触，形成足够大的电流流通面；另一方面它能向周围土壤渗透，降低周围土壤电阻率，在接地体周围形成一个变化平缓的低电阻区域，进而在限定空间内有效降低接地电阻。降阻剂是比较适合于城市小型化变电站接地降阻的，其工程量小，有利于减少投资。2.2.2深井接地在深层土壤的土壤电阻率低于表层的土壤电阻率时，深井式接地极法也是不错的选择。采用深井式接地极可减少占地，接地装置的接地电阻受气候影响较小，因接地问题在厂、站内解决不与周围发生关系，因而受到电力系统的偏爱。2.2.3自然接地法6利用自然接地体法是目前很受欢迎的一种做法。利用城市的地下供、

6、排水管道和建筑物混凝土结构物中的钢筋骨架、金属结构物，以及各种接地装置利用直接埋入地中或水中的管道作为自然接地极，既降低了工程量，又节约了投资成本，可谓一举两得。2.2.4外延接地外延接地可以在变电站2000m范围内引外接地极，但在城市中由于土地资源有限，而且多高楼大厦和马路，外延接地就很难实现。在城市中水资源一般都比较缺乏，而设置水下地网法需要丰富的水资源，最好水库、江河之类，而在城市中一般不具备这种条件。所以设置水下地网法也不适用于城市小型化变电站。3.降阻新方法探讨由于城市小型化变电站占地面积较小，所以运用的降阻措施必须符合其这一特

7、点，且尽量不影响周边环境，深孔爆破制裂-压力灌降阻剂法是比较符合城市小型化变电站降阻要求的方法。压力灌降阻剂法是指采用钻孔机在地中垂直钻一定直径，深度一般为10～80m的孔，在孔中插入电极，然后沿孔的整个深度隔一定距离安放一定的炸药进行爆破，将岩石爆裂、爆松，接着用压力机将调成浆状的降阻剂压入深孔中及爆破制裂产生的缝隙中，以达到通过降阻剂将地下巨大范围的土壤内部沟通及加强接地电极与土壤（岩石）的接触，从而较大幅度降低接地电阻的目的。3.1压力灌降阻剂法对降低接触电阻的作用6城市小型化变电站接地装置的接地电阻实际上由引线电阻（包括引线与接地

8、装置的连接电阻）Rl，组成接地装置本身的导体电阻Rs、接地装置与土壤的接触电阻Rc及土壤的散流电阻Rd组成。一般来说，Rl及Rs极小，可忽略。因此一个接地装置的接地电阻实际上主要由接地装置与土