沿海高土壤电阻率地区牵引变电所接地降阻设计

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1、沿海高土壤电阻率地区牵引变电所接地降阻设计　　摘要：牵引变电接地系统是实现电气化铁路安全运行的重要保障措施之一，其设计直接关系到电气设备和人身的安全、铁路系统运行状态。各种接地材料的类型及导体连接方式的选择则直接影响到接地系统的成本、安全和寿命。本文以海南东环铁路高土壤电阻率地区牵引变电所为例，结合当地地质条件进行充分研究，推出了一套行之有效的接地降阻方案。关键词：牵引变电所沿海高土壤电阻率接地降阻Abstract:Thegroundingsystemoftractionsubstationisoneofimportantsafeguard

2、softheelectrifiedrailway,itsdesignisdirectlyrelatedtoelectricalequipment,personalsafetyandrailwaysystemrunningstatus.Allkindsofearthingconductormaterialtypesandthechoiceofconnectionmodearedirectlyaffectingtheearthingsystemofthecost,safety,andusefullife.Takingthehighsoilres

3、istivityareatractionsubstationofHainan-EastRailwayasanexample,thisarticleadequatelyresearchaneffectivegrounding8resistancereductionschemewitchiscombiningwithlocalgeologicalconditions.Keywords:Tractionsubstation,Coastal,highsoilresistivity,groundingresistancereduction中图分类号：

4、文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）引言牵引变电接地系统是实现电气化铁路安全运行的重要保障措施之一，其设计直接关系到电气设备和人身的安全、铁路系统运行状态，各种接地材料的类型及导体连接方式的选择则直接影响到接地系统的成本、安全和寿命。本文以海南东环铁路高土壤电阻率地区牵引变电所为例，结合当地地址条件进行充分研究，推出了一套行之有效的接地方案。海东线牵引变电接地网设计原则根据本线地质勘测资料，各所场坪的土壤条件差异很大，土壤电阻率最低为新三亚牵引变电所59Ω·m，最高为英州牵引变电所2238Ω·m。具体情况见下表：牵引变电所

5、本线牵引变电所亭的接地网主要设计原则如下：8（1）各所均设置以水平接地体为主、相隔适当距离加垂直接地体为辅的网格式接地装置。牵引变电所、分区所接地网埋深为0.8m，均压带平均间距为5m至10m。（2）接地体采用铜铰线作水平接地网，用铜镀钢棒作垂直接地极，接地体之间的连接采用熔焊焊接。（3）牵引变电所接地网的接地电阻不大于0.5Ω；分区所接地网的接地电阻应不大于4Ω。以常用复合接地网工频接地电阻计算公式：，可初步测算出不采取特殊措施时，各所接地网接地电阻值见下表：海东线接地降阻计算案例以本线土壤电阻率最高的英州牵引变电所为例进行接地降阻设计。

6、根据本所地质勘测返回资料，本所为冲洪积平原地貌，地形平坦开阔，土壤构成主要为松软土、粉质黏土及花岗岩，平均土壤电阻率为2238Ω·m。（1）降低接地电阻最最简单有效的方式是扩大接地网面积，根据接地网计算公式，反推当R取目标值0.5Ω时，接地网面积S为5008644m2。而目前英州牵引变电所现有有效接地面积仅3380m2，与5008644m2相差悬殊，所以，本所仅靠扩大接地网面积的方法降低接地电阻是无法实现的。8（2）另一传统降低接地电阻的方法是敷设降阻剂，它的原理是将所内部分土壤用降阻剂替换，并辅助打多口深井，即可将接地网等效于一个半球接地

7、体，根据接地电阻计算公式，其中r为等效球体的半径，即为接地井深度，反推出当R取目标值0.5Ω时，r为713m。根据本所的地质条件，如打多处深达713m的深井，成本相当高，且施工难度巨大，无法实现。（3）从接地电阻计算公式可看出，r取值越大，接地电阻值就越小。而采用打深井的方法成本很高，在海南东环线牵引变电所接地降阻设计中，选用了防腐电解极产品。该电解极内填装无毒化合物晶体，敷设于土壤中，作为释放电解质的载体，电解极表面设有呼吸孔，可以吸收土壤中的水分，使内部的晶体变为电解质溶液从呼吸孔中排出，逐渐向四周砂纸粘土的纵深方向和岩石表面渗透，使原

8、来砂岩地质结构形成一个良好的电解质导电通道，大范围地降低土壤电阻率。接地降阻具体计算过程如下：①水平复合接地网接地网总面积S=3380m2水平接地极总长度L=856m水平接地极埋