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1、山区水电站接地改造工程的设计探讨福州市防雷减灾管理办公室任秀文摘要:本文通过对某水电站存在的接地电阻偏高的原因的讨论，对山区水电站在接地上普遍存在的土壤电阻率高，可用场地小，地势险峻、地形复杂等因难因素进行了分析分析。依据在典型水电站在接地改造中取得的成功经验，提出了利用深井接地、电解离子接地体、并添加长效降阻剂降阻等复合的降阻措施对山区水电站在接地设计和降阻改造的方法。关键词:山区水电站接地电阻深井接地电解离子接地1、引言对于大多数山区水电站来说，一般都存在着土壤电阻率偏高、场地狭小、土层薄且土质大多
2、为风化石、砂子，有的甚致根本沒有土层、完全为石头，土壤电阻率高达2000--3000Ω.m,有的甚致高达5000--8000Ω.m。因而给水电站的接地造成了许多困难，使许多山区水电站接地电阻严重偏高。山区水电站所在的地方，往往是雷电活动强烈的地方，由于水电站的接地电阻偏高,对防雷造成了极为不利的影响。如避雷器动作后由于残压叠加上接地电阻上的压降后,会使加到发电机等电气设备上的电压高而危及发电机等电气设备的绝缘。或者当雷电流入地时,电气设备外壳或接地引下线上产生较高的“反击”过电压而向二次线产生反云。同时
3、也会在雷电流入地时冲击电位升高,产生严重的冲击电而干扰而影响微机保护、综合自动化系统的安全运行。近年来因为接地不良产生的雷电打坏主设备、打坏微机保护等控制设备的事故在中小型水电站时有发生,因而应对中小型水电站的接地问题引起充分的重视。进行认真的研究和探讨,找到有效降低山区小电站接地装置接地电阻的措施,做好山区水电站接地的降阻改造工作,保证水电站安全运行。2、案例项目概况某220KV输变电工程是某主电网保障供电的重点工程；该变电站目前已进入电力设备安装阶段。按照设计院原来的设计图纸，该变电站的接地网已经完
4、工，处于待验收阶段。整个变电站的接地网除了变电站围墙以内部分外，尚包括路边和后面山上和水沟外的一部分，总面积2达到25000米，施工和设计单位自己的初步测试结果是R=1.6Ω，离设计要求R≤0.5Ω的差距还很大。该接地网属于以水平接地体为主的大型地网，垂直接地体（一般是镀锌角钢L50×5×2500mm）只起集中接地极的作用（如避雷针、避雷线引下处和主变接地处等）。对于这样的大型复合接地网，根据电力行业标准《交流电气装置的接地》DL/T621—1997附录A（标准的附录）中的规定，接地电阻值可以用以下的简
5、易公式来计算或估算：------------------------------------------（公式1）式中：R——接地网的接地电阻，Ω；ρ——土壤电阻率，Ω*m；2S——接地网的面积，m；从（1）式可以看出接地装置的接地电阻，与土壤电阻率ρ成正比，与接地网的面积的开方值s成反比,山区水电站由于土壤电阻率高、土质差、土层薄、接地体埋深不够、地网面积小，这就是造成接地电阻偏高的主要原因。2将R=1.6Ω、S=38000m代入该式可以得到：ρ=623Ω·m；查看《变电站土壤视电阻率测量成果》的报告
6、，此土壤电阻率视在值应为5～15米中层土壤的电阻率，也就是说此地网现在的水平接地体和垂直接地体埋深等效位于此层土壤环境内。依据《变电站土壤视电阻率测量成果》的报告，此环境的电阻率垂直分布曲线的拐点在20米左右，也就是说20米为土壤分层点。目前，为了降低接地电阻，施工方已经按照图纸要求做了5个深井接地极，但由于深井打到20多米时已碰到岩石层，所以没有达到设计图纸40米深井的要求。变电站所在地址原来的地貌是：三个方向均为高地，另一个方向为低地，有两条溪沟流过，基础施工时，在低地的一面作了约4～5米高的护坡，
7、然后将整个地基垫高到现在的平面，取土主要来自变电站后面的高地，并在该高地也作了护坡。这样，就使得变电站入口方向的土壤层比后面的土壤层要厚，15米以下土壤电阻率的测试表也基本反映了这个趋势。接地网作为变电站交直流设备接地及防雷保护接地，对系统的安全运行起着重要的作用。随着电力系统电压等级的升高及容量的增加，接地不良引起的事故扩大问题屡有发生。因此，变电站的接地问题越来越受到重视。为保证电力系统的安全运行，降低接地工程造价，本设计采用了最经济、合理的接地网设计思路。3、山区水电站接地电阻偏高的原因分析1山区
8、水电站一般接地电阻偏高的原因主要是以下原因造成的:（1）、土壤电阻较高造成,山区的土壤电阻率一般都偏高,特别是南方山区水电站的土壤电阻率一般都在2000--3000Ω.m,严重的甚致高达5000Ω.m。如我们在浙江某山区水电站四周测量土壤电阻率,低的为800Ω.m,大多在2000Ω.m.高的地方甚致达6000Ω.m。因接地装置的接地电阻与土壤电阻率成正比,接地装置面积一定时,土壤电阻率愈高,接地装置的接地电阻也就愈高,降阻难度也就愈大。（2
