高土壤电阻率地区变电站接地处理

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1、高土壤电阻率地区变电站接地处理GroundingTreatmenlinSubStationinHighSoilResistivityArea唐世宇，莫文强，周艳玲(重庆市电力公司，重庆)摘要：通过一个高土壤电阻率变电站接地的处理过程，介绍了部分接地技术的正确应用及其效果，指出采用换土、深孔等降低接地电阻值方法的局限性，提出在高土壤电阻率地区不必片面追求低的接地电阻值，在防止电位转移、验算：接触电压和跨步电压并采取均压措施后，可取一个适当的数值。关键词：土壤电阻率；接地；换土；深孔中图分类号：TM63文献标识码：B文章编号：1003—6520（2006）03-0121-02重庆电网某新建1

2、10kV变电站地处喀斯特砂岩地质基础上的垂直40m深度岩层无裂缝、无泥土、无渗水的整体石头山峦上，可供接地网用地面积S小(约3500m2)，土壤电阻率P>2000Ωm，对该站接地电阻R而言，整个地质情况非常恶劣。对此设计人员处理地网时，将水平接地体(深约0.6m)和垂直接地体(深约5m)周围岩石更换为P约50Ωm的泥土，并以此设计出R≯0.5Ω的方案。施工后实测R＝14.2Ω，比设计值高约30倍，使整个输变电工程不能投运。囚经验不足，经3次处理后R才基本合格。现介绍地网处理情况，供同行借鉴。1前两次接地处理第1次处理：开挖所有水平接地极，清理所有石块并重新回填P约50Ωm的泥土；主地网原

3、垂直接地极不变，增设76个Φ0.2m、深6～7m的垂直孔，用50mm×50mm的角钢作接地极。处理后测得R＝11.6Ω，比14.2Ω下降了22％。第2次处理：在站内#1主变一侧增设1个Φ0.2m、深约45m的深孔接地极并灌注导电混凝土；在站外1m靠挡墙一侧增设4个Φ0.2m、深约6m的深孔接地极并灌注导电混凝土；再次开挖所有水平接地极并全部重新换土。处理后测得R＝9.6Ω，比11.6Ω下降了13％。实测表明上两次处理均未实现设计目的。2问题分析设计与施工队伍用换土方式来降低R，但在方式上存在认识误区：用P约50Ωm的土壤更换接地体周围高P土壤后计算出下面分析其错误。计算R时将接地网等效为

4、半径r1的接地金属半球体，其表面至半径rx的半球体的扩散电阻为:应注意，这里P是指自>r1外至地中流散电流密度→0的区域内的P，而非金属接地体周围的P,将金属接地体周围的泥土更换为低P的泥土或采用降阻剂对降低地网只无太大意义，仅仅将接地极半径扩大而已。本变电站实际设计的R应为:，而非0.42Ω理论计算值16.9Ω与施工后实测值0.42Ω相差无几。若要用换土方法来降低R，则需在大于几倍rl以外的几何体积进行大范围换土或加降阻剂。第1次处理时换土无意义，而增设76个垂直接地极则有一定意义。单根垂直接地极接地电阻[1]为当垂直接地极长度L=6～7m取6.5m,接地极等效直径(即0．84倍角钢边

5、长)时，计算出。但因屏蔽作用，R不是简单的76个R，并联，故第1次处理后R由14.2Ω降为11.6Ω，效果不理想。第2次处理时换土仍无意义；在站外增设4个深孔接地极相当于扩大了地网面积，在站内增设1个Φ0.2没、深约45m的深孔接地极并灌注导电混凝土，这本身很好，遗憾的是接地极太少，且未强调孔要钻到一定深度且有水渗透的泥层上，故不能保证地中电流顺利扩散。当L＝45m，P＝2000Ωm，d＝0.042m时，由上述R，公式计算出单根深孔接地极的RV＝57Ω。第2次处理后R由11.06Ω降为9.6Ω，效果仍不理想，末达到规程要求。3第3次接地处理实际上在P高达2000Ωm、S仅为3000m2的

6、土地上要做到R<0．5Ω很难。为此，标准[1]规定一般情况下R≤2000／I，其中I为计算用流经接地装置的入地短路电流，A。当不能满足此规定时，可增大R≯5Ω，但应防止电位转移，并验算接触电压Ut和跨步电压Us。据此制定了满足规程要求的第3次接地处理方案。(1)对接地电阻值的处理在站外附近钻7个Φ0.2m、深过40m的外引深孔接地极并钻至渗水层，孔距>1／2孔深。完成后将7个深孔电极(其工频接地电阻Rv，值见表1)与主地网连接，测得R＝3Ω，满足规程要求。表1单个深孔的工频接地电阻值Ω孔号#1#2#3#4#5#6#7R。11131li8211420(2)有关地电位的验算(a)接触电压Ut

7、，和跨步电压Us，的公式：，，其中Pf为人脚站立处地表面的土壤电阻率，t为接地短路电流的持续时间。当PI＝2000Ωm，t＝1s时，验算得允许值Ut＝514V，Us＝l574V。(b)接地网最大跨步电压Usmax。的公式[1]为:Usmax=KsmaxUg=KsmaxIR,，其中Ksmax＝1.28×(((L一L1)／L)×0.41／S0.25+(L1／L)×0.476／ln(9.02／d))，为跨步系数[3]；Ug为接地装置的电位