高土壤電阻率地區(qū)變電站接地處理

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1、高土壤電阻率地區(qū)變電站接地處理GroundingTreatmenlinSubStationinHighSoilResistivityArea唐世宇，莫文強(qiáng)，周艷玲(重慶市電力公司，重慶)摘要：通過(guò)一個(gè)高土壤電阻率變電站接地的處理過(guò)程，介紹了部分接地技術(shù)的正確應(yīng)用及其效果，指出采用換土、深孔等降低接地電阻值方法的局限性，提出在高土壤電阻率地區(qū)不必片面追求低的接地電阻值，在防止電位轉(zhuǎn)移、驗(yàn)算：接觸電壓和跨步電壓并采取均壓措施后，可取一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)值。關(guān)鍵詞：土壤電阻率；接地；換土；深孔中圖分類(lèi)號(hào)：TM63文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編

2、號(hào)：1003—6520（2006）03-0121-02重慶電網(wǎng)某新建110kV變電站地處喀斯特砂巖地質(zhì)基礎(chǔ)上的垂直40m深度巖層無(wú)裂縫、無(wú)泥土、無(wú)滲水的整體石頭山巒上，可供接地網(wǎng)用地面積S小(約3500m2)，土壤電阻率P>2000Ωm，對(duì)該站接地電阻R而言，整個(gè)地質(zhì)情況非常惡劣。對(duì)此設(shè)計(jì)人員處理地網(wǎng)時(shí)，將水平接地體(深約0.6m)和垂直接地體(深約5m)周?chē)鷰r石更換為P約50Ωm的泥土，并以此設(shè)計(jì)出R≯0.5Ω的方案。施工后實(shí)測(cè)R＝14.2Ω，比設(shè)計(jì)值高約30倍，使整個(gè)輸變電工程不能投運(yùn)。囚經(jīng)驗(yàn)不足，經(jīng)3次處理后R才

3、基本合格?，F(xiàn)介紹地網(wǎng)處理情況，供同行借鑒。1前兩次接地處理第1次處理：開(kāi)挖所有水平接地極，清理所有石塊并重新回填P約50Ωm的泥土；主地網(wǎng)原垂直接地極不變，增設(shè)76個(gè)Φ0.2m、深6～7m的垂直孔，用50mm×50mm的角鋼作接地極。處理后測(cè)得R＝11.6Ω，比14.2Ω下降了22％。第2次處理：在站內(nèi)#1主變一側(cè)增設(shè)1個(gè)Φ0.2m、深約45m的深孔接地極并灌注導(dǎo)電混凝土；在站外1m靠擋墻一側(cè)增設(shè)4個(gè)Φ0.2m、深約6m的深孔接地極并灌注導(dǎo)電混凝土；再次開(kāi)挖所有水平接地極并全部重新?lián)Q土。處理后測(cè)得R＝9.6Ω，比11.

4、6Ω下降了13％。實(shí)測(cè)表明上兩次處理均未實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的。2問(wèn)題分析設(shè)計(jì)與施工隊(duì)伍用換土方式來(lái)降低R，但在方式上存在認(rèn)識(shí)誤區(qū)：用P約50Ωm的土壤更換接地體周?chē)逷土壤后計(jì)算出下面分析其錯(cuò)誤。計(jì)算R時(shí)將接地網(wǎng)等效為半徑r1的接地金屬半球體，其表面至半徑rx的半球體的擴(kuò)散電阻為:應(yīng)注意，這里P是指自>r1外至地中流散電流密度→0的區(qū)域內(nèi)的P，而非金屬接地體周?chē)腜,將金屬接地體周?chē)哪嗤粮鼡Q為低P的泥土或采用降阻劑對(duì)降低地網(wǎng)只無(wú)太大意義，僅僅將接地極半徑擴(kuò)大而已。本變電站實(shí)際設(shè)計(jì)的R應(yīng)為:，而非0.42Ω理論計(jì)算值16.9Ω

5、與施工后實(shí)測(cè)值0.42Ω相差無(wú)幾。若要用換土方法來(lái)降低R，則需在大于幾倍rl以外的幾何體積進(jìn)行大范圍換土或加降阻劑。第1次處理時(shí)換土無(wú)意義，而增設(shè)76個(gè)垂直接地極則有一定意義。單根垂直接地極接地電阻[1]為當(dāng)垂直接地極長(zhǎng)度L=6～7m取6.5m,接地極等效直徑(即0．84倍角鋼邊長(zhǎng))時(shí)，計(jì)算出。但因屏蔽作用，R不是簡(jiǎn)單的76個(gè)R，并聯(lián)，故第1次處理后R由14.2Ω降為11.6Ω，效果不理想。第2次處理時(shí)換土仍無(wú)意義；在站外增設(shè)4個(gè)深孔接地極相當(dāng)于擴(kuò)大了地網(wǎng)面積，在站內(nèi)增設(shè)1個(gè)Φ0.2沒(méi)、深約45m的深孔接地極并灌注導(dǎo)電

6、混凝土，這本身很好，遺憾的是接地極太少，且未強(qiáng)調(diào)孔要鉆到一定深度且有水滲透的泥層上，故不能保證地中電流順利擴(kuò)散。當(dāng)L＝45m，P＝2000Ωm，d＝0.042m時(shí)，由上述R，公式計(jì)算出單根深孔接地極的RV＝57Ω。第2次處理后R由11.06Ω降為9.6Ω，效果仍不理想，末達(dá)到規(guī)程要求。3第3次接地處理實(shí)際上在P高達(dá)2000Ωm、S僅為3000m2的土地上要做到R<0．5Ω很難。為此，標(biāo)準(zhǔn)[1]規(guī)定一般情況下R≤2000／I，其中I為計(jì)算用流經(jīng)接地裝置的入地短路電流，A。當(dāng)不能滿(mǎn)足此規(guī)定時(shí)，可增大R≯5Ω，但應(yīng)防止電位轉(zhuǎn)

7、移，并驗(yàn)算接觸電壓Ut和跨步電壓Us。據(jù)此制定了滿(mǎn)足規(guī)程要求的第3次接地處理方案。(1)對(duì)接地電阻值的處理在站外附近鉆7個(gè)Φ0.2m、深過(guò)40m的外引深孔接地極并鉆至滲水層，孔距>1／2孔深。完成后將7個(gè)深孔電極(其工頻接地電阻Rv，值見(jiàn)表1)與主地網(wǎng)連接，測(cè)得R＝3Ω，滿(mǎn)足規(guī)程要求。表1單個(gè)深孔的工頻接地電阻值Ω孔號(hào)#1#2#3#4#5#6#7R。11131li8211420(2)有關(guān)地電位的驗(yàn)算(a)接觸電壓Ut，和跨步電壓Us，的公式：，，其中Pf為人腳站立處地表面的土壤電阻率，t為接地短路電流的持續(xù)時(shí)間。當(dāng)PI

8、＝2000Ωm，t＝1s時(shí)，驗(yàn)算得允許值Ut＝514V，Us＝l574V。(b)接地網(wǎng)最大跨步電壓Usmax。的公式[1]為:Usmax=KsmaxUg=KsmaxIR,，其中Ksmax＝1.28×(((L一L1)／L)×0.41／S0.25+(L1／L)×0.476／ln(9.02／d))，為跨步系數(shù)[3]；Ug為接地裝置的電位