关于110kvхх变电站接地降阻措施分析及效果分析

摘要: 对110kvхх变电站所处的地形、地势和土壤电阻率及其在水平和垂直方向上的分布进行了分析,对变电站的接地电阻偏高的原因及以往历次改造的措施和改造过程所走的弯路进行了探讨和研究,总结了历次改造的经验和教训;总结了最后成功的经验，从而分析、探讨了大中型接地装置应采用的降阻措施和降阻方法以及降阻防腐材料的应用。
　　关键词: 接地装置 接地电阻 降阻措施

0、引言
　　110kvхх变电站是向хх县城供电的一座中心变电站,由于土壤电阻率偏高（1600Ω.m）,接地电阻一直在2.4Ω左、右,虽经多次改造,由于采取措施不当降阻效果不大,地网接地电阻一直在1.6—1.8Ω之间。2003—2004年再次对该变电站的接地进行了改造,但由于对以前接地改造措施了解的不清,再加上电力公司不愿于周围农民发生纠纷,对改造措施进行了种种限制也使改造走了不少弯路论最后经反复的调研、计算、论证终于实施了正确的改造措施,使改造获得了成功。
1、现场情况及土壤电阻率分布
　　110kvхх变电站位于х县城郊10km左、右的一座小山包上,山包高约20m左、右，站前一侧100m左右为小河,背后为另外一座小山包,上有出线杆塔，变电站所处的山包为风化石响砂土壤,上层土壤电阻率在1800Ω.m左、右;下层为岩石,土壤电阻率在2500Ω.m左、右。站左为鱼塘,站右为育林苗圃,变电站与小河之间为农田,上层土壤电阻率为900Ω.m,下层土壤为1500Ω.m。小河的岸边土壤电阻率为600--800Ω.m。变电站建在小山的顶部为小山包推平所建,面积大约为90х100m2,土层厚约0.8m,且为风化石土质。该变电站建成后的接地电阻在2.4Ω左、右,2003年以前经多次改造,接地电阻下降到1.8Ω左、右,且不稳定,会随着气候,特别随着土壤干湿度的变化而变化。
2、历次改造及降阻措施分析和2003年改造的教训
　　在2003年之前,对110kvхх站的接地进行了多次改造,主要是在站周边扩网,打深井式接地极,采用降阻剂降阻等多项措施,但由于地质、地势和土质,特别是土壤电阻率较高的原因,接地电阻一直沒有降到预定值,接地电阻一直在1.6—1.8Ω,之间徘徊,分析起来主要有以下原因:
　　2.1、由于变电站所在位置由于中间高,四边低,且土壤为响砂风化石土壤不保水,周围的土质也是沙质土壤,保水性差。一旦遇到天旱,土壤极易失去水分,使土壤电阻率升高,也就使接地装置的接地电阻迅速反弹。这也就是接地装置的接地电阻随天气变化而变化的原因。
　　2.2、外延水平地网面积不足,由于变电站四周的土壤电阻率较高,在扩网前沒有认真测量土壤电阻率,沒有计算需要的外延面积和外延的网格大小,而是根据现场条件哪里合适就在哪些实施外延。结果,这些外延措施实施后沒能达到预定的目的。后来由于变电站左侧挖鱼塘,原来的外延接网又被破坏掉一部分,使接地电阻产生了反弹。
　　2.3、深井式接地极使用不当 该站及周围的土壤电阻率在垂直方向上分布是深层土壤电阻率（2500Ω.m左、右）高于表层的土壤电阻率（900Ω.m）,不符合深井接地极的条件［1］,因为深井式接地极的适用条件为: 当地下深层有较低土壤电阻率的地质结构时可采用深井式接地极进行降阻,或构成立体地网。采用深井式接地极时要求对接地装置及其四周测出垂直方向上的土壤电阻率分布。只有当深层的土壤电阻率明显的低于上层土壤的土壤电阻率时,深井式接地极才有明显的降阻效果。而该站的地质结构明显的不符合深井式接地极的条件。深井接地极的位置也选择的不对,因为深井式接地极大都位于靠近变电站的一侧,而外部又进行了外延扩网,外延扩网部分正好又屏蔽了深井式接地极的作用。因采用深井式接地极同样要考虑屏蔽问题,深井式接地极一般应设在水平地网的边缘,深井式接地极之间的间距应达到接地极长度的2—3倍,才能取得较好的降阻效果［同时,深井式接地极的井深也都在8—20m之间,深度较小,所以很难起到明显的降阻效果。
　　2.4、降阻剂的迭型和使用方式不正确 在2003年前的接地改造中我们也施加了降阻剂进行降阻,但只是随意购买降阻剂,随意的施加在接地体的四周,结果,后来发现这些降阻剂都失效了,只剩下导电能力很差的黑色的残渣,使用的降阻剂也有问题，经开挖检查，降阻剂为灰褐色，已结块，包在接地体周围，且由于膨胀系数的差异，已产生龟裂，和接地体之间已产生缝隙，接地体腐蚀严重，经测试，固化后的降阻剂本身的导电能力很差，同时还对接地体造成了腐蚀。
　　2.5、2003年改造时走的弯路 2003年003—2004年对110kv黄盆变电站的接地再次进行了改造,但由于对以前接地改造措施特别是原来的外延地点,了解的不清,再加上电力公司不愿于周围农民发生纠纷,对改造措施进行了种种限制,如要求仅在变电站围墙以内实施降阻措施,不同意在变电站围墻外实施降阻改造措施，因为该站的地质结构不符合深井接地极的适用条件,结果，只能在变电站四周新增接地体并用良欧LEO-J5000高效膨润土降阻剂进行降阻。措施实施后,接地网的接地电阻从1.8Ω下降到1.Ω，不再下降。后来经调查,这些新增的地网外部存在着原来的外延接地,新增地网的大部分作用被原外延地网所屏蔽,不能起到有效地降低接地电阻的作用。接地电祖的下降主要是由于良欧LEO-J5000高效膨润土降阻防腐剂的作用，因为该降阻剂具有如下特点和功能［2］:
　　{1}降阻剂本身的电阻率低：ρ≤0.35Ωm，因而具有良好的降阻性能。
　　（2）降阻剂结构致密，对钢接地体有较强的钝化作用，本身呈弱碱性，PH值在9~10之间，内部含有阴极保护元素，能防止钢接地体的电化学腐蚀，对钢接地体的腐蚀率≤0.0035mm/a，远远低于一般土壤对钢的腐蚀率，因而对钢接地体具有很好的防腐作用。
　　（3）降阻剂具有较强的吸水性，保水性和吸水膨胀的特点，1kg降阻剂能吸收并长期保持5kg的水，吸水后体积膨胀到原来的2~3倍，长期呈浆糊状，因而降阻性能稳定，降阻效果不受气候和土壤干湿度的影响。
　　（4）降阻剂的胶质价高，粘度大，附着力强，除了具有一定的渗透扩散性外，降阻剂本身不会随着雨水而流失，因而寿命长，理论寿命可达80年以上。
　　（5）降阻剂经环保部门检测，对环境无污染、无毒性，不含重金属，不会污染地下水资源，使用安全。
该降阻剂施加在接地体四周后一方面由于降阻剂的吸水膨胀,相当于扩大了接地体的有效截面,另一方面由于降阻剂的渗透、扩散作用改善了周围土壤的电阻率。同时还由于降阻剂较强的吸水性和保水性保证了降阻的稳定性,这正好弥补了该站响砂土壤保水性差的缺点。但由于是在原外延地网内部施加，其降阻作用受到了屏蔽所以说第一阶段的改造沒有取得成功。