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变电站接地网整改:商业竞争还是技术纷争?

变电站接地网整改:商业竞争还是技术纷争?



第一篇:变电站接地网整改:商业竞争还是技术纷争?

变电站接地网整改:商业竞争还是技术纷争?

202_-05-09 不久前,本刊记者在防雷接地工程质量的调研采访中获悉,今年上半年,广西电网公司曾下发紧急通知,要求所属各供电局,电力开发有限公司对变电站接地网质量进行监督检查,并责令工程承包方在6月30日前完成整改。

7月中旬,编辑部收到读者提供的整改文件图片共7页。这份由广西电网公司生技部便函发出的《关于加强变电站接地网质量监督检查的紧急通知》涉及到两家承包单位:广西南宁迪祥雷防雷工程有限责任公司和广西南宁雷电防护有限公司(南宁地凯科技有限公司)。

起初我们认为,广西电网公司的整改体现了抓安全生产、重工程质量的积极姿态,也正好契合了本刊正在着手进行的防雷接地工程质量的调研采访。为此,我们先后查询到了广西电网公司的行政事务部、总经办、生技部等部门电话,希望对事情有更直接准确的了解。遗憾的是,我们多次拨通广西电网公司有关部门的电话,大多数无人接听,偶尔有人接听,也对我们想了解的情况茫然不知。无奈之下,我们分别向“通知”中涉及的两家公司了解情况,结果却出乎我们的预料。

地凯:与我无关

广西地凯防雷工程有限公司及时做出了回应,该公司在回函中指出:“通知”中所针对的公司应为广西南宁迪祥雷防雷工程有限责任公司,“提到对我公司曾施工的工程进行测量,曾于202_年进行普查过,在我公司承接的二十多个工程中,只有柳州供电局220kV静兰变电站的电阻出现了回升,我公司已对现场进行勘测,因为地网地面全部种有甘蔗,无法检查地网是否遭受人为破坏或盗窃。我公司针对现场情况已向广西电网公司提交了整改方案。一旦广西电网公司同意该方案,我们将免费整改,直到满足客户要求为止。基于当地施工现场农民较难协调的情况,柳州供电局拟要求将接地电阻降至1Ω即可(原合同要求为接地电阻为R≤0.5Ω)。”

记者查阅了广西电网公司生技部便函“通知”,附件中列举了几个变电站接地网改造工程情况,其中第四项这样表述: “静兰变(电站)的接地网在施工投运前接地电阻为2.5Ω,后经广西南宁雷电防护工程有限公司(与电力开发公司签订协议)加装DK接地棒后,于202_年11月1日进行了接地电阻的测试,接地电阻试验结果为:0.274Ω,测试报告变为符合设计要求。

202_年11月9日,广西电力试验研究院与柳州供电局共同对静兰变接地电阻进行了测试,测试得到的接地电阻为1.4Ω。

静兰变地网降阻协议书中,广西南宁雷电防护工程有限公司保证10年,柳州供电局向开发公司(黄瑜)反映过,但不见回复。

柳州供电局于202_年自行安排资金约20万元对接地网进行了改造。”

迪祥雷:疑遭“暗算”(小题大做?)

记者也与广西南宁迪祥雷防雷工程有限责任公司总经理杨丹取得联系。杨总起初对本刊记者对此事的关注非常吃惊,“这点事情值得在杂志上报道吗?”他怀疑是有人在幕后指使,借题发挥,恶意炒作。他认为,如果仅仅是几个工程质量未达到合同指标而要求整改,事情何至于这么复杂?“一个生技部的便函文件,按理说只针对内部整改,为什么湖南电网公司和海南电网公司也都收到?”杨丹说,“我们做了上百个工程都验收合格了,有两个工程还没验收怎么就叫质量不好?施工质量差?即使是一两个工程有问题,也只占总数的1~2%,何况还没整改!”

因为这份便函“通知”作怪,导致参与竞标的地凯公司和迪祥雷公司在海南电网公司文昌宝邑110kV变电站地网投标中,双双落马。

与此同时,在与迪祥雷公司合作的广西来宾东糖纸业有限公司也先后六次收到便函“通知”文件(只有正文,没有附件),但并未损害与迪祥雷公司的信任和合作。

东糖公司收到的便函摘录,另一版本的便函摘录

在杨总看来,发函者用意很明显,就是要毁掉信誉,阻碍其业务开展。他说:“我们竞争来的工程已竣工,接地电阻是0.28Ω,而设计要求阻值是1Ω。东糖公司领导认为这个结果是相当好的,历年来均无这样低的阻值。半年来下雨打雷均没有雷害事故。”杨丹认为,良好的接地电阻,给客户带来了经济效益,东糖公司领导表示,“二期工程还是用我们的产品”。杨总坦言,目前在工程中采用的关键产品——离子接地棒是自主专利产品,在许多工程项目中运用,效果非常明显。目前在国内的防雷接地方面,地凯和迪祥雷两家是很好的。

迪祥雷有话要说

8月10日,广西迪祥雷防雷工程有限公司给本刊发来回函“说明”,对“通知”的指责进行了申辩。

“说明”指出,广西电网公司生技部便函[桂电生函(1007)41号]《关于加强变电站接地网质量监督检查的紧急通知》中所列出的“广西南宁迪祥雷防雷工程有限责任公司在公司系统多个变电站接地网建设、改造工程中施工不规范、施工质量差的事实”只有附件中的4个工程,而其中第4个工程是由广西地凯防雷工程公司施工的,“是真正的不合格,是柳州供电局花20万帮他们整改”!

回函对涉及迪祥雷公司的三个变电站接地网改造工程情况一一作了申辩。(1)关于北海供电局110kV翁山变电站接地改造情况 “通知”附件:

翁山变电站是202_年8月投运的110kV变电站,原设计的接地网的接地电阻设计值0.5Ω,实测值1Ω,不符合设计要求。南宁迪祥雷防雷工程有限责任公司在原地网外围采用电解地极组成新的接地网与主地网连接以达到设计要求,但经查,竣工后的接地网没有提供地网改造竣工图。

202_年5月,南宁迪祥雷防雷工程有限责任公司对翁山变电站使用了电解地极的接地网进行了开挖并做了处理,202_年6月申请进行验收。该公司提供的试验数据表明地网接地电阻已低于设计要求的0.5Ω,并要求北海供电局按照其提供的测试方向进行测试,北海供电局测试人员未予以采纳。测试前,北海供电局对整个翁山变电站的防雷设备进行了导通测试,结果发现电解地极与主地网没有连接,反而有两基独立避雷针与主地网连接了。南宁迪祥雷防雷工程有限责任公司随时后再次对地网进行处理,处理后北海供电局组织了接地电阻复测,结果0.95Ω,仍未符合要求。”

迪祥雷公司的说明:

北海翁山110kV变电站202_年8月21日验收测试报告实测接地电阻0.48Ω小于设计要求0.5Ω,合格验收。202_年5月28日北海供电局实测,在验收合格方测试结果为0.463Ω,同时又在电流级与电压极的另一方向测电阻为0.691Ω,他们只认电阻大的方向(的结果),这与验收方向不一致。

202_年7月11日上午9时,由北海供电局测试队测试,结果是在三个方向测了四个点,第一点R=0.375Ω,第二点0.263Ω,第三点0.287Ω,第四点0.6105Ω,他们说他们自己测的不准,请以中试所测量为准。

(2)关于柳州供电局阳和变电站接地网改造情况 “通知”附件:

110kV阳和变接地工程由2个施工单位完成,建筑部分为博阳公司施工,完成后初步测试的接地电阻值为2.5Ω。之后由广西南宁迪祥雷防雷工程有限责任公司进行的DXL离子列阵电解地极深埋施工(与电力开发公司签的合同),施工过程有监理见证,事后迪祥雷公司说没得0.56Ω(未见报告也没有监理人员证明)。

202_年1月20日由广西电力试验研究院、柳州供电局、迪祥雷公司、监理单位共同选择测试路径并进行测试,测得接地电阻值为1.89Ω,和迪祥雷公司自测数据相比差别很大,对此迪祥雷公司认为是测试的方位(向)不同造成的。启委会要求迪祥雷公司合同进行整改施工。

几天后迪祥雷公司说已整改完毕复测,监理人员询问迪祥雷公司进行了什么内容的整改,是如何进行的。回答是对DXL离子列阵电解地极进行了浇水。监理人员认为整改不力,没必要安排复测。但柳州供电局和试研院还是在202_年2月8日再进行测试,测试结果与20日数据没有实质性的变化。启委会要求迪祥雷公司与设计部门联系后按设计修改意见进行整改施工。

迪祥雷公司的说明:

阳和110kV变电站6月26日测得接地电阻0.86Ω、0.87Ω、0.88Ω。他们没再组织测量。

(3)关于河池供电局100kV寻田变电站接地网改造情况 “通知”附件:

“河池供电局进行新建110kV寻田变电站常规地网的中间验收及调试时发现主地网及独立避雷针接地网敷设均满足有关要求,变电站接地电阻2.1Ω,随后南宁迪祥雷防雷工程有限责任公司对该站进行电解地极的安装(其隐蔽工程及接地网测量均未通知河池供电局参加验收)。

202_年3月12日,河池供电局在进行寻田变电站的竣工验收时发现变电站的四基独立避雷针针均与主地网接通,检查发现电解地极安装单位(南宁迪祥雷防雷工程有限责任公司)没有按照主地网设计图纸施工,擅自将四基独立避雷针接地网与主地网接通,施工前未将设计施工方案报送有关单位审查确认。”

迪祥雷公司的说明:

6月27日,我们对寻田110kv变电站进行接地电阻自测,两个方向分别测得0.91Ω、0.84Ω。他们朝第三个方向测出1.7Ω,因为第三方向是上坡而且加大了对角线长度由100m→135m,电流极是650m,电压极400m,增大了n值(n = 0.615 > 0.5~0.6)。

是有意刁难还是方法差异?

迪祥雷公司的“说明”中还表达了对广西电网公司在地网验收测试中的不满。“电流极长度,电压极长度,上坡方向并没有征求我们意见,……我们认为这样挑剔是很难共事的”,迪祥雷公司主张验收时只测一个方向,也就是验收报告中所提到的方向,或是建设时甲方测的接地电阻方向,也就是接地工程中土壤改良方向。在一个地网工程中,四周的土壤电阻率不一样,为了降低工程造价,必然选择土壤电阻率较低的地方进行地网改造。

从上面的对照中不难发现,双方的分歧主要集中在接地电阻的测量方法和接地电阻的数值选取上。迪祥雷公司认为,接地电阻的测量,应该在地网改造的方向进行,不应该四个方向都测量……如果在地网改造的方向测量是合格的,就应该验收合格。但广西电网公司在测量上要求在不同的方向进行,“接地电阻测量时不要按照……指定的方向进行测量,宜进行两个以上不同方向布线的测量”。

为此,记者请教了几位在防雷接地方面的资深人士。专家评述

梅忠恕(云南电力公司原副总工程师):

甲方的要求是有点不合情理。要在四个方向上测量,不知这四个方向是指东南西北四方?是90度正方向,还是允许小于90度或大于90度?如果某一方向由于地质原因无法打辅助接地极,又如何办?因此,我认为,这样的要求是不切实际的,不能接受的。我从来也没有见到过如此要求的。

如果严格按测量接地电阻的要求测量,应该说,在任何方向的测量结果的误差都是在允许范围以内的。

对于使用三极直线法的测量方法和数值选取,我们摘取梅忠恕先生在《如何准确测量接地电阻》一文中有关论述:

三极直线法是接地电阻测试中使用最多和最普遍的方法,测试时被测接地网

1、电压辅助极

2、电流辅助极3三点(极)按一直线布置,如图1所示。

E 测试电源 A 电流表 V 电压表 1 被测接地装置,2 电压极,3 电流极 D 接地网最大对角尺寸,d13 接地网到电流极的距离 d12 接地网到电压极的距离,d23 电压极与电流极的距离

图1 三极直线法测量接地电阻的接线

怎样获得准确的零电位点,是测准接地电阻的关键。

通常是采用试探法找寻大地零电位点的准确位置。其方法就是在三极连成的直线上,在比表1所列α的范围稍大的区域内,例如(0.5~0.7)d13范围内,以d13的3%为间距,连续打5~7个电压辅助极,进行5~7个点的测量。在具体操作上,可以打一点测一点,拔起电压极再打下一点位,测下一个数据。对于电压极的每一个点位,可以测得一个接地电阻值。

表1 在不同的d13距离下满足测量允许误差的α值范围 允许测量误差δ%下列d13距离下的α值范围 5D

3D

2D 50.56~0.670.59~0.650.59~0.63 100.50~0.710.55~0.680.58~0.66 注:D为接地装置最大对角长度。接地电阻测试结果的判断方法是:以接地电阻为纵坐标,以距离为横坐标,将测得的几个接地电阻值描绘在一张坐标图上,形成一条接地电阻的曲线。如果其中有至少三个电阻值的连线趋势走平,那这个位置对应的接地电阻值就是其准确值。不绘图也可直接判断,在所有测得值中,如果有三个以上电阻值之间相对误差小于3%时,就取这几个值的平均值为最后的测量结果。

要准确测量接地电阻,辅助电流极距被测接地装置的距离d13不能太小,至少应大于接地装置最大对角尺寸的3倍以上。电压极的位置在0.618倍d13处,但测量时应前后移动电压极5~7个点位,测得5~7个接地电阻的数值,选择其中至少三个相互误差小于3%的数据,取其平均值为最后的测量结果。

潘忠林(福州大学客座教授、硕士导师):

接地电阻的测量,在条件许可的情况下,宜进行多点测试,然后取几个点的测试结果平均值作为接地电阻的值。“如果是真正合格的地网,正常情况下,无论从哪个方向测试,测试结果的误差都应该在允许范围之内。至于地网外的土壤电阻率高低对地网的接地电阻影响不会太大,因为我们测量的是改造过的接地网的接地电阻。在多点测量中,对于某个测试点偏差很大的特殊情况,可能是测试方法(仪表)、地下有异物等因素造成,解决的办法是在该点附近重新测量一次”。

测量应该避开附近的电磁干扰,尽可能在夜深人静的时候测量。谢琦(湖南电信电磁防护支撑中心主任):

接地电阻的测量没有绝对的实际意义。在实际工作中。测量接地电阻值只是作为每年的测试比对数据,如果没有突变,认为地网是可靠的。因此,在测量接地电阻时,没有必要斤斤计较从几个方向测试。

对于接地电阻值较小(小于1欧)的地网测试,利用通信现有的摇表、钳表都不能测试其准确值,必须采用大电流注入法。如果是要我来评判,我会先利用数学计算的办法进行评估,如果评估结果在任何一个方向上得到测试验证,则认为是符合要求的。

另外还有一个折中的办法,就是在地网的几个不同方向分别测试,将其算术平均值作为地网的接地电阻值也是可行的。

后记

广西电网公司生技部便函《关于加强变电站接地网质量监督检查的紧急通知》不仅对接地网工程承包方提出了严厉的指责,而且宣布暂停这两家单位在广西电网公司所属系统承包防雷接地工程资格。作为当事者,迪祥雷公司认为:即使取消其承包资格,也是迪祥雷公司与电网公司之间的事情;但电网公司内部下发的便函,按理只能在本公司内部发行,那么是谁将这一便函(甚至篡改)到处传播发布,把一件小事的负面影响甚至扩大到了省外?迪祥雷公司感到非常不解,并希望通过第三方检测机构对整改通知中提到的有关变电站地网改造工程进行检测,以求得客观公正的结论。

这场由广西电网公司生技部变电站接地网整改通知所牵扯出的纠葛,究竟是利益驱动下的势力排挤,还是因技术分歧导致的矛盾升级,我们不得而知。作为技术刊物,我们更关注技术层面的探讨和交流,因此,我们希望有更多的专家、学者和工程技术人员参与讨论,以达到加强学术交流,着力工程应用的目的。这才是我们本次调查的出发点和立足点。

第二篇:变电站接地

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变电站接地

变电站接地系统设计研究 1 前言

变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地,以及变电站维护检修时的一些临时接地。接地网有工作(系统)接地、保护接地、防雷电和防静电接地等多项用途,它是维护变电站安全可靠运行,保障运行人员和电气设备安全运行的根本保证和重要措施。如果接地电阻较大,在发生电力系统接地故障或其他大电流入地时,可能造成地电位异常升高;如果接地网的网格设计不合理,则可能造成接地系统电位分布不均,局部电位超过规定的安全值,这会给出运行人员的安全带来威胁,还可能因反击对低压或二次设备以及电缆绝缘造成损坏,使高压窜入控制保护系统、变电站监控和保护设备会发生误动、拒动,酿成事故,甚至是扩大事故,由此带来巨大的经济损失和社会影响。如此重要的接地网在变电站建设的总投资中所占的比例,往往不到1%,可以说是微不足道,但绝不可以漠视它,而是要对它给予高度重视。

新建工程要少占或不占良田好土是我国现阶段基本建设的一项原则,因此,建在高土壤电阻率地区的变电站相当多。随着设备的发展和技术进步,变电站总平面布置上,充分利用场地,采用紧凑布置,使站区占地又比以前减少了许多;而电力系统的发展扩大,使接地短

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路电流越来越大,这些因素给变电站接地设计和施工造成了很多困难。针对这些情况,如何做好变电站接地设计,使其达到安全运行的要求,是变电站设计所关心和要研究问题之一。接地设计

2.1 设计原则

由于变电站各级电压母线接地故障电流越来越大,在接地设计中要满足电力行业标准DL/T621-1997《交流电气装置的接地》中第5.1.1条要求R≤202_/I是非常困难的。现行标准与原接地规程有一个很明显的区别是对接地电阻值不再规定要达到0.5Ω,而是允许放宽到5Ω,但这不是说一般情况下,接地电阻都可以采用5Ω,接地电阻放宽是有附加条件的,这就是需要满足接地标准第6.2.2条的规定,即:防止转移电位引起的危害,应采取各种隔离措施;考虑短路电流非周期分量的影响,当接地网电位升高时,3~10kV避雷器不应动作或动作后不应损坏;应采取均压措施,并验算接触电位差和跨步电位差是否满足要求, 施工后还应进行测量和绘制电位分布曲线。

在接地故障电流较大的情况下,为了满足以上几点要求,还是得把接地电阻值尽量减小。接地电阻的合格值既不是0.5Ω,也不是5Ω,而应根据工程的具体条件,在满足附加条件要求的情况下,不超过5Ω都是合格的。这就为我们接地设计和施工增加了灵活性,不必为满足0.5Ω的接地电阻值,在工程中花费巨额投资,或者说,接地网合格的判据不只是看接地电阻值,在接地电阻不满足R≤202_/I时,精心收集

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还应按附加条件校验。现行标准虽然放宽了对接地电阻值的规定,但并没有降低对接地网整体性的严格要求,而是对接地网的安全性要求更高更全面了,这就是接地设计必须遵循的原则和对接地网的考核要求。

2.2 接地网型式

2.2.1 220kV及以下变电站地网

接地网的网格布置采用长孔网或方孔网,接地带布置按经验设计,水平接地带间距通常为5m~8m。除了在避雷针(线)和避雷器需加强分流处装设垂直接地极外,在地网周边和水平接地带交叉点设置2.5m~3m的垂直接地极,进所大门口设帽檐式均压带,接地网结构是水平地网与垂直接地极相结合的复合式地网。2.2.2 500kV变电站地网

1)部分工程仍按220kV变电站同样模式设计地网,因为500kV变电站占地面积大,把水平接地带间距加大到10 m以上,采用等间距的网格布置。并设置有大量的2.5m~3m的垂直接地极,这也是复合式接地网。

2)另有一些工程采用不等间距网格布置,2.5m垂直接地极仅仅在避雷针(线)和避雷器引下线接地处设置,大门口设帽檐均压带……,是以水平接地带为主的地网。不等间距的网格布置尺寸的确定有两种方式:第一种是由计算机计算,输入土壤电阻率和入地故障电流等相关数据计算,计算机可输出地网布置图和电位分布曲线等相关结果;第二种是根据接地标准附录提供的比例关系,参照以往工程经验,尽

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量将水平接地带靠近设备,以便缩短设备引下线长度。

2.3 接地网形式优劣分析

2.3.1 长孔与方孔地网

网格布置尺寸按经验确定,没有辅助的计算程序和对计算结果进行分析,设计简单而粗略。因为接地网边缘部分的导体散流大约是中心部分的3~4倍,因此,地网边缘部分的电场强度比中心部分高,电位梯度较大,整个地网的电位分布不均匀。接地钢材用量多,经济性差。在220kV及以下的变电工程中采用长孔网或方孔网,因为入地故障电流相对较小,地网面积不大,缺点不太突出。而在500kV变电站采用,上述缺点的表现会十分明显,建议500kV变电站不采用长孔或方孔地网。

2.3.2 不等间距地网

水平接地体采用不等间距布置,即地网中部间距大,地网边缘间距小。根据地网散流的特点,不等间距的网格布置,正好弥补了长孔或方孔地网的缺点,其优越性体现在以下几点:各网孔电势大致相等,各网孔电势与平均值相差不超过5%,最大网孔接触电势比长孔或方孔网低40%以上;与长孔或方孔地网比较,大大减少了电位梯度分布不均匀的危险,提高了地网对人身和设备的安全水平;接地导体散流能力的利用较为充分,节约钢材和相应的施工费可达30%~40%;

入地故障电流密度颁布比较均匀,有利于降低接地电阻;地表面电位颁布均匀,能有效降低接触电势与跨步电势。

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演讲稿 工作总结 调研报告 讲话稿 事迹材料 心得体会 策划方案 降低接地网电阻的措施

在工程中采用过的降阻的措施很多,如:利用地质钻孔埋设长接地级、局部换土、使用降阻剂、利用地下水的降阻作用、深井或超深井接地、引外接地、扩大接地网面积、使用低电阻模块以及深孔爆破接地技术和电解离子接地系统等,这些降阻措施的使用条件、降阻效果以及存在的问题,下面将分别作一些简介:

3.1 利用地质钻孔埋设长接地极

根据接地理论分析,接地网边缘设置长接地极能加强边缘接地体的散流效果,可以起到降低接地电阻和稳定地网电位的作用。如果用打深井来装设长接地极,则施工费很高,如利用地质勘察钻孔埋设长接地极,施工费将大大节省。但需注意:利用地网边缘的地质钻孔,间距不小于接地极长的两倍;钻孔要伸入地下含水层方可利用,工程中我们曾经进行过实测,未插入到含水层的长接地极降阻效果差。

3.2 局部换土

用换土的方法来降低高土壤电阻率区接地网接地电阻,这是大家公认的有效措施之一。据了解,贵州铝厂220kV变电站,整个所区换土2m深,另外打有一口200m深的超深接地井,钢管直径100mm,地网实测电阻达到0.2Ω,效果非常好。这两项措施的施工费相当高,其他工程很少采用。

500kV变电站占地面积大,要对整个所区实施换土,是不可能的。通常采用局部换土,只对水平接地带和垂直接地极的全部或部分实施换土,我们已在多个工程中应用。

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(1)局部水平接地带换土

贵阳变是高土壤电阻率,如对水平接地带实施全部换土,需要低电阻率的田园土1万多方,买土量大,当地特殊的环境条件:石头多,土质少,找不到合适的取土点,故采用部分接地带换土的方式。220kV配电装置场地是岩石区,35kV配电装置场地大部分位于填方区,填入了大量的石块和碎石,仅对这两个区域实施换土。平整场地时,施工单位将地表土也收集起来利用,最后买土不到3000m3,减少了买土和运土费用。

(2)全部水平接地带换土

贵州安顺变土壤电阻率高达2500Ω.m,经计算,在采取电位隔离措施,验算接触电位差和跨步电位差,接地电阻的目标值为1.1Ω。本所的地质和环境中没有可以综合利用的条件,要达到接地电阻的目标值困难很大,采用的降阻措施是对全部水平接地带换土。换土量约1万多方田园土,取土点的土壤电阻率为50Ω.m,在全所接地尚未完工时测过一次接地电阻,约为1Ω,已达到了目标值,接地施工完成后,进行了最后测量,测量值小于0.8Ω.m,这是水平接地带换土成功应用的范例。

3.3 使用降阻剂

在高土壤电阻率区的接地网施工中使用降阻剂,无论是变电还是发电工程例子都很多。20世纪的70年代到80年代,使用较多的是膨润土降阻剂和碳基类降阻剂。据了解,多个使用降阻剂的工程,接地完工后测量接地电阻情况都不错,但由于缺乏长期的跟踪监测,对

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降阻剂性能的长效性和对接地极材料的腐蚀性的信息返回少。确实也有质量差的降阻剂,降阻效果不能持久,对接地网造成腐蚀,引起各地对降阻剂使用意见分岐。

3.4 利用地下水的降阻作用

利用站区地下水和地下含水层来降低接地电阻是非常经济有效的措施。下面是贵阳变工程的两个实例:

实例一:在站区西侧35kV配电装置场地边,有一个泉水坑,为了充分利用地下水的降阻作用,回填土前,在坑底作了一个大约20m2的小地网,距平场后的地面约3m,由于回填土不够密实,第一次测小地网的接地电阻约3Ω,但第4次测量时,已有40多天没有下雨了,测得的接地电阻值降到1.4Ω,效果很好。

实例二:500kV并联电抗器基础施工时,基础开挖形成一个稀泥塘,深度2m多,在下方也作了一个小地网,面积约20m2,第一次测量为2.4Ω,第三次测量时降到了1.4Ω,效果也很好。

220kV配电装置场地接地网施工,在铺设了三分之二还未与其他部分的地网连接时,测量接地电阻,阻值约为3.3Ω。也就是说,1000m2的地网电阻比20m2的小地网电阻还大。由此可见,两个小地网利用了地下水的降阻作用,收到了良好的效果。

3.5 深井接地

采用深井或超深井(井深超过100m)接地来降低接地电阻,在西南地区虽然有多个工程,但每口井的施工费超过5万元,而且,效果的可预见性差,应用并不普遍。有一个变电工程一期完工时接地电

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阻测量值为0.58Ω,接触电位差和跨步电位差计算结果均能满足标准要求,同时也作好了电位的安全隔离措施。工程投运后,建设单位为了进一步提高接地网的安全性,在所区西侧的围墙附近打了两口超深井,由于没有打到含水层,也就未达到预想的效果。云南宝峰变,土壤电阻率高达1600Ω.m,站区地质和环境,没有降阻的自然条件可利用。采用的降阻措施是在站区四角打超深井,深井超过100m,地下有含水层,降阻效果相当不错,联网后的接地电阻小于0.5Ω。据调查,贵州地区的水电站工程中采用深井接地有4个工程,井深40m~70m,完工后实测接地电阻都不超过0.5Ω,最小的为0.125Ω;川西地区有多个110kV变电站,接地电阻不满足要求,采用60m~135m深井或超深井接地,国为地下有含水层,接地电阻降到了0.5Ω以下,由此可见,在地下有含水层时,深井或超深井接地,是十分有效的降阻措施。在实施之前,应进行地质勘察,同时,要与其他措施作技术经济比较,特别要避免打井无效造成的浪费。

3.6 引外接地

当变电站附近有低土壤电阻率区(水塘、水田、水洼地……),可以敷设辅助接地网与所内主接地网连接,这种方式叫引外接地。这也是降低接地电阻的有效措施。福建红山220kV变电站,站址位于花岗岩石的山坡上,220kV设备为GIS,站区占地面积小,接地十分困难,好在站区山下有水田,铺设了辅助接地网与所内主网相连,施工完成后测量接地电阻未超过0.5Ω,这是采用引外接地的一个成功范例。据了解,引外接地在国内应用比较多,有的变电站占地面积小,精心收集

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即使站区土壤电阻率不高,接地电阻也难以满足要求,于是就将接地网延伸到站区附近的水塘边、小河边、绿化带、水田边……引外接地需注意:距离不能太远,接地体要深埋,要作好安全保护措施,防止因跨步电位差引起人员和牲畜的触电事故发生,必须保证引外接地的安全性。

3.7 扩大接地网面积

我们知道,在均匀分布的土壤电阻率条件下,接地电阻与接地网面积的平方成反比,接地网面积增大,则接地电阻减小,因此,利用扩大接地网面积来降低接地电阻是可能预见的有效降阻措施。中南地区凤凰山变是利用这种措施的一个范例,但是具有这种条件的工程是不多的。相关问题的讨论

4.1 接地网材料和寿命

接地网寿命与接地网材料和土壤的腐蚀性有关,下面将分别予以讨论:

(1)接地网材质

长期以来,我国接地网材料主要是用钢材,因为我国的铜产量少。在选择接地导体时,一要考虑材质,用钢材或是用铜材;二是计算导体的截面尺寸。欧美和日本都是用铜材,为了提高地网的安全可靠性,我国经济发达的上海,在202_年就开始推荐地网采用铜材。铜材的性能比钢材好:导电率高、热容量大、耐腐蚀性强,铜是无磁性材料,精心收集

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电感小。从耐受短路电流能力比较用材量,钢材为铜材的3倍;从接地阻抗比较用材量,则钢材为铜材的8倍,铜地网的接地电阻和地电位差比钢地网小。铜材的性能虽然好,但其价格却较昂贵,差不多是钢材的7~8倍,接地网综合造价约相差2~3倍。因此土质腐蚀性强的地方可考虑采用铜地网,建议研制比铜材便宜的铜包钢材料供工程中选用。但是,在酸性土壤地区,建议不使用铜材,可考虑采取其他防腐措施。

(2)土壤腐蚀性

埋在地中的钢材,常因土壤的腐蚀作用而使截面变小,接触电阻增大,电气性能变坏,接地电阻增高,安全可靠性降低。因地网腐蚀或发生断裂而引起的事故时有发生,每次事故造成的经济损失都在几百万元甚至是数千万元。为了安全运行,每年都有变电站的接地网进行改造,由于要保证变电设备的正常运行,地网改造,不但施工困难很多,投资也很大。所以,新建工程我们对地网设计,必须足够重视。按动热稳定要求计算接地导体截面尺寸时,应考虑材料腐蚀,对腐蚀强的土壤要特别注意。腐蚀与接地体的埋设深度有关,增加地网的埋设深度腐蚀性将减弱,但施工费用又会相应增加。特别说明,铜接地网与变电站混凝土基础内的钢筋、地下的钢管和钢构件会产生电腐蚀,需要采用比较昂贵的阴极保护措施,否则会产生相互关联的事故。

要考虑金属腐蚀,就需要知道金属的年腐蚀率,由于各地土壤情况差别较大,年腐蚀率是一个无法准确给出出定值的参数,各工程应按勘测情况确定。一般来说,土壤电阻率越低,年腐蚀率越大,高土

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壤电阻率的土壤对金属的腐蚀相对较慢。

(3)接地网寿命

变电站的电气设备寿命一般按30年要求,考虑到接地网埋入地中更换相当困难。接地网的使用年限不能低于电气设备的寿命,建议按40~50年考虑。也就是说,地面上的设备即便是更换了,地网仍是安全可靠的,可以继续运行。因此,在选择接地网导体截面时,应按热稳定需要的最小截面再加上30年以上的腐蚀截面。

4.2 入地故障电流

电网中发生接地短路故障时的短路电流可以分成两部分:一部分是经架空线路的避雷线(地线)回流至电源;另一部分是经变电站接地网和大地回流到电源。前者为架空地线的分流电流,后者即是入地故障电流,它是计算地电位、接触电位差、跨步电位差,以及计算接地网导体截面尺寸的重要参数。我们希望架空地线分流越多越好,这样入地故障电流就小了。入地故障电流减小,则地电位就会降低,接触电位差和跨步电位差也相应降低。由此可见,避雷线的分流

系数越大越好。影响分流系数的因素有以下几个:

1)出线回路数。出线回路多,分流系数成比例地增加;

2)出线杆塔的接地电阻。随着杆塔接地电阻增加,分流系数逐渐减小,对于高土壤电阻率地区,杆塔接地电阻达到20Ω时,分流系数趋于稳定:

3)变电站接地网电阻。随着地网接地电阻的增加,分流系数随之增大,即经接地网和大地流回电源的电流随之减少;

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4)避雷线参数。避雷线的导电性对分流系数的影响很大,导电性能越好(加大截面,采用良导体地线),分流系数越大,反之,分流系数越小。当避雷线对地绝缘时(采用绝缘地线),无分流能力,分流系数为零。因此,当变电站地网接地电阻偏大时,各级电压架空出线的避雷线不应采用绝缘方式,同时建议接地电阻偏大的变电站,其架空出线的避雷线在距变电站2~3km范围内各基杆塔均应接地,距离电站最近的几基杆塔,应采取措施将杆塔的接地电阻尽量降低,以便增加分流电流,这一点值得注意,变电设计与线路设计时应相互配合协调解决。

4.3 接触电位差和跨步电位差允许值

接触电位差和跨步电位差的允许值可以按电力行业标准中的公式计算,决定计算值大小的是下面两个参数取值。

1)站立处的地表面土壤电阻率。为提高接触电位差的允许值,有时需要在设备和构(支)架周围铺设砾石或碎石,以提高人脚站立处地表面的ρ值,取值以不超过2500Ω.m为宜。以此为条件计算的接触电位差允许值应作为限制值,地网的实际接触电位差不应超过限值,否则,将影响人身安全。

工程投运后出现的两种情况值得重视:基一是碎石小道缺少维护,混入了泥土,长出了杂草,没有进行清理;其二是碎石小道被拆除,取而代之的是草坪。这必将导致接触电位差和跨步电位差允许值的降低,尤其是雨季和潮湿季节,从保证运行人员安全考虑,这种现象很值得商榷,环境美化必须在保障安全的条件下实施,这一点应充分认

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识。

2)接地(故障)电流持续时间。它是计算接触电位差和跨步电位差的参数,它有别于接地装置的热稳定校验计算用短路等效持续时间,而标准中又没有给出定量规定。时间取值短,容易满足要求,时间取值长,则偏于保守,有时会增加接地网的处理措施费。鉴于长期以来,我们尚未见到大接地短路电流系统中,有关接触电位差和跨步电位差使人产生触电伤亡的报道,事实上各种最不利情况同时出现的几率本来就很小,我们没有必要过于保守,那样反而给接地设计和施工带来困难。建议接地电流持续时间取继电保护主保护动作时间为计算条件。

4.4 垂直接地极与深井接地

由垂直接地体降阻作用的理论分析可知,即使在接地网下密密麻麻的设置很多垂直接地体,形成一块以垂直接地体为厚度的一块大铁板,由于铁板厚度与其等效半径相比小得多,其降阻作用很小。如:在100×100(m2)和200×200(m2)地网中密集打入3m长的垂直接地极,前者降阻率不超过4%,后者不超过2%,如果采用深井接地,垂直接地极长度取50m,则降阻率可以达到22%。因此,变电站的接地装置,应以水平地网为主,若想以增加短垂直接地极来降低接地电阻,从性能价格比来看,很不划算,既浪费钢材又增加施工费,这种方式不可取。要想用垂直接地极降阻,就应采用深井接地极,实施要点和优点如下:

(1)一般来说,采用深井接地,井深要达到或超过接地网面积

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演讲稿 工作总结 调研报告 讲话稿 事迹材料 心得体会 策划方案 的等效半径。为了避免相互之间的屏蔽作用,接地井的间距不应小于井深的两倍,否则,降阻效果将受到影响;

(2)用深井和超深井接地时,要事前调查站区和附近的土壤地质情况,了解地下深层地质结构,特别是要查明地中土壤电阻率变化情况。如地下有低土壤电阻率岩土层或含水层,则具备深井接地的条件;若地下土壤电阻率比地表高,就不应采用深井接地;

(3)深层的土壤电阻率不受气候、季节影响,数值稳定。因此,接地电阻值也不会随气候、季节变化,这是深井接地最大的优点。

4.5 降阻剂的使用

早在20世纪的60年代,已经开始使用降阻剂,到20世纪80年代,各地出现了很多降阻剂生产厂。起初只是在一些小面积地网中(线路杆塔接地、微波站接地、建筑物接地……)使用较多,后来一些变电站接地网也开始使用了。由于降阻剂的质量问题:降阻效果不能长久,对接地钢材有腐蚀性,促使20世纪70年代中期以后,生产厂家开始了提高和改进性能的研究,然而,生产的降阻剂产品并没有达到较为理想的性能,工程中使用以后,仍然暴露出一些问题,使降阻剂应用受阻,变电工程中使用降阻剂的已经很少。

理想化的降阻剂应具备的性能是:降阻效果好,对接地体无腐蚀或腐蚀性小,有效使用年限长(长效性),无毒不污染环境(不影响地下水源),施工操作简便。目前对降阻剂应用研究的意见不完全一致,有肯定的,也有否定的,鉴于其安全性和长效性难于保证,对大中型地网的降阻效果小。因此,建议变电站不要使用降阻剂作为主要

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演讲稿 工作总结 调研报告 讲话稿 事迹材料 心得体会 策划方案 的降阻措施。

4.6 深孔爆破接地技术

爆破接地技术是近期科研成果,它值得在具备条件的地区应用和推广。具体施工方法是:采用钻孔机在地中垂直钻一定直径、一定深度的孔,孔深一般在30m~120m。在钻孔中插入接地电极,然后沿孔的整个深度,隔一定的距离,放置定量的炸药,实施爆破,将岩石爆裂,爆松,然后将调成浆糊状的低电阻材料,用压力机压入深孔中和爆破制裂产生的缝隙中,从而达到通过低电阻率材料将地下大范围的岩石内部构通,加强接地极与岩土的接触,达到较大辐度降低接地电阻的目的。为了验证爆破技术的效果,通过试验现场开挖,发现填充的低电阻材料呈树状分布在爆破制裂产生的缝隙中,延伸很远,最远的达40m,这就达到了利用地下电阻率较低的岩土层或含水层,贯通岩石中的固有裂缝,改善土壤的散流能力,相当于在大范围内将高电阻率的岩土,置换为广泛分布低电阻率材料通道的岩土,从而使接地电阻降低。

爆破接地技术技术已经在我国北方的发变电工程中应用,需注意的是,由于不同地质条件下爆破裂缝的等效计算半径不一样,不同地区应用此项技术时,需进行一些试验,了解本地区的地质特点以及用药量,摸清爆破制裂的规律,使此项技术充分发挥作用。

4.7 电位隔离措施

根据现行接地标准,放宽对接地电阻值要求的附加条件之一是采取电位隔离措施,防止电位转移,即防止变电站内在接地短路时的高

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地电位通过各种途径传到所外,或者说,将所外的低电位引入所内。变电站内一般没有铁路进入,但供水管路、低压线路、通信线路进入变电站是比较常见的。供水管道进入变电站的方式有架空、贴着地面铺设、地下埋设三种方式。架空敷设的水管道很少见,通常为后两种敷设方式。地下埋设的水管电位转移小,无需采用电位隔离措施。贴着地面铺设的水管,应有隔离措施,即:在变电站围墙处应设法兰连接,对接处装橡皮垫,连接螺栓穿在绝缘套内并加装绝缘垫圈。由变电站对所外深井泵房供电时,电源中性点不在所内接地,要改在泵房处接地,供电线路最好使用加强绝缘的架空线路。当采用电缆线路时,最好使用全塑电缆,如采用铠装电缆。电缆在进入泵房处,应将钢铠或铅(铝)外皮剥掉0.5~1m。对于通信线路,如果采用的是光纤电缆,因为没有电路的直接联系,不会产生电位转移,否则,应设置隔离变压器,隔断电路的直接联系,切断电位转移通路。总之,在接地电阻较大的变电站防止电位转移关系到人身和设备安全,设计时必须考虑采取适当的措施。

4.8 敷设双层地网

据某供电局介绍,为了降低占地面积较小的变电站的接地电阻值,有一个110kV变电站,想扩大接地网面积,把地网作成双层,两层地网之间相距仅2m多一点,可能是双层地网产生的屏蔽作用,降阻效果并不理想。在其他工程中也采用过双层地网,降阻效果仍然很小。因此,在没有得到确切的理论根据和试验验证之前,建议不采取这种方式,以免造成钢材和资金浪费。

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演讲稿 工作总结 调研报告 讲话稿 事迹材料 心得体会 策划方案 结论

1)变电站接地网是维护变电站安全可靠运行,保障运行人员和电气设备安全运行的根本保证和重要设施。接地网设计与施工必须予以高度重视;

2)高土壤电阻率区的变电站,应根据所区地质和环境条件,采用效果好、经济、合理、安全、可靠的辅助措施,因地制宜,综合治理来降低接地电阻。同时,应当把降低地面电位梯度与降低接地电阻视为同等重要,不应片面追求小接地电阻值而投入巨额资金;

3)接地网设计要推广采用不等间距的网格布置;大中型变电站的接地网应以水平接地网为主;为降低接地电阻为目的而增加短垂直接地是不可取的;双层地网降阻效果小;实施深井接地的条件应是地下具有含水层或低电阻率的岩土层;

4)由于已经使用过的各种降阻剂,在降阻效果和多项性能,以及经济性等方面不能完全令人满意,因此,大中型地网不宜使用。建议开展对接地工程的实验研究工作,研制新材料(降阻效果好、腐蚀性小、无污染、性能稳定、价格便宜),探索经济合理的新方法,并做好科研成果的应用与推广工作.精心收集

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第三篇:变电站接地网材料的选择

变电站接地网材料的选择

编辑:万佳防雷-小黄

电力系统的接地是对系统和网上电气设备安全可靠运行及操作维护人员安全都起着重大的作用。研究接地体的布置、连接,接地体的材质等是保证系统安全稳定运行的必要措施之一,所以说设计、施工高标准的接地系统的变电站防雷工作的重中之重。

一、变电站接地网作用概述

接地网作为变电站交直流设备接地极防雷保护接地,对系统的安全运行起着重要的作用。由于接地网作为隐性工程容易被人忽视,往往只注意最后的接地电阻的测量结果。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,接地问题越来越受到重视。变电站接地网因其在安全中的重要地位,一次性建设、维护苦难等特点在工程建设中受到重视。另外,在设计及施工时也不易控制,这也是工程建设中的难点之一。因此,为保证电力系统的安全运行,降低接地工程造价,应采用最经济、合理的接地网设计思路,本文拟重点就材料选用方面进行相关探讨。

二、变电站接地网常用材料比较

目前广泛使用的接地工程材料有各种金属材料、非金属接地体、降阻剂和离子接地系统等。

1、金属接地材料。金属接地材料(主要指铜材和钢材),由于其具备良好的导电性和经济性,很长时期以来一直是接地工程中最重要的材料之一。但是由于金属材料存在容易腐蚀的问题,对接地电阻的影响也比较大,是安全生产中的一个大的隐患,这个问题一直困扰着用户。同时,近年生产资料价格猛涨造成接地成本增加,使得金属接地材料的缺点逐渐突显,一些行业或地区已经在渐渐地减少金属接地材料的使用,转而使用其它新型的接地材料。

2、非金属接地体。非金属接地材料是目前行业里新生的一种金属接地体的替换产品,由于其特有的抗腐蚀性能和良好的导电性和较高的性价比被广大用户所接受。目前非金属接地产品主要是以石墨为主要材料。基本成分是导电能力优越的非金属材料材料符合加工成型的,加工方法有浇注成型和机械压模成型。一般来说浇注成型的产品结构松散、强度低、导电性能差,而且质量不稳定,一些小型厂家少量生产使用这样的办法:机械压模法,是使用设备在几到十几吨的压力下成型的,不仅尺寸精度较高、外观较好,更重要的是材料结构致密、电学性能好、抗大电流冲击能力强,质量也相当稳定,但是生产成本较高,批量生产多采用。选型时,尽量采用后者,特别是接地体有抗大电流或打冲击电流的要求(如电力工作地、防雷接地)时,不宜采用浇注成型的非金属接地体。非金属接地体的特点是稳定性优越,其气候、季节、寿命都是现有接地材料中最好的,是不受腐蚀的接地体,所以,不需要地网维护,也不需要定期改造,但是,非金属接地体施工需要的地网面积比传统接地面积小很多,但是在不同地质条件下也需要的保证足够接地面积才可以达到良好的效果。

3、降阻剂。降阻剂分为化学降阻剂和物理降阻剂,化学降阻剂自从发现有污染水源事故和腐蚀地网的缺陷以后基本上没有使用了,现在广泛接受的是物理降阻剂(也称为长效型降阻剂)。物理降阻剂是接地工程广泛接受的材料,属于材料学中的不定性复合材料,可以根据使用环境形成不同形状的包裹体,所以使用范围广,可以和接地环或接地体同时运用,包裹在接地环和接地体周围,达到降低接触电阻的作用。并且,降阻剂有可扩散成分,可以改善周边土壤的导电属性。

现在的较先进降阻剂都有一定的防腐能力,可以加长地网的使用寿命,其防腐原理一般来说有几种:牺牲阳极保护(电化学防护),致密覆盖金属隔绝空气,加入改善界面腐蚀电位的外加剂成分等方法。降阻剂的使用,应掌握其施工技术,以达到最佳的效果,物理降阻剂有超过二十年的工程运用历史,经过不断的实践和改进,现在无论是性能还是使用施工工艺都已经是相当成熟的产品了。

4、离子接地系统。离子接地系统是传统的金属接地改进而来,从工作原理到材料选用都脱胎换骨的变化,形成各种形状的结构。这些接地系统的共同点是结构部分采用防腐性更好的金属,内填充电解物质及其载体组分的内填料,外包裹导电性能良好的不定性导电复合材料,一般称为外填料。接地系统的金属材料已经出现的有不锈钢、铜包钢和纯钢材的。不锈钢的防腐较钢材好,但是在埋地环境中依然会多多少少的锈蚀,以不锈钢为主体的接地系统不宜在腐蚀性严重的 环境中使用。表面处理过的铜是很好的抗锈蚀材料,铜包钢是铜-钢复合材料,钢材表面覆盖铜,可以节约大量的贵金属-钢材。套管法活电镀法生产,表面铜层的厚度为0.01mm到0.50mm,厚度越厚防腐效果越好。纯铜材料防腐性能最好,但是要耗用大量的贵金属,在性能要求较高的工程中使用。由于接地系统大多向垂直方向伸展,所以接地面积大多要求很小,可以满足地形严重局限的工程需要。

三、接地材料的具体选用

不同的行业,不同的地域使用的接地材料也不尽相同,不同的接地材料有着不同的特点,根据其特点结合环境使用是接地工程前期应该考虑的问题。

目前市场上使用率最高的接地材料还是金属材料,主要有铜板、角钢和扁钢等,但是由于接地环境的不同和用户需求也不尽相同。在有些环境和情况下是不适合使用金属接地材料的,例如在高腐蚀土壤中金属接地材料在很短的时间久被腐蚀而丧失接地的功能。同时,从造价方面来考虑,使用金属材料的传统接地,在工程造价上可能不会太高的,但是它的使用寿命短,使用非金属接地体要比金属材料的传统接地高一些,但其使用寿命要比传统接地的寿命高出好几倍,根据其寿命传统接地平均每年造价不低于3-4千元,而非金属接地体根据其寿命平均每年造价不高于3-4百元,这还不包括因地网不合格改造的工程费用,这些都是应该在选择接地材料时加以考虑的。

此外根据环境不同采用不同的材料作为接地体也是延长有效接地寿命的方法。离子接地棒适合在城市不具备施工空间的地方使用,例如城市建筑群等,而对于山地条件则比较适合使用非金属接地棒,由于在山地离子棒自身的吸水性并不能满足自身稳定接地电阻的需要常常要增加盐类,而岩石环境又是失水环境,所以这种环境下就应该选用吸水性好的具有较高强度 的非金属接地棒作为接地体,同时在野外也要考虑使用离子接地棒的可能丢失问题,在一般土壤环境比较适合使用压制的非金属接地体和金属接地体。

四、结束语

在变电站建设中,把接地做好是很关键的一件事,这也是复杂的系统工程,在不同的条件下选用适合的接地材料,在有限的资金情况下,做好一个合格的地网不仅要考虑资金的因素更要考虑性能因素。在现代随着微电子技术的迅猛发展,它对环境要求也越来越高,有一个很小的流涌就可以使设备损坏,人们对接地系统的重视程度也逐步提高,接地做的好与坏直接关系到设备能否正常运行,是否有安全隐患的大问题。因而,对接地材料性能、适用环境进行详细的了解是选择好的接地材料,做好接地网建设的重要因素。

第四篇:变电站接地工程相关标准和要求

变电所接地工程相关标准和要求

为进一步规范变电站接地工程设计、施工及验收标准,统一基建、生产对变电站接地工程的要求,经研究,就相关标准和要求明确如下:

一、设备接地

1.对钢质地网,主变压器箱体及中性点设备、高抗、互感器、断路器、隔离开关、接地开关、避雷器必须采用双接地引下线实现双接地。其他设备和主设备配套的机构箱、端子箱、电源箱、控制箱等采用单根接地线引下。

2.对铜质地网,主变压器箱体及中性点设备采用双接地引下线外,其他设备采用单根接地线引下。

3.设备支架、基座三相之间独立时,每相均须按上述要求实现双接地或单接地,设备支架、基座三相之间为联合一体时,则可在A、C相各用1根接地引下线实现双接地。

二、避雷针和构架接地

1.避雷针必须双接地;独立避雷针必须采用两根接地引下线对称连接后实现双接地,安装有避雷针的构架(含悬挂避雷线的构架)应在最近的两根立柱上分别设置接地引下线实现双接地,其他A型构架要求每品采用单根接地线引下。2.避雷针应设置独立的集中接地装置,构架避雷针的集中接地装置应保持与主地网连接,独立避雷针应设置集中接地装置与主电网方便连接和打开的接地井。

三、干式电抗器接地

干式电抗器的基座之间接地连接线和引下线采用铜排,且不得连接形成闭合回路,干式电抗器围栏采用不锈钢等非磁性材料围栏,且必须有一个绝缘断面,不得形成闭合回路。

四、变电站的接地装置应与线路的避雷线相连,采用绝缘子设置便于分开的连接点。变电站正常运行时通过接地专用线有效连接,在变电站测量接地电阻时暂时断开,测量完后恢复。当设计不允许避雷线直接和变电站配电装置架构相连时,变电站接地网应在地下与避雷线的接地装置相连接,连接线埋在地中的长度不应小于15米。

五、接地工艺要求

1.所有接地引下线均要求实现明接地,且每根接地引下线均应符合热稳定校核的要求;有双接地要求的两根接地引下线应分别与主地网的不同干线可靠连接。

2.独立避雷针、安装有避雷针的构架(含悬挂避雷线的构架)的双接地引下线要求每根设置断接卡,断接卡设置位置必须方便打开且全站统一高度,以离地面或保护帽顶面500mm高为宜。

3.设备支架、基座三相之间独立且要求每相双接地的设备和主变中性点设备可以只在入地处采用两根接地线引下实现双接地。

4.钢构支架等自然接地体之间采用法兰盘或螺栓连接时,电气上视为不可靠连接,应增加跨接接地线。

5.钢构支架作为自然接地体时,接地引下线与钢构支架应采用螺栓连接,但必须保证螺栓连接处方便打开并和全站的断接卡高度一致,以离地面或保护帽顶面500mm高为宜。

6.接地采用螺栓连接时应采用热镀锌螺栓。并采用防松垫片或防松螺母,螺栓连接的接触面和螺栓数量、规格应执行现行国家标准《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》(GBJ149)的规定。

六、结合滤波器的安装高度为结合滤波器地刀下端距地2.5米;避雷器计数器安装高度为下端距地1.8米。

第五篇:浅谈变电站直流系统接地问题

浅谈变电站直流系统接地问题

摘要:直流系统是变电站的一个重要组成部分,直流系统接地是常见的缺陷。主要介绍了变电站直流接地的危害,并对直流系统接地的原因进行分析及查找方法,从而找到相应的防范措施来保证直流系统的稳定运行。关键词:直流系统;接地;绝缘;断路器

0 引言

变电站直流系统以蓄电池储存能量,以充电机补充能量,向全站保护、监控、通讯系统提供不间断电源,确保其安全、稳定、可靠运行。正常情况下正、负极对地均为绝缘的,发生一点接地时,正、负极对地电压发生变化,接地极对地电压降低,非接地极电压升高,供电可靠性大大降低,因为在接地点未消除时再发生第二点接地,极易引起直流短路和开关误动、拒动,所以直流一点接地时,设备虽可以继续运行,但接地点必须尽快查到,立即消除或隔离。直流接地故障产生的主要原因

1.1 基建及施工遗留的故障隐患

在发电公司建设施工或扩建过程中,由于施工及安装的种种问题,会遗留下电力系统故障的隐患,直流系统更是故障隐患的薄弱环节,这些环节在投产初期不易控制和检查,投运时间越长,系统接地故障的概率就越大。

1.2 外力损伤

直流回路在运行过程中不可避免地要受到检查维护人员在工作过程中因挤压、移动、及不当冲洗等外力造成的损伤。

1.3 质量原因

因市场供应直流电缆设备质量参差不齐,质量不良的直流电缆成为一种直流接地的故障隐患。

1.4 自然原因

发电厂直流系统所接设备多、回路复杂,在长期运行过程中会由于环境、气候的变化、电缆和接头的老化及设备本身的问题等而发生直流接地故障,特别是处于沿海地区的电厂,因海拔较低且处于高盐、高湿环境,更不可避免地会发生直流系统接地故障。直流系统两点接地的危害分析 现以图1为例说明直流接地的危害。当图1中A点与C点同时有接地出现时,等于+KM、-KM通过大地形成短路回路,可能会使熔断器1RD或2RD熔断而失去保护电源;当B点与C点同时有接地出现时,等于将跳闸线圈短路,即使保护正常动作,TQ跳闸线圈也不会起动,断路器就不会跳闸,因此在有故障情况下就要越级跳闸;当A点与B点或A点与D点同时接地时,就会使保护误动作而造成断路器跳闸。直流接地的危害不仅仅是以上所谈的几点,还有很多,在此不一一介绍了。

图1 直流接地示意图 直流接地故障的查找方法及存在的问题

排除直流接地故障,首先要找到接地的位臵,这就是常说的接地故障定位。直流接地大多数情况不是一个点,可能是多个点,或者是一个片,真正通过一个金属点去接地的情况是比较少见的。更多的会由于空气潮湿,尘土粘贴,电缆破损,或设备某部分的绝缘降低,或外界其它不明因素所造成。大量的接地故障并不稳定,随着环境变化而变化。因此在现场查找直流接地是一个较为复杂的问题。

3.1拉回路法

这是电力系统查直流接地故障一直沿用的一个简单办法。所谓“拉回路”,就是停掉该回路的直流电源,停电时间应小于三秒。一般先从信号回路,照明回路,再操作回路,保护回路等等。该种方法,由于二次系统越来越复杂,大部分的厂站由于施工或扩建中遗留的种种问题,使信号回路与控制回路和保护回路一个严格的区分,而且更多的还形成一些非正常的闭环回路,必然增大了拉回路查找接地故障的难度。正由于回路接线存在不确定性,往往令在拉回路的过程中,常常发生人为的跳闸事故,再加上微机保护的大量应用,微机保护由于计算机的运行特性也不允许随意断电。“拉回路”可能导致控制回路和保护回路重大事故发生。3.2直流接地选线装臵监测法

这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装臵。该装臵的优点是能在线监测,随时报告直流系统接地故障,并显示出接地回路编号。缺点是该装臵只能监测直流回路接地的具体接地回路或支路,但对具体的接地点无法定位。技术上它受监测点安装数量的限制,很难将接地故障缩小到一个小的范围。而且该装臵必须进行施工安装,对旧系统的改造很不便。此类装臵还普遍存在检测精度不高,抗分布电容干扰差,误报较多的问题。

3.3便携式直流接地故障定位装臵故障定位法

该装臵是近几年开始在电力系统较为广泛应用的产品。该装臵的特点是无需断开直流回路电源,可带电查找直流接地故障完全可以避免再用“拉回路”的方法,极大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且该装臵可将接地故障定位到具体的点,便于操作。目前生产此类产品的厂家也较多,但真正好用的产品很少,绝大部分产品都存在检测精度不高,抗分布电容干扰差,误报较多的问题。防范措施

4.1 经常检查各支路直流系统的绝缘状况 ,对于户外电气设备和热工就地装臵的直流系统的绝缘状况更应经常检查 ,要特别注意检查各支路的跳闸回路。具体检查方法:将该支路的断路器合上(注意:此时隔离开关应在断开位臵或断路器拉至试验位臵)。然后取下该支路的直流电源的熔断器 ,在熔断器的下方(即负荷侧)将正、负极短接 ,用兆欧表检查绝缘电阻是否符合要求 ,如发现接地应及时消除。

4.2 发生直流系统接地时 ,常采用取下直流熔断器来观察直流接地是否消失 ,在取直流熔断器时应先取非接地极的熔断器;在投熔断器时 ,先投非接地极的熔断器。其目的是使非接地极对地电容有一定的充电时间 ,使该支路的正、负电源间在未形成回路前 ,先使非接地极电容充上一定电压 ,即 Uc不等于0 ,从而降低 UL ,防止断路器误动。

4.3 出口继电器和断路器的跳闸线圈的动作值按规程要求为(30 %-70 %)UH ,实际工作中调整在(60 %-70 %)UH之间最好。

4.4 运 行维 护人员必须熟悉现场运行规程,在直流回路工作时,做好安全措施,防止保护误动。结束语

直流电源在电力系统的作用十分重要,着重分析了直流接地对保护装臵的影响,在什么情况下可能造成保护误动和拒动,从而更好地为运行维护人员提供参 考依据,有利于更好地保证直流系统的稳定,从而保证电网的安全稳定运行。

参考文献

[1]张信,卢灿遹. 直流系统接地的危害分析与处理

[2]苏玉林 刘志民 熊深.怎样看电气二次回路图

[3]张善全.电力系统直流接地危害性分析及预防措施例

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