高土壤电阻率地区接地网降阻方案研究.docx

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1、1绪论1.1本课题时提出和意义变电站接地网对于电力系统B可靠运行和变电站工作人员的人身安全起着重要作用，其接地电阻、跨步电压与接触电压是变电站接地系统的重要技术指标，是衡量接地系统的有效性、安全性以及鉴定接地系统与否符合规定的重要参数。然而，有些变电站由于受地理条件的限制，不得不建在高土壤电阻率地区，导致这些变电站0接地电阻、跨步电压与接触电压0设计计算值偏高，无法满足现行原则0规定。近年来,伴随电力系统短路容量的增长，由于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。在设计施工过程中怎样合理确定接地装置的设计方案，减少接地电阻，这是变电站电气设计施工的重点之一。变电站的接地

2、电阻值是变电站接地系统的重要技术指标，是衡量接地系统的有效性、安全性以及鉴定接地系统与否符合参数的重要参数。然而，有些变电站由于受地理条件的限制，不得不建在高电阻率地区，并且接地网敷设范围受到很大限制，导致这些变电站B接地电阻值偏高，无法满足现行原则B规定。怎样合理、有效、经济、长期地处理这一问题，保障变电站的安全可靠运行，将具有十分重要的理论意义和工程价值。在国民经济的各领域中，如电力、铁路、厂矿、通讯等，多种电气设备在运行、使用中都必须通过各类接地装置以获取良好B接地,尤其是电力系统规定就更高。接地网作为变电所交直流设备接地及防雷保护接地，对系统B安全起着重要B作用。发、变电站的接地系统是

3、维护电力系统安全可靠运行，保障运行人员和电气设备安全的主线保证和重要措施。伴随电力系统电压等级B升高及容量B增长，接地不良引起B事故扩大问题屡有发生。因此，地网因其在安全中0重要地位、一次性建设、维护困难等特点在工程建设中越来越受到重视。本课题是根据22OkV那桥变电站工程而开展的地网设计和研究工作。近年来电力系统得到迅速发展，对接地技术提出了新的规定，表目前如下的J几种方面：(1)系统的容量急剧增大，入地短路电流大幅度升高。(2)由于科学技术的发展，集成式电气装置的出现和广泛应用，如GIS、箱式变压器等，使变电站时占地面积越来越小，地网B面积也越来越小。(3)伴随电网日勺大力发展，新建日勺电

4、力设施一般被迫建在山区、偏僻郊区等地质状况复杂、高土壤电阻率B地区，并且地网面积也受到很大B限制。(4)伴随电力系统的自动化水平和管理水平的不停提高，越来越多的计算机等电子设备进入了电力系统，不过，这些弱电设备的引入，也给系统带来了许多前所未有的问题。例如，强电设备对弱电设备的干扰，侵入波对电子设备B损坏和射频干扰等。要处理这些问题，对接地系统提出了更高的规定。为保证电力系统的安全稳定运行，提高供电可靠性，可靠安全的接地系统设计显得日益突出。1.2 变电站接地技术的发展现实状况和趋势电力系统接地技术对电力系统的安全运行有着重要影响，因此一直得到人们B重视。在变电站建设中接地网的设计与施工是非常

5、重要B一种环节，而接地电阻的计算又是接地网设计中的关键，误差小、简朴实用的接地电阻计算措施是建设安全并造价合理的接地网的前提条件。变电站B接地技术是随电力输配系统B发展而出现的。由于变电站内电气设备汇集，电磁环境复杂，接地系统需要单独设计。最初B发、变电站接地系统采用的是埋设接地网的技术，地网接地体一般采用废铜，但发现废铜腐蚀过快，接地网一般几年后就失去作用。后来欧美国家采用金属铜作为埋设的接地体,不过接地引线与地网接地体的连接处腐蚀较快，与采用钢铁作为接地体0使用寿命等同，目前世界上统一采用镀锌钢材作为接地体，在钢材的选用上都留有腐蚀余量。接地体的设计也经历了从等间距布置到不等间距，从水平地

6、网到加入垂直极的复合三维地网B过程。伴随电力系统B发展，输电线路B电压等级越来越高，入地短路电流越来越大，采用自然水平复合接地网设计，接地电阻、跨步电势、接触电势往往达不到规定，危及操作人员和电气设备的安全。为了减少接地电阻，目前在工程设计中采用了增大地网面积、增设接地体、采用降阻剂或局部换土、深孔爆破制裂压灌、电解离子接地系统、并联集中式接地体等许多措施。1.3 本设计所做的重要工作及各章节内容概要1.3.1 根据变电站接地技术的发展现实状况，重要展开如下工作：(1)根据系统容量和参数、主变参数计算流经接地装置的最大入地短路电流；(2)计算该变电站接地装置时接地电阻；(3)计算故障时也许产生

7、的最大接触电压、最大跨步电压；(4)天然土壤条件下安全最大接触电压、最大跨步电压；(5)确定变电站的接地装置的布置方式。1.3.2 本设计各章节的重要内容本文围绕减少接地电阻、接触电势和跨步电势以及入地故障短路电流展动工作。各章节的重要内容：(1)第一章绪论：概述了接地网的重要性，指出应精确计算接地网时接地电阻,同步地电位也是衡量接地网的一种重要指标。要进行地网参数B精确计算，对地网B接地电阻应有个对BB概念，接地网不仅要满足接地电阻0规定，还应尽量减少接触电压和跨步电压。(2)第二章那桥变电站日勺基本状况简介。(3)第三章变电站接地网日勺设计措施：对变电站接地网设计B总原则以及接地网设计的环

8、节和措施进行了论述，简介了接地电阻、接触电势和跨步电势、土壤电阻率、入地故障短路电流等参数B某些基本状况。(4)第四章降阻措施研究：论述了外延接地及其应用、深井式接地极及其应用、降阻剂降阻、铺设水下地网和运用自然接地体等降阻措施以及降阻剂B某些有关信息。(5)第五章那桥变电站接地网设计。(6)第六章降阻方案。(7)第七章结论和展望：对论文简要总结，并对地网设计中所碰到的技术问题进行了简要扼要的归纳和展望。2那桥变电站概况2.1 那桥变电站的基本状况2.1.1 接地网的作用变电站接地网对于电力系统的可靠运行和变电站工作人员的人身安全起着重要作用，其接地电阻、跨步电压与接触电压是变电站接地系统B重

9、要技术指标，是衡量接地系统的有效性、安全性以及鉴定接地系统与否符合规定的重要参数。然而，有些变电站由于受地理条件的限制，不得不建在高土壤电阻率地区，导致这些变电站的接地电阻、跨步电压与接触电压B设计计算值偏高，无法满足现行原则的规定。近年来,伴随电力系统短路容量的增长，由于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。在设计施工过程中怎样合理确定接地装置的设计方案，减少接地电阻，这是变电站电气设计施工的重点之一。2.1.2 站地址概况全站占地149*150m，拟建站址场区属丘陵地貌，位于较平缓的丘岗上，场区内地面高程38m57m,相对高差约19m。东、西两侧为丘谷，南面坡脚下

10、有一条小溪从东向西流；周围山丘顶高程52m87m,山丘坡度1525。场其附近为果园，种植有龙眼、荔枝、柑子等。站址场地上覆第四系土层重要为坡残积层（Qsl+eD粘土，黄褐色，混少许泥质粉砂岩块石，稍湿，硬塑为主，厚度1.0m2.0m0基岩为侏罗系（J）泥质粉砂岩夹泥岩，进站公路开挖边坡地段有出露，中厚层夹薄层状，强风化层厚不小于8.0m。2.1.3站区土壤电阻率分布特性测区内土壤电阻率分布特点如下：(a) AB2=5m深度时，土壤电阻率为1149m(b) AB2=10m深度时，土壤电阻率为813.0511m(c) AB2=20m深度时，土壤电阻率为667.81兀m(d) AB2=3Om深度时，

11、土壤电阻率为582.796兀m(e) .4设计研究基本内容(1)最大入地短路电流的计算。(2)完毕水平复合地网设计，接地电阻、最大接触电压、最大跨步电压的计算。(3)假如水平复合地网接地电阻、最大接触电压、最大跨步电压不满足规程规定,必须采用合理措施降阻，直到满足规定。3变电站接地网日勺设计措施3.1 变电站接地网设计总原则近些年来，国内多处变电站因雷击形成扩大事故，多数与地网接地电阻不合格有关，接地网起着工作接地和保护接地I网作用，当接地电阻过大则：发生接地故障时,使中性点电压偏移增大，也许使健全相和中性点电压过高,超过绝缘规定日勺水平而导致设备损坏。在雷击或雷电波袭击时，由于电流很大,会产

12、生很高0残压,使附近0设备遭受到反击时威胁,并减少接地网自身保护设备(架空输电线路及变电站电气设备)带电导体的耐雷水平,达不到设计的规定而损坏设备。同步接地系统时接地电阻与否合格直接关系到变电站运行人员、变电检修人员人身安全；但由于土壤对接地装置具有腐蚀作用，伴随运行时间B加长，接地装置已经有腐蚀，影响变电站的安全运行；因此，必须严格规定对地网接地电阻的设计。表征变电站地网B重要电气参数有：接地电阻、接触电势、跨步电势、接地电位升和转移电势。在进行变电站接地设计时，必须认真贯彻执行国家0有关方针和法规,认真总结经验，根据电气设备的类型和系统的运行方式、接地的性质以及地质构造等特点，因地制宜，力

13、争做到技术先进合理，经济节省，进行接地设计时重要考虑如下问题。3.1.1 对接地电阻的规定变电站地网日勺接地电阻重要是根据工作接地的规定决定，即要保证在接地故障时.，流经地网的入地故障电流I在地网上产生的接地电位升不会对人身和设备安全导致威胁。运行经验证明，大接地短路电流系统(包括IlOkV及以上有效接地系统和635kV低电阻接地系统)，当接地电位升IR2000V时，人身和设备是安全的，因此我国现行接地规程规定，对于有效接地和低电阻接地系统中地网B接地电阻R由下式确定，即R竿(Q)(3.1)式中I为经地网向地中流散B入地故障电流，该值应采用考虑系统5发展规划的最大运行方式下，短路发生在站内或站

14、外时的最大单项短路周期分量，并根据实际接线中的分流系数来确定，取最大值。当地网的接地电阻不满足(3.1)式的规定期，对于UOkV以上的变电站，可通过技术经济比较增大接地电阻，但接地电阻及接触电势和跨步电势等数值一定要符合规程规定，且应当采用措施防止转移电位；考虑短路电流非周期分量B影响，接地电位升不应引起所内3IOkV阀式避雷器动作；验算接触和跨步电位差。3.1.2 接触电势和跨步电势的容许值人体能承受B接触电压和跨步电压与人体电阻、通过人体B电流值及持续时间、电流流经人体的途径、地表电阻率等原因有关。在大接地短路电流系统中，发生单相接地时，变电站及电力设备接地装置B接触电位差和跨步电位差容许

15、值为_174+0.17p1.&174+07p（V）（3.2）F式中，p一人脚站立处地表的!土壤电阻率（Cm）；1.接地短路电流持续时间（三）o3.1.3 接地电阻在电力系统中为了工作和安全的需要，必须将电力系统中某些电气设备B某些部分与大地相连接，这就是接地。例如为了减少电力设备的绝缘水平，在IlokV及以上的电力系统中多采用中性点接地（工作接地）；直流系统在单极运行时，会有数以千安计0工作电流长期流过接地极;为了防止雷电0危害，避雷针、避雷线和避雷器等防雷设备都必须配以对应的J接地装置以便把雷电流导入大地（防雷接地）；为了保证人身的安全电气设备B外壳必须接地（保护接地）,以保证当电气设备绝缘

16、损坏而使外壳带电时，流过保护接地体0故障电流应使对应的保护装置动作，切除己损坏B设备，或使外壳的电位在安全值如下，从而防止因设备外壳带电而导致0触电事故。任何接地电极都存在有接地电阻。接地电阻是电流经接地电极流入大地时的电位对该电流的比值。接地电阻0大小除和大地B构造、土壤B电阻率有关外，还与接地体B材料、几何尺寸和形状有关。对于土壤均匀、接地极形状简朴B状况，可以根据解析公式计算接地电阻。对于电力系统UOkV及如下电压等级B变电站或面积不大0小型发电厂的接地网，可以根据经验公式计算其接地电阻。而对于22OkV及以上电压等级变电站或大中型发电厂0大面积接地网一般应运用电磁场数值计算措施计算接地

17、电阻。然而，接地体或接地网的接地电阻的实际值需要在地网敷设完毕后通过实测得出。在进行接地电阻测量时，测量用电流极和电压极0位置及其引线0布置方式将直接影响到测量的精确性;在测量时怎样消除或赔偿多种干扰带来的误差是一种需要研究的问题。电气装置保护接地的范围电气装置和设施的下列金属部分，均应接地：a）电机、变压器和高压电器等B底座和外壳；b）电气设备传动装置；C）互感器B二次绕组；d）发电机中性点柜外壳、发电机出线柜和封闭母线B外壳等；C）气体绝缘全封闭组合电器（GIS）时接地端子；f）配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的金属框架；g）恺装控制电缆B外皮；h）屋内外配电装置的金属架构和钢筋

18、混凝土架构、以及靠近带电部分的金属围栏和金属门；i）电力电缆接线盒、终端盒的外壳，电缆外皮，穿线钢管和电缆桥架等；j）装有避雷线B架空线路杆塔；k）除沥青地面的居民区外，其他居民区内，不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统中无避雷线架空线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔；D装在配电线路杆塔上的开关设备、电容器等电气设备；m）箱式变电站的）金属箱体。3.2 接地网设计的环节和措施变电站地网的接地参数（地网竣工后的实测值）与否符合接地规程的规定，技术经济指标与否合理，取决于地网设计措施的对的性。只要按对的的环节和措施来设计地网，是可以获得接地参数满足规程规定、技术经济指标合理B地网B,地网设计0环节和措

19、施一般如下。3.2.1 接地材料的选择目前广泛使用的接地工程材料有多种金属材料（最常用的如扁钢）、接地体、降阻剂和离子接地系统等。金属材料如扁钢，也常用铜材替代，重要用于接地环B建设,这是大多接地工程都选用B;接地体有金属接地体（角钢、铜棒和铜板）此类接地体寿命较短，接地电阻上升快，地网改造频繁（有的地区每年都需要改造），维护费用比较高，不过从老式金属接地极（体）中派生出类特殊构造的接地体（带电解质材料）,使用效果比很好，一般称为离子或中空）接地系统；此外就是非金属接地体，使用比较以便，几乎没有寿命的约束，各方面比较承认。降阻剂分为化学将阻剂和物理降阻剂，化学降阻剂自从发既有污染水源事故和腐蚀

20、地网的缺陷后来基本上没有使用了，目前广泛接受B是物理降阻剂（也称为长期有效型降阻剂）。在如下的讨论中以非金属接地块、物理降阻剂和离子接地系统为代表进行探讨。下面将设计中考虑0重要原因进行简要B阐明。物理降阻剂（也称为长期有效型降阻剂）。物理降阻剂是接地工程广泛接受的材料，属于材料学中B不定性复合材料，可以根据使用环境形成不一样形状的包裹体，因此使用范围广，可以和接地环或接地体同步运用，包裹在接地环和接地体周围，到达减少接触电阻的作用。并且，降阻剂有可扩散成分，可以改善周围土壤的导电属性。目前B较先进降阻剂均有一定B防腐能力，可以加长地网B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

21、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措施。物理降阻剂有超过二十年的工程运用历史，通过不停的实践和改善，目前无论是性能还是使用施工工艺都已经是相称成熟的产品了。非金属接地体有是在通讯、广电等部门广泛使用B工程材料。基本成分是导电能力优越的非金属材料复合加工成型的，加工措施有浇注成型和机械压模成型0,一般来说浇注成型的产品构造松散、强度低、导电性能差，并且质量不稳定，某些小型厂家少许生产使用这样的措施；机械压模法，是使用设备在几到十几吨的压力下成型B,不仅尺寸精度较高、外观很好，更重要B是材料构造致密、电学性能好、抗大电流冲击能力强，质量也相称稳定，不过生产成本较高，批

22、量生产多采用。选型时，尽量采用后者，尤其是接地体有抗大电流或大冲击电流的规定（如电力工作地、防雷接地）时，不适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、寿命都是既有接地材料中最佳日勺，是不受腐蚀0接地体，因此，不需要地网维护，也不需要定期改造，不过，非金属接地体施工需要的地网面积比老式接地面积小诸多，不过在不一样地质条件下也需要的保证足够接地面积才可以到达良好B效果。离子（中空）接地系统是老式的金属接地改善而来，从工作原理到材料选用都脱胎换骨的变化，形成多种形状的构造。这些接地系统的共同点是构造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B内填料，外包

23、裹导点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B金属材料已经出现日勺有不锈钢、铜包钢和纯铜材的。不锈钢的防腐较钢材好，不过在埋地环境中仍然会多多少少的锈蚀，以不锈钢为主体的接地系统不适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，可以节省大量0贵金属-铜材。套管法或电镀法生产，表面铜层的厚度从0.0Imm到0.50mm,厚度越厚防腐效果越好。纯铜材料防腐性能最佳，不过要耗用大量的贵金属，在性能规定较高0工程中使用。由于接地系统大多向垂直方向伸展，因此接地面积大多规定很小，可以满足地形严重局限的工程需要。尤其是，赔偿类型的接地

24、系统有加长的设计，笔者曾使用过加长至24米的接地系统，辅以深井法施工，可以到达非常好的效果。简介的接地材料各有优势，不过均有自身0局限。我们倡导各取所长，选择合适的材料满足不一样B工程状况。3.2.2 调查测定土壤电阻率土壤电阻率是决定地网参数的重要参数，根据土壤类型及土壤中所含水分的性质和含水量的多少，土壤电阻率的变化范围很大，由于实际日勺大地构造比较复杂，同一土壤在不一样地点电阻率会有所不一样，因此土壤电阻率确实定必须进行实测。在变电站站址选定后，在用物探法进行地质构造调查时，搜集站区内土壤在水平方向和垂直方向的变化状况，同步，运用电探法测出站区（包括站区周围）的土壤电阻率的分布状况，并重

25、视站区土壤电阻率随季节的变化状况，然后，通过对实测数据的分析处理，以便获得设计时所需要的土壤电阻率。除此以外，还应当调查站区土壤对一般钢、镀锌钢等金属材料的腐蚀状况，测出对金属材料的腐蚀速度，为地网设计选择对的时金属材料和截面提供根据。3.2.3 计算入地故障短路电流入地故障电流是指系统发生接地短路时经地网向地中流散并引起地网电位升高的那部分电流。在输电线路有避雷线和系统中性点直接接地的状况下，当系统发生接地短路时，短路点的所有短路电流中，一部分电流由与地网连接的避雷线为回路流通,另一部分电流经地网流回系统的中性点，而剩余B那部分电流才经地网向地中流散，因此，入地故障电流并不等于故障点H所有短

26、路电流。入地故障电流经地网流散时，它不仅影响着接地电位升、接触电势、跨步电势以及转移电势、局部电位差B大小，并且还影响着接地引线、均压导体截面的选择，因此，在接地设计中，需精确计算入地短路故障电流。根据220kV变电站的规模，有：I=（JmaX-In）（1一屋1）Ael=O.5I=In(I-Ae2)e2=0.1(3.3)取两式中最大值为入地短路电流I入地式中，Imax最大接地短路电流；In一流经变电所接地中性点日勺最大接地电流。3.2.4 选择地网的布置方式变电站接地装置大多数都是以水平接地极为主，外缘闭合，内部敷设若干均压导体B接地网。均压导体一般按3m、5m、7m、IOm等间距布置或按不等

27、间距进行布置。由于端部效应和邻近效应，各均压导体流散电流很不均匀，导致地网边角处的接触电势和中心处的接触电势相差很大，并且这种不均匀随地网面积的增大和网孔数的增多而越来越严重。为了保证发电厂、变电站人身和设备安全，又不过多地花费钢材，设计是以比边角网孔低20%30%BJ次边角网孔电势不超过容许接触电势为原则。但这样做还是没有根除由于地面电位分布不均匀而引起的事故B危险，还需要在地网边角处采用辅助安全措施，而中部导体得不到合理运用。因此，大型地网均压导体按等间距布置，在经济技术上都是不合理的。为了处理这个问题，最佳的措施就是采用不等间距布置均压导体。不等间距布置接地体就是从地网边缘到中心，导体间

28、距按一定B规律逐渐增长，使网孔电势大体相等。不等间距布置接地体由于良好的均压特点和经济上的节省，在发、变电站地网设计中得到了广泛的应用。假如在埋设地网的地方土壤上层的电阻率远比下层的电阻率高，或者地网处在轻易干燥或冰冻0土壤地区0状况下，可以在地网周围埋设若干垂直接地体，并与水平接地网相连。这样既可以深入减小接地电阻，也可以维持地网的性能，使之不随气候的变化而发生明显变化。此外还应重视多种自然接地体（如水电厂的钢筋混凝土基等）的运用。3.2.5 接触电位差接地短路（故障）电流流过接地装置时，大地表面形成分布电位，在地面上离设备水平距离为0.8m处与设备外壳、架构或墙壁离地面的垂直距离1.8m处

29、两点间的电位差，称为接触电位差;接地网孔中心对接地网接地极B最大位差，称为最大接触电位差。当电气设备发生碰壳等接地故障时，接地电流便经接地体流入地中，并向四面八方扩散，形成半球形电场。此半球形球面，在距接地体愈近B地方其表面积愈小，对应H散流电阻就愈大。在距接地体愈远0地方其表面积极愈大，对应0散电流电阻就愈小。试验证明:距单根接地体约20mB地方，距多根接地体比20m稍远日勺地方，半球形球面已经相称大，对应0散流电阻己靠近于零，与之对应0电位也靠近于零。电位为零的地方称电气上的“地二3.2.6 跨步电位差接地短路（故障）电流流过接地装置时，地面上水平距离为0.8mB两点之间0电位差，称为跨步

30、电位差。接地网外的地面上水平距离0.8m处对接地网边缘接地极B电位差，称为最大跨步电位差。当人步入半球形电场内时，两脚之间就存在电位差，称之为跨步电压，记为Vst,Ust=U-U2式中，UbU2分别为两脚所在点的电位。跨步电压的大小与两脚跨距、人体与接地体之间的距离有关。跨距越大，跨步电压就越大。当人0一脚踩在接地体上时，跨步电压有最大值；当人站在距接地体20m及以上B地方时，跨步电压趋于零。一般取人的跨距为0.8m计算跨步电压。在电力行业原则交流电气装置的接地中，对跨步电位差进行了如下的规定：a）在100kV以上有效接地系统和635kV低电阻接地系统发生单相接地或同点两相接地时，发电厂、变电

31、所接地装置的跨步电位差不应超过下列数值。jj_174+0.7。式中：Us跨步电位差，V;。一人脚站立处在表面的土壤电阻率，m;，一接地短路（故障）电流的持续时间，Sob）3-66kv不接地、经消弧线圈接地和高电阻接地系统，发生单相接地故障后,当不迅速切除故障时，此时发电厂、变电所接地装置B接触电位差和跨步电位差不应超过下列数值。Ux=50+0.2pz4降阻措施研究伴随电力系统的发展，接地短路电流越来越大，接地装置对设备和人身安全B影响也越来越大。在山区、高土壤电阻率地区怎样有效地减少接地装置的接地电阻，怎样用较少的投资获得较大的降阻效果，目前仍然是电力系统中广大工程技术人员面对的重要技术难题。

32、对发电厂、变电所接地装置，推荐了三种重要的降阻措施，但这三种措施怎样根据现场实际状况对的、合理0使用则不是一件轻易0事，在实际接地工程中就曾发生过因采用的降阻措施与现场实际不符而导致投资大收益小的事情。尚有某些在降阻措施使用不妥而导致高电位外引留下安全隐患的，因而有必要对每种降阻措施的作用、合用场所和应注意0问题进行深入B分析和研究，采用技术经济分析B措施，详细的I工程，详细看待，在保证设备和人身安全的前提下，结合详细B工程状况和现场实际，尤其是现场的地质、地势状况，土壤电阻率分布以及详细的工程规定，找出最佳的降阻措施，找出对的合理B降阻措施到达有效减少接地装置接地电阻的目Bo此外，有些接地装

33、置在建成初期是合格09,但经一定的J运行周期后，接地电阻就会变大，除了前面简介的由于施工时留下的隐患外，如下某些问题也值得注意：一是由于接地体的腐蚀,使接地体与周围土壤0接触电阻变大,尤其足在山区酸性土壤中，接地体的腐蚀速度相称快，会导致一部分接地体脱离接地装置；二是在接地引下线与接地装置的连接部分因锈蚀而使电阻变大或形成开路：三是接地引下线接地极受外力破坏时误损坏等。为了到达减少接地网接地电阻之目B,首先需要从理论上研究减少接地电阻日勺措施。由公式R=peC可以看出,减少接地电阻有如下两种途径，一是增大接地体几何尺寸，以增大接地体的电容C；二是改善地质电学性质，减小地的电阻率P和介电系数接地

34、网是在接地系统0基础，由接地环(网)、接地极(体)和引下线构成，以往常有种误解，把接地环作为接地的主体，很少使用接地体，在接地规定不高或地质条件相称优越的状况下，接地环也可以起到接地的作用，不过一般的状况下，这是不可行的，接地环可以起到辅助接地地作用，主导作用是用接地体来完毕日勺。决定接地电阻大小B原因诸多，下面先来分析一下计算老式地网接地电阻的公式(仅以接地环接地时)。(11m)土壤电阻率；d(m)钢材等效直径；S(m2)地网面积；H(m)埋设深度；1.(m)接地极长度(m)；A形状系数。4.1 减少接地电阻的某些常用时合理的措施4.1.1 运用自然接地体充足运用混凝土构造物中B钢筋骨架、金

35、属结购物，以及上下水金属管道等自然接地体，是减小接地电阻0有效措施，并且还可以起引流、分流、均压作用，并使专门敷设B接地带B连接作用得到加强。4.1.2 增大接地网面积大地电阻率p和介电系数不轻易变化,而接地电阻R与接地网电容C成反比:从理论上分析，接地网电容C重要由它的面积尺寸决定，与面积成正比，因此接地网面积与接地电阻成反比。减小接地网接地电阻，增大接地网面积是可行途径。一种有多根水平接地体构成的接地网可以近似地当作一块孤立的平板，借用平板接地体接地电阻计算公式，当平板面积增大一倍时，接地电阻减小29.3%。4.1.3 增长垂直接地体根据电容概念，增长垂直接地体可以增大接地网电容。当增长B

36、垂直接地体长度和接地网长、宽尺寸可比拟时，接地网由本来0近似于平板接地体趋近于一种半球接地体，电容会有较大增长，接地电阻会有较大减小。由埋深为零半径为r0圆盘和半径为rB半球电容之比4r211r可得，接地电阻将减小36%。不过对于大型接地网，其电容重要是由它0面积尺寸决定，附加于接地网上有限长度(23m)B垂直接地体，局限性以变化决定电容大小的几何尺寸，因而电容增长不大，亦接地电阻减小不多。因此大型接地网不应加以增长垂直接地体作为减小接地电阻B重要措施，垂直接地体仅作为加强集中接地散泄雷电流之用。唯一有效0途径是采用深井接地。4.1.4 人工改善地电阻率在高电阻率地区采用人工改善地电阻率B措施

37、，对减小接地电阻具有一定效果。例如，对于一种半径为r日勺半圆球接地体而言，其接地电阻的50%集中在自接地体表面至距球心2的半圆球内，假如将r至2间的土壤电阻率减少，可使接地电阻大大减小。设原地电阻率为p2,将r至2r范围内的电阻率为p2的土壤用低电阻率的材料Pl置换，则半圆球接地体的接地电阻为：RX=(P+pJ4w置换前B接地电阻RX为：R=p2211rR与RX之比为：RR=(p1+p2)/2p2当21夕2，上式改写为：R=RXfl=PJ411丫故接地电阻减小B百分数为50%。此外由上式可以看出，用低电阻率B材料置换半球附近高电阻率的土壤，相称于将半球接地体的半径由R增大到2R,由于接地体几何

38、尺寸0增长，而使接地电阻减小。4.1.5 深埋接地体在地电阻率随地层深度增长而减小较快的地方，可以采用深埋接地体的措施减小接地电阻。地的电阻率随深度而减小的规律，往往在到达一定深度后，地电阻率会忽然减小诸多。因此运用大地性质，深埋接地体后，使接地体深入到地电阻率低B地层中，通过小B地电阻率来到达减小接地电阻B目的。对于地电阻率随地层深度B增长而减小不大的地方，由于地电阻率变化不大，增长接地网的埋深只是增大接地网的电容。运用电容的概念，电容具有储备电场能量的本领，它所储备的能量，不是储备在极板上，而是储备在整个介电质中，即整个电厂中：介电质中的能量密度，既与介电系数有关，又与电场的分布有关，因此

39、，比起接地网的几何尺寸小得多的有限埋深，所增长的储备能量的介质空间极为有限；在有限空间中的能量密度又小，储备的总能量也就增长不多，即电容增长不大，因此对减小接地电阻作用不大，不适宜采用深埋接地体的措施减小接地电阻。深埋接地体和敷设水下接地网可以大大减少直流电阻，但对减少交流电阻作用不大，故国军标不推荐使用该法。但结合基地航天测试实际状况，重要是低频信号，此法简朴，效果明显，可以使用。4.1.6 敷设水下接地网在有合适水源B地方敷设水下接地网，由于水的电阻率比地电阻率小的多，可以获得比较明显的减小接地电阻B效果。并且敷设水下接地网施工比较简便，接地电阻比较稳定，运行可靠，但应注意水下接地网距接地

40、对象的距离一般不不小于100Om04.1.7运用接地电阻降阻剂在接地极周围敷设了降阻剂后，可以起到增大接地极外形尺寸，减少接触电阻的作用。降阻剂是由几种物质配制而成的化学降阻剂，是具有导电性能良好的强电解质和水分。这些强电解质和水分被网状胶体所包围，网状胶体0空格又被部分水解B胶体所填充，使它不致于随地下水和雨水而流失，因而能长期保持良好的导电作用。而减少阻剂的重要作用是减少与地网接触的局部土壤电阻率，换句话说,是减少地网与土壤B接触电阻,而不是减少地网自身的接地电阻。这是目前采用的一种较新和积极推广普及B措施。降阻剂己经有超过二十年0工程运用历史,通过不停0实践和改善,目前无论是性能还是使用

41、施工工艺都已经是相称成熟的产品了。4.1.8 运用电解离子接地系统电解离子接地系统(IonicEarthingArray,简称IEA)。IEA近几年在新建变电所中得到广泛的应用，并获得一定的效果。有研究和实践证明：土壤电阻率过高的直接原因是由于缺乏自由离子在土壤中0辅助导电作用，IEA能在土壤中提供大量B自由离子，从而有效0处理接地问题。IEA由先进0陶瓷复合材料、合金电极、中性离子化合物构成，以保证能提供稳定的、可靠的接地保护。IEA日勺主体是铜合金管，以保证较高的导电性能及较长的使用寿命，其内部具有特制的、无毒的电解离子化合物，可以吸取空气中的水分，通过潮解作用，将活性电解离子有效释放到周

42、围土壤中，正是由于IEA不停的自动释放活性电解离子使得周围土壤的导电性能能一直保持在较高水平，于是故障电流能顺畅B扩散到周围的土壤中，从而充足发挥接地系统的J保护作用。此外，IEA所包括的特制回填料具有非常好的膨胀性、吸水性及离子渗透性，使IEA与周围的土壤保持良好的接触界面，无论天气或周围环境怎样变化，都能使IEA保持最佳日勺接地保护效果。但投资相对也是比较大的。4.1.9 其他措施怎样减少接地电阻目前已成为工程建设H难点之一，除了以上措施外，增长地网的埋设深度、运用深孔爆破接地技术、自然接地体、局部换土、深井接地、扩大接地面积和采用两层水平接地网等等也均有一定的可行性。根据各个工程的不一样

43、状况可以选择适合B降阻措施，而多种措施也不是孤立0,可以互相配合，以获得更好0实际效果。4.2 外延接地及其应用在高土壤电阻率地区，当在发电厂、变电所m以内有较低电阻率B壤时，可敷设引外接地极；这就规定在确定降阻方案时要对发电厂、变电所周围进行认真的勘探、测量，测量出发电厂、变电所四面土壤电阻率沿水平方向上的分布，找出土壤电阻率较低和适合做引外接地B地方。由于在山区、丘玲地区土壤电阻率在水平方向上大都呈不均匀分布，即总有某些地方0土壤电阻率相对较低，可以的引外接地。在降阻措施中外延接地是最简朴有效的，也是在接地工程中最常应用的措施。在设计外延接地时，应首先考虑降阻B需要决定外延地网0大小：再考

44、虑安全B需要决定外延地网的网格布置、埋深和形状：还要考虑外延地网不被破坏和阻碍后来的J建设等综合原因。同步在设计外延接地时还要尽量的考虑减少接地体之间的互相屏蔽，使之发挥最大的降阻效果，节省投资。4.3 深井式接地及其应用当地下深层有较低土壤电阻率的地质构造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规定对接地装置及其四面测出垂直方向上0土壤电阻率分布。现场可采周等距四极法测量土壤电阻率,用等距四极法测量土壤电阻率时,变化间距离a时，可测出不一样深度日勺土壤电阻率。由于等距四极法测土壤电阻率0极间距离与反应的土壤电阻率有0.75a的关系，因此变化不一样的极间距离可测出不一样深

45、度的土壤电阻率。单个深井式接地极接地电阻可按下式计算(4.1)式中p平均视在土壤电阻率（Qm）;1垂直接地极的长度（m）；a垂直接地极的半径（m）；R接地电阻（）。采用深井式接地极可减少占地，接地装置0接地电阻受气候影响较小，接地问题在厂、站内处理不与周围农民发生关系，因而受到电力系统的偏爱。但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，深井式接地极之间时间距应到达接地极长度的23倍，才能获得很好的降阻效果。现场适合于采用深井式接地极0场所较少，只有在地下有金属矿，或北方地表土壤干燥，而地下水丰富的场所才合用；而一般的地区往往都是深层土壤0壤电阻率高于表层0土壤电

46、阻率，尤其是深层为岩石的山区和圻岭地区，深层土壤电阻率往往运高于上层土壤的电阻率，这时是不适合于采用深井式接地极的。再则深井式接地极的施工费用往往不小于水平接地体施工费用B若干倍，就是均匀土壤采用深井式接地极也是不经济的。对于线路杆塔接地、避雷针接地等以防雷为重要目的的接地装置就更不适宜采用深井式接地极，而应以有效减少冲击接地电阻为主，由于雷电流是高频电流，有很强的趋肤性，一般沿地表散流，深层土壤散流作用很差，因此深井式接地极对以防雷为主0接地效果不大。4.4 电解地极处理化学降阻剂在土壤中有一定的渗透能力和扩散能力，能减少土壤电阻率，从而能减少变电站地网的接地电阻。其缺陷是轻易随雨水流失,很

47、难保持长期有效。此外，某些化学降阻剂或矿硝降阻剂由于具有毒性重金属，对接地极腐蚀严重，减少了地极B使用寿命。更重要0是,化学降阻剂埋于地下,会污染地下水,对周围导致安全威胁,尤其是附近有饮水井时,会对人畜的健康导致危害。近年来,发明了1种新B降阻技术,国外叫做“电解离子接地列阵（IonicEarthingArray）,简称IEA技术。该项专利技术是将某种陶瓷合金化合物（固体）装入有孔0铜管或铜合金管中，由于管内具有电解离子化合物,每根铜管就变成种电解离子接地极。铜管的作用有:（1）保证地极有较高的导电性能。（2）保护管内电解离子化合物有较长的使用寿命（减缓管内电解离子化合物随雨水流失的速度）当铜管埋入地下时,通过铜管呼吸孔，电解离子化合物吸取水分，发生潮解,将活性电解离子通过管孔有效地释放到周围土壤中。由于铜管不停释放活性电解离子,不仅能减少周围土壤的电阻率,还可以较长时间的保持土壤的电阻率,起到长期有效的作用。由于电解离子铜管在使用时总是多根、直线排列或交叉垂直排列，形成了一种电解地极列阵,因此，电解离子接地列阵技术由此得名。这项新技术已先后在广西、云南、四川、贵州、北京、湖南各省市推广应用，收到了很好的减少接地电阻的效果。4.5 降阻剂降阻4.5.1 采用降阻剂降阻降阻剂由电解质、防腐剂、固化剂、润滑剂及填充材料构成，一般可分为2大类:化