接地网降阻技术研究

曾昌健 李丽 罗思媛

接地网技术是当出现高于地电位的电荷泄放到地面的一种手段，地电位是地球处于零电压此时设定的电位。出现对人的伤害和物体的损害时，主要是由于在人或物体中通过了高于地电位的电压而产生的。当人员靠近或者处于附近时产生损害，因此有必要采取相应的措施降低故障电流出现的情况，来提高装置工作效率。

一、降阻新技术和新措施目前现状：

1.改变接地网总体的敷设面

在接地阻值公式R=0.5ρ/中，当S值增大后，R的数值相应下降。因此在征地用地上扩大线路设备的用地面积，可以更直接的达到技术方面的要求。但是如果一味的增大用地面积，在综合应用方面也不尽合理。而且对于各个地区受到用地面积限制，诸如在用变电站等厂区也会受原有用地范围的限制

2.加深接地网的埋设

由于受到天气和地质环境的影响，因此在深度的埋设上对于电阻值降低程度也较为有限。在电阻值较低的区域，也可以适时在深度上加大埋设数量和埋设的长度，但是实测现场数据下降并不明显。

3.地下低阻区域埋设

在地下埋设方面，如遇地下含水层方面可能使阻值大为降低，此时可以深入地下透水区域，也可以克服由于用地方面的限制，而无法满足相应用地面积的要求。

检验接地电阻并非只有接地网此项唯一标准，作为衡量接地体是否满足要求的重要参数，其与地表导电率，接地体的形状、大小等等都有十分密切的联系。在接地形式的选择上使用安全性好、可靠性高的方案显得尤为重要。准确测量出接地装置的具体数据，可以为判定这一部分设备是否符合运行要求，是否需要进行优化改造提供依据

二、常用的测量手段

Zc-8作为常用的接地电阻测量仪器，该仪表配备整流器，由手摇发电机通入电流后转化为仪表所需的直流电，发电频率在105～150HZ左右，在出线端设置电容器阻隔直流。由于手摇发电机为手动装置，发电电源容量有限，因此随着环境和设备等不同程度的影响后，其抗干扰能力也逐步下降

测试原理是在被测点之间加入电压产生通流的回路，通过辅助电极与测试仪器连接比对计算实际被测点分量。就土壤与接触电阻来说，其分布面积与接触方式的改变也极大的影响各分量数据的变化。

钳形测试仪表类似于钳形电流表计，分别有双钳口和单钳口等两种形式。其单钳口形式其实与双钳口类似，其测量线圈整合于单个钳口。内部分布两个线圈，一个为电源线圈，另一个为测量线圈，由电源线圈发出能量，测量线圈由电磁感應出相应数值。

因此在综合运用各种环境下，应选取不同的测试手段进行相应的数据提取，以保证参数的可靠性。

三、接地电阻优化措施研究

根据现阶段所处的环境，多采用接地网敷设，或者降阻剂等手段降低电阻值。对于装置的热稳定性进行校验，不同材料的接地装置其所适宜的环境温度并不一致。

热稳定性计算与诸多因素相关，对于埋设的接地网最小工作截面Sg需满足使用具备热稳定系数C的接地线材料在短路等效时间te稳定流过接地网中的短路电流值lg，则需满足如下计算方式要求：。

为满足此要求需对各类材质地线进行耐受温度实测。因此根据现场环境进行接地装置的综合选择安装对于降低地下接地网阻值具有重要意义。早期接地装置利用木炭和食盐来降低阻值。随着时间的发展，后来采用了化学或物理降阻剂来降低电阻值，经过多年的使用及效果验证对电阻值的降低取得较为理想的效果，但由于其成分伴随着腐蚀、老化、失效等问题。如何更加有效的保持降阻技术的稳定性，保持该设备装置运行的可持续性，成为了此部分内容的发展重点。

为了归类线路杆塔接地网各部流过的电流值，对于地网的接地效率，可分为三线接于一点和四线及以上接于一点。三线接于一点，其形状系数B=0，随着数值的增加其接地电阻RP相应增加，因此可以看出形状系数增加，相应的接地网材料的利用率也相对减少，可作为衡量接地网效率一个标准。

降阻剂影响原因分析：设备长期运行形成电流通路，与土壤中的介质产生电化学腐蚀，降低接地网截面，再由于热稳定性不足，当大电流经过时造成接地网烧断的情况。

综上，本文为了分析不同土壤环境的降阻效果，拟试验在放射状接地网尾部采用与物理降阻剂进行等比例调配，测试其所表现的冲击特性。下文简称放射降阻状。

实测树网状与放射降阻状，土壤电阻率ρ1=98Ω·m，ρ2=969Ω·m，接地装置埋深均为h=0.85米，接地网水平放射极分布长度均设置为60米，同时在各接地网状中心点施加相同的冲击电流，实测施加波形为8/20μs的电流，幅值分别为，5kA、10kA、15kA、20kA、25kA、30kA等。

在施加电流值后，得到不同土壤电阻率出现大电流时的接地电阻值，根据不同电流幅值对比其阻值进行分析

根据电阻率ρ1=98Ω·m的土壤所测数据可知，冲击电流处于较低水平时，放射降阻状相比于一般网状接地其电阻降幅更为显著。相差大约为15%。

这说明放射状接地网尾部采用与物理降阻剂进行等比例调配发生了明显的结合效应，在尾部周围电场出现强烈的畸变，通过降阻剂在接地网尾部土壤发生击穿，增强土壤的散流性，相当于进一步的提高了接地网的有效接地长度，接地电阻显著减小。

冲击电流处于较高水平时，接地体周围的土壤相继击穿，当电流逐步提高到一定值，由于击穿所产生的有效散流区域达到临界值，已远远超过接地体的有效接地长度，接地网尾部与物理降阻剂结合散流区域达到饱和状态，尾端结合补充降阻剂就无法进一步加强接地状态的散流效果。因而，此时无论是放射降阻状还是一般网状基本达到平衡，无明显变化趋势。

根据电阻率ρ2=969Ω·m的土壤所测数据可知，当出现高阻值的土壤环境，在雷电流的冲击情况下相应的接地电阻值也有所增加。随着雷冲击电流的提高，出现了与低阻值土壤环境一样的接地阻值下降的情况。

由上述结果得出，“放射降阻状”相对于常规的“一般网状”的冲击接地电阻明显较小，采用“放射降阻状”接地装置对于降低接地电阻有着更有效的作用。在接地布设的环境中，具有固定的接地电阻的土壤环境较为少见，所以在山区土壤电阻率较高的位置，可参考采用“放射降阻状”接地分布埋设方式减少由于出现“反击”而引起线路跳闸的情况，提高接地网的可靠性。

文章首先介绍了目前一些接地的降阻措施，分析各种现场环境，结合目前现场所出现的情况，从各种现场出现的影响因素出发提出了一种改进的降低接地电阻的方式，结合常见的问题分析数据的具体意义，并通过实际试验对比分析了新型接地装置的改进效果。

作者简介：曾昌健（1987—），男，汉，福建，硕士，讲师，电气工程及其输配电技术，单位：福建电力职业技术学院；

李丽（1985—），女，汉，江苏，硕士，讲师，电气工程及其输配电技术，单位：福建电力职业技术学院；

罗思媛（1989—），女，汉，福建，本科，法官助理法律，单位：泉州市鲤城区人民法院。