关于降低变电所接地电阻措施及方法的分析和研究

贾平

摘要：本文作者通过对蓝烟电气化改造工程、达万电气化改造工程、衡茶吉电气化工程、尼日尔输变电工程等项目变电所接地系统的参与设计及施工，并结合设计、施工过程中的经验和教训，从变电所接地施工工序、接地网降阻处理等方面出发，对降低变电所接地电阻措施及方法进行对比分析和研究，简要的阐述各种降低接地电阻措施方法的优劣，并对在不同地质和施工环境下选用何种降阻方式最为经济实用进行了总结，希望以后能为各施工同行提供参考。

关键词：接地系统;接地降阻处理;措施方法

1概述

随着科学技术的不断发展，我国电力工业及铁道电气化事业也随之取得了明显的进步，变电所容量不断的增加，但为了减少对工农业用地的占用或配合输电线路的路线规划，很多变电所的地址都处于土壤电阻率高的山地或沙漠地带，从而导致变电所的接地电阻很难达到技术标准的要求。那么，如何才能有效的降低变电所的接地电阻，从而保护变电所人员设备的安全，这就成为变电所的重要问题。下面我们就介绍几种有效的降低接地電阻的处理措施方法。

2接地降阻处理的措施及方法

接地降阻处理的措施及方法大概有如下几点：

（1）外扩接地网降阻;（2）深井式接地极法降阻;（3）降阻剂处理;（4）降阻模块处理。

降低电阻值都是以多种降阻措施及方法相结合的形式来进行降阻，采用单一的降阻措施及方法往往不够理想。

2.1外扩接地网降阻分析

根据《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2016）第4.4条的要求：“在高土壤电阻率地区，接地装置的接地电阻很难达到要求时，采用外扩接地网、敷设水下接地网、或电解离子接地极等措施来降低接地电阻”。而相较于敷设水下接地网或电解离子接地极，外扩接地网降阻不管从施工难度还是施工成本上都大大的优于前二者，因此在场地条件允许的情况下，应优先考虑采用外扩接地网降阻的方法。

而根据公式场地面积S=（0.5×ρR）2可知，在土壤电阻率较大，且地网接地电阻要求很低的情况下，接地网面积S则越大。若要在过大的范围内做地网，地网施工区域超出了变电所征地范围，可能会存在违法占地、当地老乡阻工等风险，显然不能实现。

蓝烟线电气化改造福山变电所因地基为回填土，土壤电阻率高，所以采用了扩大地网面积并外引接地体的施工方法降阻。

2.2深井式接地极法降阻分析

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。现场应采用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，改变间距离a时，可测出不同深度的土壤电阻率。因为等距四极法测土壤电阻率的极间距离与反应的土壤电阻率有0.75a的关系，所以改变不同的极间距离可测出不同深度的土壤电阻率，取得土壤电阻率分布情况。

采用深井式接地极还要考虑屏蔽问题，深井式接地极一般应设在水平地网的边缘。在施工中，一定要保证深井接地极与主地网焊接点的焊接质量。

深井式接地极法降阻存在施工成本大、周期长等缺点。以尼日尔项目Maradi变电所为例，该所地处沙漠地带，变电所周围土壤电阻率均较高，采用了深井式接地极法+降阻剂法结合的降阻方法，为了达到设计0.5欧姆的电阻值要求，打了50m深井4口，12m深井12口，打井施工耗时近两周。

2.3降阻剂法降阻分析

降阻剂是一种导电良好的灰黑色粉末，将其覆盖在接地体周围以后，降阻剂会向周围的土壤进行渗透，使得接地体周围的土壤电阻率减小，从而在接地体的周围形成一个低电阻区域;同时，它也将与接地体紧密的包裹在一起，增加了电流的流通面。

降阻剂的使用方法也较为简单，将降阻剂与水拌好以后，均匀的包裹住垂直接地极和水平接地体，初凝以后，再用细土进行回填夯实即可。在山区和岩石地区，使用降阻剂以后，还能减少接地极数量，减小施工难度。

但由于降阻剂本身属于一种腐蚀性物资，会对接地体造成腐蚀，并且污染周围地下水和土壤。因此，降阻剂的使用及用量，一定要严格按照设计要求来进行。

达万电气化改造工程梁平变电所则采用了降阻模块、降阻剂的施工方法降阻。

2.4降阻模块法降阻分析

接地降阻模块本身就是一种接地体，它主要以电解物质与非金属矿物质组成（如石墨、电解负离子粉、降阻电溶液等），稳定性和导电性较好。当将接地降阻模块使用于接地系统以后，降阻模块能很好的和土壤结合在一起，增加了接地体与土壤的接触面积，从而使得接地体的散流效果更好;同时，降阻模块由于其材质能很好的吸湿保湿，能始终保持周围土壤的湿润，使其与土壤之间形成一个低电阻区域。

降阻模块具有运输和施工简单、耐腐蚀性强、污染小且使用寿命可达三十年以上等特点，近些年来被广泛的应用与变电所施工中。

3结语

变电所接地降阻看似是一个非常简单的施工环节，但实际却是一个复杂且重要的工程。一个变电所接地电阻是否合格，直接关系到整个电力系统的人员及设备安全，必须引起重视。根据以上对四种降阻措施及方法的分析研究，可以得出，外扩接地网降阻法和降阻剂法降阻的应用较为广泛且施工最为简单;深井式接地极法成本较大且施工周期长，但降阻效果明显;降阻模块法施工简单且污染较小。在实际的施工设计中，应综合考虑所在工程的实际情况，结合各种方法的优缺点，将多种方法用于一体，这样才能达到最好的降阻效果。

参考文献：

[1]GB50169-2016《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》.

[2]解广润.电力系统接地技术[M].中国电力出版社，1996.