变电站接地网状态实测评估及改进对策分析

广东威恒输变电工程有限公司 梁湛原

变电站接地网状态评估需根据现场的实际情况进行测试与计算，准确测出变电站接地网的接地电阻、跨步电压、接触电压、地网电气完整性以及地网电位分布的实时数据，进而对其评估，根据评估结果制定相应的对策。

当变电站接地网运行一段时间或新改造后，需根据规程对其进行测试，普通的测试内容包含变电站接地网的接地电阻、具体腐蚀程度及变电站接地网和接地引下线间的连接状况。在实际测试过程中并没有对测试项目进行明确的规定，导致站和站间的测试数据参差不齐。某些关键数据的缺失可能导致变电站接地网安全隐患一直存在，在变电站发生短路故障时将会出现严重后果。因此国家相关部门要重视变电站接地网状态实测评估工作，从多方面对其实测、评估，得出正确的判断，排除安全隐患。

1 变电站接地网状态评估程序及实测评估实验方法

变电站旧接地网状态评估程序：测量变电站旧接地网的接地电阻、跨步电压与接触电压、导通电阻；测量地表土壤电阻率，用于计算接触、跨步电压限值；明确接地故障电流的大小并计算出接地安全限值，包含接地电阻安全限值、跨步电压安全限值及接触电压安全限值，另需根据热稳定校核确定出最小接地导体的尺寸；开挖接地网检查其具体腐蚀情况；根据实测结果对变电站接地网系统进行安全判断；检测二次防干扰措施[1]。

变电站新建接地网状态评估程序：测量土壤电阻率并使用CDEGS 软件进行仿真，得出整个区域的土壤分层情况；评估变电站新建接地网的接地阻值，明确接地故障电流的大小；仔细计算出变电站接地网系统的安全限值，包含接地电阻安全限值、跨步电压安全限值及接触电压安全限值；明确变电站接地导体的截面面积大小与材质尺寸大小；根据数据进行分析，确定变电站接地系统的安全限值；合理采取二次防干扰措施；当完成整个变电站接地网工作后，要对跨步电压、接触电压及接地电阻进行实时测量，根据测量结果判定出该变电站接地系统的安全。

工频小电流法测接地电阻。本办法所测试的电流为三到十安培之间，工频数值接近五十赫兹。在实际测量中因为采用远离夹角法，所以对测量结果要进行一定的修正，根据相关计算公式可得出使用工频小电流法测接地电阻的结果为修正系数乘测量值。

图1 工频小电流法测试原理接线图

图2 接触、跨步电压测试原理图

表1 接地电阻测量结果（部分）

接触、跨步电压的测量。在实际测量中，电路注入位置需选取接地短电流可能流入的地方，把两根Φ16以上圆钢电压测量极打入到地下深度为零点五米的土壤中，并按照间距一米进行测量，保障钢钎能紧紧插进土壤里。电压表的两端需连接到两根测量极上再对电流进行实际测量，通过读取电压表可测量出电流所对应的跨步电压，若使用电压表对设备外壳及离外壳1米的测量极进行测量，则可测出对应的接触电压。

接地引下线连接电阻测量。主要是为检测变电站接地网与设备接地引下线间的导通状况。在实际工作过程中，通过使用接地引下线连接电阻测试仪来完成接地引下线连接电阻测量工作，对于连接电阻具有明确规定，要求阻值不得高于50毫欧。在进行多次实验中发现，当阻值高于150毫欧时进行接地网开挖工作，能检查出扁钢锈断概率很高，核心原因是电阻测试仪的注入电流和电阻测量值成反比。因此当阻值高于150毫欧时就要对变电站接地网设备重视，做好预防处理措施[2]。

接地网腐蚀程度检测。其检测主要通过计算所使用的扁钢锈蚀程度即可：根据变电站接地网设计图计算扁钢的横截面积，计算公式为S1=长×宽；挖出变电站的接地网，准确测量扁钢锈蚀的实际长度并计算出实测面积，计算公式为S2=长×宽；根据横截面积与实测面积计算出接地网的腐蚀程度，计算公式为S%=［1-（S2÷S1）]×100。

2 实验方法评估及评估数据分析

根据以上四种实验内容对变电站接地网状态实测进行评估，评估结果如下。由于篇幅有限，仅列出部分数据。

采用等距Wenner 四极法测量土壤电阻率，并使用CDEGS 软件进行仿真，测量所得部分极间距a（m）、视在电阻率ρ（Ω·m）数据分别为：0.5/100.67、0.7/79.43、1/ 41.14、2/35.98、5/37.08、7/27.28、10/28.91、20/11.06……

根据接地引下线电阻测试结果可得出，接地装置位置为11021刀闸接地引下线的连接电阻值为一百七十毫欧，测量结果不合格，其他接地引下线电阻测试均合格。经过进一步的探究可以得出，11021刀闸接地引下线在连接扁钢处出现较为严重的腐蚀现象，并且伴有断裂点，对这一现象进行分析，主要是因为此电缆沟的排水功能较弱，在下雨天气中累计了大量的雨水，当天晴时电缆沟内的温度较高，导致沟内环境潮湿、进而腐蚀了11021刀闸接地引下线。

对变电站接地网评估状态进行相应的改进，具体措施如下：可把11021刀闸接地扁钢替换成抗腐蚀性能更好的接地扁钢，在替换过程中，需注意所采用的焊接工艺要满足现场施工准则且不得违规操作，与此同时还要做好防腐措施，改善接地环境。