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摘 要: 本文对各种降低接地装置接地电阻的方法进行了分析,在实际的操作中应当结合各个地区土壤的实际情况,在应用中探索更好的方法。在实际的应用过程中,除了要对施工的简便易行制定严格的要求,还要对是否能够稳定的降低电阻进行准确的分析,以便达到降低接地装置接地电阻的目的。
关键词：变电站；接地工程；探讨
一、降低接地装置接地电阻的概念
埋入地下直接接触大地的金属导体,被称为接地极。作为接地极使用的直接和大地接触的金属井管、金属构件、钢筋混凝土建筑物基础、金属设备和管道,是自然接地极。接地线指的是电气设施、装置的接地端子和接地极连接使用的金属导电。在接地体上,接地极的对地电压和流经接地极流入地下的接地电流的比称为流散电阻;电流从接地体向大地四周散流的过程中遇到的全部的劝阻也称为流散电阻。电气设备接地部分和对地电压和接地电流的比被称为接地装置的接地电阻。而接地线的电阻一般都非常小,可以忽略不计,所以可以认为流散电阻等于接地电阻。接地电阻的值都是对于工频电流而计算的。雷电流经过接地装置的时候,由于雷电流本身有非常强烈的冲击性,会使接地电阻值发生变化。此时的接地电阻又被称为冲击电阻。
二、降低接地电阻的主要方法
1 、外借引地
如果变电站的附近拥有电阻率较低的土壤（如洼地、水塘、水田等）,可以敷设辅助接地网和站内接地网进行连接,外引接地再降低接地电阻中是非常有效的一种措施。使用外引接地还需要注意以下几点:
（1）主接地网和外引接地网的连接要保证可靠,要保证拥有至少四处的连接。
（2）充分考虑经济方面的条件,外引接地网不能距离过远,面积应当控制在1/2~1个主接地网的面积。
（3）外引接地体必须深埋,以防跨步电压造成牲畜和人员发生触电事故。
2 、接地深井
再变电站的外引接地网或主接电网内设计接地深井是能够有效降阻的一种措施,特别是地下拥有水层的情况下。进行接地深井需要注意以下几点:
（1）接地深井的设置距离必须大于深井接地体至少两倍,防止发生屏蔽现象。
（2）应当根据地底水层的深度来确定接地深井的接地体深度,为节约工程的成本,通常超过地下水层三米即可。
（3）接地深井的接地极应当采用角钢或钢管,为了加大和土壤接触的面积可以在接地深井的内部填充降阻剂,能够提高降阻效果。
3 、换土法
使用换土法降低土壤电阻率高的地区的接地电阻,是提高接地效果有力的措施。接地电阻的优点是改造基干的费用较低。可以在现场根据现场情况实施局部接地换土或全部水平接地换土,用来换土的土壤的电阻率越低越好。通常使用较多的是就近取低土壤电阻率的矿物质土壤或稻田、水塘的泥土,为了提高降阻的效果,还可以在换土的过程中掺入铁屑。
4 、使用降阻剂
理想的降阻剂应当拥有良好的降阻效果,对于接地体的腐蚀性越小越好,能够使用年限长,不会污染環境,操作简便的性能。接地电阻主要由两部分组成,一是接地体和周围大地呈现出的自有的电阻;二是接地体和周围土壤的接触电阻。接触电阻大小和接地体周围的土壤有着密切的关系,土地松散则接触电阻大,土地密实则接触电阻小;同时,接触电阻还和电极的表面状况有关,接地极的表面越光滑,接触电阻就越小,接地极的表面越粗糙,接触电阻就越大,当接地体生锈之后,接触电阻逐渐增大。添加降阻剂之后,能够消除或减少接触电阻,但是只有某些膨润土类和物理降阻剂才可以具有这方面的功能,流质降阻剂和化学降阻剂通常没有这些作用,有的降阻剂还会造成腐蚀,导致接触电阻变大。经常使用的是物理性降阻剂,由填充材料、固化材料、防腐材料和强导电材料组成。能够和接地体保持紧密的接触,包裹在接地体的周围,形成较大的导电体,从而达到降低土壤和接地体的接触电阻的目的。因为降阻剂中含有防腐剂,并且能和接地体紧密的接触,隔离了金属表面的空气,对接地体造成的腐蚀很少,在应用的过程中如果选用含有降阻剂的接地模块,能够得到更加明显的降阻效果。
5 、钻孔深埋
当土壤周围的电阻率不均匀的情况下,可以在土壤电阻率较低的地方深埋接地体,降低接地电阻。国外在这一方法的实际操作中已经取得了非常好的效果。近几年中,我国也开始使用这种降阻方法。这种方法采用的垂直接地体的长度,根据地质条件的不同一般是5~10M,超过此长度并不能带来明显的效果, 还会给施工造成一定程度的困难。接地体通常使用20～75mm圆钢。钻孔深埋法适合使用于敷设接地网区域窄小或建筑物拥挤等场合。这些场合使用传统的方法很难将接地极埋设在适当的位置,并且无法保证安全距离。虽然可以在接地体的地表覆盖沥青等绝缘层来保证安全,但是这样会大大增加施工的工作量和装设的成本。钻孔深埋对于含砂的土壤最有效果,因为含砂层大多在3m内的表层,地层深处土壤的电阻系数低。这一方法在多石岩盘地区非常适用。钻孔深埋法施工受季节的影响小,能够获得稳定的接地电阻值。由于深埋的原因,使跨步电压得到了显著的减小,这对于安全性的提高有着非常重要的作用。钻孔深埋法施工方便、成本较低、效果明显,未来会得到广泛的应用。
6 、灌注法
在接地体管壁上相隔固定的距离钻上直径约1cm的小孔,将各管打入地中,使用硫酸铜或者食盐等物品的饱和溶液灌进管内,让液体通过小孔流入地中,达到降低电阻的目的。
7 、加盐法
在接地体的周围土壤中加入焦灰、炉灰、炭末、煤渣、食盐等,来提高土壤导电率,最经常使用的是食盐,这是因为食盐在改善土壤电阻的系数上拥有非常好的效果,并且受季节的影响变动非常小,价格低廉。具体的处理方法是,于每根接地体周围挖出直径约1m的坑,把土壤和食盐逐层依次填入坑中。通常情况下,食盐层厚度大约为1cm,土壤厚度约10cm,每一层食盐都需要使用水湿润,一根管型接地体耗盐量大约为40kg,这一方法对砂质的土壤能够将接地电阻降低至原来的6/1左右,砂质粘土中可降至2/5左右。为达到更好的效果,可以加入10kg木炭,因为木炭是固体导体,不会被腐蚀、渗透、溶解,拥有较长的有效时间,对于圆钢、扁钢等平行的接地体,使用这一方法也能够得到不错的结果。使用加盐法的缺点是,对含岩石较多的土壤没有明显的效果;降低接地体稳定性;加速了对接地体锈蚀的速度;土壤中的电阻系数会随着盐的融化流失而变大,所以每两年需要进行一次处理。
三、结束语
综上所述；本文结合了输变电接地的工程实践,探讨降阻措施适用的场所和条件。对工程中错误的方法进行了分析,总结出应当注意的问题。做到合理、正确的应用降阻措施,从经济的角度分析如何使用较少投资取得最大的工程效果。
关键词：变电站；接地工程；探讨
一、降低接地装置接地电阻的概念
埋入地下直接接触大地的金属导体,被称为接地极。作为接地极使用的直接和大地接触的金属井管、金属构件、钢筋混凝土建筑物基础、金属设备和管道,是自然接地极。接地线指的是电气设施、装置的接地端子和接地极连接使用的金属导电。在接地体上,接地极的对地电压和流经接地极流入地下的接地电流的比称为流散电阻;电流从接地体向大地四周散流的过程中遇到的全部的劝阻也称为流散电阻。电气设备接地部分和对地电压和接地电流的比被称为接地装置的接地电阻。而接地线的电阻一般都非常小,可以忽略不计,所以可以认为流散电阻等于接地电阻。接地电阻的值都是对于工频电流而计算的。雷电流经过接地装置的时候,由于雷电流本身有非常强烈的冲击性,会使接地电阻值发生变化。此时的接地电阻又被称为冲击电阻。
二、降低接地电阻的主要方法
1 、外借引地
如果变电站的附近拥有电阻率较低的土壤（如洼地、水塘、水田等）,可以敷设辅助接地网和站内接地网进行连接,外引接地再降低接地电阻中是非常有效的一种措施。使用外引接地还需要注意以下几点:
（1）主接地网和外引接地网的连接要保证可靠,要保证拥有至少四处的连接。
（2）充分考虑经济方面的条件,外引接地网不能距离过远,面积应当控制在1/2~1个主接地网的面积。
（3）外引接地体必须深埋,以防跨步电压造成牲畜和人员发生触电事故。
2 、接地深井
再变电站的外引接地网或主接电网内设计接地深井是能够有效降阻的一种措施,特别是地下拥有水层的情况下。进行接地深井需要注意以下几点:
（1）接地深井的设置距离必须大于深井接地体至少两倍,防止发生屏蔽现象。
（2）应当根据地底水层的深度来确定接地深井的接地体深度,为节约工程的成本,通常超过地下水层三米即可。
（3）接地深井的接地极应当采用角钢或钢管,为了加大和土壤接触的面积可以在接地深井的内部填充降阻剂,能够提高降阻效果。
3 、换土法
使用换土法降低土壤电阻率高的地区的接地电阻,是提高接地效果有力的措施。接地电阻的优点是改造基干的费用较低。可以在现场根据现场情况实施局部接地换土或全部水平接地换土,用来换土的土壤的电阻率越低越好。通常使用较多的是就近取低土壤电阻率的矿物质土壤或稻田、水塘的泥土,为了提高降阻的效果,还可以在换土的过程中掺入铁屑。
4 、使用降阻剂
理想的降阻剂应当拥有良好的降阻效果,对于接地体的腐蚀性越小越好,能够使用年限长,不会污染環境,操作简便的性能。接地电阻主要由两部分组成,一是接地体和周围大地呈现出的自有的电阻;二是接地体和周围土壤的接触电阻。接触电阻大小和接地体周围的土壤有着密切的关系,土地松散则接触电阻大,土地密实则接触电阻小;同时,接触电阻还和电极的表面状况有关,接地极的表面越光滑,接触电阻就越小,接地极的表面越粗糙,接触电阻就越大,当接地体生锈之后,接触电阻逐渐增大。添加降阻剂之后,能够消除或减少接触电阻,但是只有某些膨润土类和物理降阻剂才可以具有这方面的功能,流质降阻剂和化学降阻剂通常没有这些作用,有的降阻剂还会造成腐蚀,导致接触电阻变大。经常使用的是物理性降阻剂,由填充材料、固化材料、防腐材料和强导电材料组成。能够和接地体保持紧密的接触,包裹在接地体的周围,形成较大的导电体,从而达到降低土壤和接地体的接触电阻的目的。因为降阻剂中含有防腐剂,并且能和接地体紧密的接触,隔离了金属表面的空气,对接地体造成的腐蚀很少,在应用的过程中如果选用含有降阻剂的接地模块,能够得到更加明显的降阻效果。
5 、钻孔深埋
当土壤周围的电阻率不均匀的情况下,可以在土壤电阻率较低的地方深埋接地体,降低接地电阻。国外在这一方法的实际操作中已经取得了非常好的效果。近几年中,我国也开始使用这种降阻方法。这种方法采用的垂直接地体的长度,根据地质条件的不同一般是5~10M,超过此长度并不能带来明显的效果, 还会给施工造成一定程度的困难。接地体通常使用20～75mm圆钢。钻孔深埋法适合使用于敷设接地网区域窄小或建筑物拥挤等场合。这些场合使用传统的方法很难将接地极埋设在适当的位置,并且无法保证安全距离。虽然可以在接地体的地表覆盖沥青等绝缘层来保证安全,但是这样会大大增加施工的工作量和装设的成本。钻孔深埋对于含砂的土壤最有效果,因为含砂层大多在3m内的表层,地层深处土壤的电阻系数低。这一方法在多石岩盘地区非常适用。钻孔深埋法施工受季节的影响小,能够获得稳定的接地电阻值。由于深埋的原因,使跨步电压得到了显著的减小,这对于安全性的提高有着非常重要的作用。钻孔深埋法施工方便、成本较低、效果明显,未来会得到广泛的应用。
6 、灌注法
在接地体管壁上相隔固定的距离钻上直径约1cm的小孔,将各管打入地中,使用硫酸铜或者食盐等物品的饱和溶液灌进管内,让液体通过小孔流入地中,达到降低电阻的目的。
7 、加盐法
在接地体的周围土壤中加入焦灰、炉灰、炭末、煤渣、食盐等,来提高土壤导电率,最经常使用的是食盐,这是因为食盐在改善土壤电阻的系数上拥有非常好的效果,并且受季节的影响变动非常小,价格低廉。具体的处理方法是,于每根接地体周围挖出直径约1m的坑,把土壤和食盐逐层依次填入坑中。通常情况下,食盐层厚度大约为1cm,土壤厚度约10cm,每一层食盐都需要使用水湿润,一根管型接地体耗盐量大约为40kg,这一方法对砂质的土壤能够将接地电阻降低至原来的6/1左右,砂质粘土中可降至2/5左右。为达到更好的效果,可以加入10kg木炭,因为木炭是固体导体,不会被腐蚀、渗透、溶解,拥有较长的有效时间,对于圆钢、扁钢等平行的接地体,使用这一方法也能够得到不错的结果。使用加盐法的缺点是,对含岩石较多的土壤没有明显的效果;降低接地体稳定性;加速了对接地体锈蚀的速度;土壤中的电阻系数会随着盐的融化流失而变大,所以每两年需要进行一次处理。
三、结束语
综上所述；本文结合了输变电接地的工程实践,探讨降阻措施适用的场所和条件。对工程中错误的方法进行了分析,总结出应当注意的问题。做到合理、正确的应用降阻措施,从经济的角度分析如何使用较少投资取得最大的工程效果。