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【摘要】 文章简述了接地装置在电网运行的重要性和组成，以及特性参数测量的项目内容、降阻剂的特性，通过三座变电站接地装置测量实例，讲述变电站接地装置使用降阻剂对腐蚀诊断的影响，并找出在使用降阻剂的变电站判断接地网腐蚀的诊断方法。
【关键词】 接地装置 降阻剂 腐蚀诊断 阻抗估算值
1 概述
在国民经济的各领域中，各种设备在运行使用中都必须通过接地装置进行接地，特别是电力系统。接地装置特性参数是发电厂、变电站接地系统安全状态的重要指标，是衡量接地系统的有效性、安全性以及鉴定接地系统是否符合设计要求的重要指标。
为保证电力设备运行安全和运行人员的人身安全，还可以通过接地装置特性参数实测值对其腐蚀程度进行诊断。关于变电站接地网接地电阻的测量项目、要求及方法，DL475—2006《接地装置特性参数的测量导则》(以下简称“导则”)有着明确的规定，在日常的预试工作中均有应用。对于接地装置特性参数的测量主要有：接地装置的电气完整性、接地阻抗、场区地表电位梯度、接触电位差、跨步电位差、转移电位、以及站内各外引地线分流的测量，测量中所使用的设备， “导则”中第6章“接地装置工频特性参数的测量”要求，“a推荐采用异频电流测试大小接地装置的工频特性参数，试验电流宜在3～20A，频率宜在40～60Hz范围，异于工频又尽量接近工频，仪器准确度不低于1.0级，测试场区地表电位梯度、跨步电位差、接触电位差的电压表分辨率不低于1mV。”总的目的是使测量值有较高的精度，其测量结果与被测地网设计值进行比较，达到接地装置安全性评估和腐蚀诊断的目的。
使用被测地网与设计值比较的方法来判断地网的运行状态、腐蚀情况，对接地装置腐蚀诊断所用上述“导则”及相关国标标准均在未使用降阻剂的前提下，但在使用降阻剂的变电站接地装置，虽能够进行上述特性参数的实测，但给腐蚀诊断带来了新的问题。为此，需寻求易于进行腐蚀诊断的方法。
2 降阻剂在变电站接地装置的使用
降阻剂中主要含有：氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化铁、氧化亚铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、硫酸钠、氯化钠、氢氧化钠、磷酸钠及碳等物质，其pH值为9～10，呈弱碱性。其现场铺设如图1所示。
降阻剂具有较低的电阻率，在吸收水分后，具有较大的膨胀并在相对时间内保持一定的水分，施加在接地体周围相当于增大了接地体的有效截面，减少了接地体与周围土壤的接触电阻，以及水分渗透和扩散作用，降低了接地体周围的土壤电阻率，因而具有较好的降阻性能，特别是对山区、高土壤电阻率地区以及西北较干旱地区，其降阻效果较为明显，近些年来被广泛使用。
3 接地装置测量及腐蚀诊断的原理及方法
3.1 接地装置的构成
接地装置是埋入地中的接地体和设备接地线的总和，主要由以下部分组成：
(1)地上部分：每个电气设备与接地体的金属连线——设备引下线；
(2)地表部分：变电站(电厂)内土壤地表——人体接触面；
(3)地中部分：埋入地中并直接与大地(包括土壤、江、河、湖、井水)接触的金属导体——接地体(地网)；
(4)其它辅助部分：在地网建设或改造中对土壤电阻率进行改造，所使用的降阻剂。
降阻剂的原理在于其面积加大而减少与接地电极之间的接触电阻，从而降低了接地体的总电阻。降阻剂的构成可分为电子导电型和离子导电型。
3.2 接地装置特性参数及测试
“导则”中规定了接地装置的电气完整性、接地阻抗、场区地表电位梯度、接触电位差、跨步电位差、转移电位等参数或指标。并规定了测试方法、判定标准和检测周期，以及测试所使用的测量设备要求。
3.3 接地装置腐蚀诊断的方法
接地装置腐蚀诊断常规的方法是通过“导则”中规定的测试方法、测试项目、判定标准及要求，对变电站接地装置进行准确测量，依据判定标准、被测接地装置的设计值，并参考年腐蚀率等因素与实测值进行比较，判断其腐蚀程度，是否符合设计要求，对其进行接地装置腐蚀诊断。
4 现场测量实例
2009年7月，嘉峪关供电公司使用西安佳源技术贸易发展有限责任公司生产的HDZ一2000G发电厂、变电站接地装置特性参数测量系统，对该公司110kV河东里变、110kV阳关变、110kV柳园变的接地装置特性参数进行了测量，测量项目有：接地阻抗、场区地表电位梯度、接触电位差、跨步电位差、站内外各引线路架空地线分流情况、变电站周边土壤电阻率。该测量系统，由耦合变压器、大功率信号控制器、可调频电压、电流表、电流信号取样传感器——Rogowski无铁心线圈组成，测试功率5kW，测试频率(43Hz、57Hz)可选，准确度0.5级，符合“导则”中测量设备的全部技术指标要求。接地阻抗测试数据及变电站参数见表1。
由表1各数据可知，地网接地阻抗估算值应小于断开架空地线的实测值，由于上述三座变电站在铺设接地网时，均不同数量铺设了降阻剂，使得地网接地阻抗实测值减小，无法用此测值，应用“导则”中的测试项目，对接地装置进行腐蚀诊断。针对铺设了降阻剂的变电站接地装置，可通过测量变电站附近周边土壤电阻率，得到近期土壤电阻率实测值，再结合接地网总接地阻抗估算值公式，计算出接地阻抗估算值，并与被测变电站接地阻抗实测值进行比较，判断接地网总的腐蚀情况。表1中110kV柳园变运行了4年后，变电站附近周边土壤电阻率发生了明显变化，投运前设计图提供的土壤电阻率为210Ω·m，接地网不包括站内外各引线路杆塔地网，并联接地阻抗为1.0Ω，而本次测试，接地网不包括站内外各引线路杆塔地网，并联接地阻抗为1.8Ω，已超标，由此可诊断：接地网总体有腐蚀缺陷；该站地网所铺设的降阻剂已失效。
5 结束语
(1)对变电站接地装置特性参数测量，应严格按“导则”中规定的检测项目、要求进行。
(2)对变电站接地装置特性参数测量，用测量架空地线分流的方法，可在线测量其接地阻抗值，在现场较易实现。
(3)对使用降阻剂变电站接地装置，可用测量变电站附近周边土壤电阻率的方法，结合投运前设计图提供技术参数，以及接地网不包括站内外各引线路杆塔地网并联接地阻抗总接地阻抗估算值、实测值，进行腐蚀诊断。
【关键词】 接地装置 降阻剂 腐蚀诊断 阻抗估算值
1 概述
在国民经济的各领域中，各种设备在运行使用中都必须通过接地装置进行接地，特别是电力系统。接地装置特性参数是发电厂、变电站接地系统安全状态的重要指标，是衡量接地系统的有效性、安全性以及鉴定接地系统是否符合设计要求的重要指标。
为保证电力设备运行安全和运行人员的人身安全，还可以通过接地装置特性参数实测值对其腐蚀程度进行诊断。关于变电站接地网接地电阻的测量项目、要求及方法，DL475—2006《接地装置特性参数的测量导则》(以下简称“导则”)有着明确的规定，在日常的预试工作中均有应用。对于接地装置特性参数的测量主要有：接地装置的电气完整性、接地阻抗、场区地表电位梯度、接触电位差、跨步电位差、转移电位、以及站内各外引地线分流的测量，测量中所使用的设备， “导则”中第6章“接地装置工频特性参数的测量”要求，“a推荐采用异频电流测试大小接地装置的工频特性参数，试验电流宜在3～20A，频率宜在40～60Hz范围，异于工频又尽量接近工频，仪器准确度不低于1.0级，测试场区地表电位梯度、跨步电位差、接触电位差的电压表分辨率不低于1mV。”总的目的是使测量值有较高的精度，其测量结果与被测地网设计值进行比较，达到接地装置安全性评估和腐蚀诊断的目的。
使用被测地网与设计值比较的方法来判断地网的运行状态、腐蚀情况，对接地装置腐蚀诊断所用上述“导则”及相关国标标准均在未使用降阻剂的前提下，但在使用降阻剂的变电站接地装置，虽能够进行上述特性参数的实测，但给腐蚀诊断带来了新的问题。为此，需寻求易于进行腐蚀诊断的方法。
2 降阻剂在变电站接地装置的使用
降阻剂中主要含有：氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化铁、氧化亚铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、硫酸钠、氯化钠、氢氧化钠、磷酸钠及碳等物质，其pH值为9～10，呈弱碱性。其现场铺设如图1所示。
降阻剂具有较低的电阻率，在吸收水分后，具有较大的膨胀并在相对时间内保持一定的水分，施加在接地体周围相当于增大了接地体的有效截面，减少了接地体与周围土壤的接触电阻，以及水分渗透和扩散作用，降低了接地体周围的土壤电阻率，因而具有较好的降阻性能，特别是对山区、高土壤电阻率地区以及西北较干旱地区，其降阻效果较为明显，近些年来被广泛使用。
3 接地装置测量及腐蚀诊断的原理及方法
3.1 接地装置的构成
接地装置是埋入地中的接地体和设备接地线的总和，主要由以下部分组成：
(1)地上部分：每个电气设备与接地体的金属连线——设备引下线；
(2)地表部分：变电站(电厂)内土壤地表——人体接触面；
(3)地中部分：埋入地中并直接与大地(包括土壤、江、河、湖、井水)接触的金属导体——接地体(地网)；
(4)其它辅助部分：在地网建设或改造中对土壤电阻率进行改造，所使用的降阻剂。
降阻剂的原理在于其面积加大而减少与接地电极之间的接触电阻，从而降低了接地体的总电阻。降阻剂的构成可分为电子导电型和离子导电型。
3.2 接地装置特性参数及测试
“导则”中规定了接地装置的电气完整性、接地阻抗、场区地表电位梯度、接触电位差、跨步电位差、转移电位等参数或指标。并规定了测试方法、判定标准和检测周期，以及测试所使用的测量设备要求。
3.3 接地装置腐蚀诊断的方法
接地装置腐蚀诊断常规的方法是通过“导则”中规定的测试方法、测试项目、判定标准及要求，对变电站接地装置进行准确测量，依据判定标准、被测接地装置的设计值，并参考年腐蚀率等因素与实测值进行比较，判断其腐蚀程度，是否符合设计要求，对其进行接地装置腐蚀诊断。
4 现场测量实例
2009年7月，嘉峪关供电公司使用西安佳源技术贸易发展有限责任公司生产的HDZ一2000G发电厂、变电站接地装置特性参数测量系统，对该公司110kV河东里变、110kV阳关变、110kV柳园变的接地装置特性参数进行了测量，测量项目有：接地阻抗、场区地表电位梯度、接触电位差、跨步电位差、站内外各引线路架空地线分流情况、变电站周边土壤电阻率。该测量系统，由耦合变压器、大功率信号控制器、可调频电压、电流表、电流信号取样传感器——Rogowski无铁心线圈组成，测试功率5kW，测试频率(43Hz、57Hz)可选，准确度0.5级，符合“导则”中测量设备的全部技术指标要求。接地阻抗测试数据及变电站参数见表1。
由表1各数据可知，地网接地阻抗估算值应小于断开架空地线的实测值，由于上述三座变电站在铺设接地网时，均不同数量铺设了降阻剂，使得地网接地阻抗实测值减小，无法用此测值，应用“导则”中的测试项目，对接地装置进行腐蚀诊断。针对铺设了降阻剂的变电站接地装置，可通过测量变电站附近周边土壤电阻率，得到近期土壤电阻率实测值，再结合接地网总接地阻抗估算值公式，计算出接地阻抗估算值，并与被测变电站接地阻抗实测值进行比较，判断接地网总的腐蚀情况。表1中110kV柳园变运行了4年后，变电站附近周边土壤电阻率发生了明显变化，投运前设计图提供的土壤电阻率为210Ω·m，接地网不包括站内外各引线路杆塔地网，并联接地阻抗为1.0Ω，而本次测试，接地网不包括站内外各引线路杆塔地网，并联接地阻抗为1.8Ω，已超标，由此可诊断：接地网总体有腐蚀缺陷；该站地网所铺设的降阻剂已失效。
5 结束语
(1)对变电站接地装置特性参数测量，应严格按“导则”中规定的检测项目、要求进行。
(2)对变电站接地装置特性参数测量，用测量架空地线分流的方法，可在线测量其接地阻抗值，在现场较易实现。
(3)对使用降阻剂变电站接地装置，可用测量变电站附近周边土壤电阻率的方法，结合投运前设计图提供技术参数，以及接地网不包括站内外各引线路杆塔地网并联接地阻抗总接地阻抗估算值、实测值，进行腐蚀诊断。