陈德凯 赵玺 张剑鹏 曾宬 李有为
云南电网有限责任公司昆明供电局 云南昆明650000
【摘要】伴随着变电站建设项目的不断增加，变电站的接地网改造升级显得越发重要。目前来看，降阻材料的合理应用属于提升变电站建设效益的关键，同时也是接地网改造的重要方向。在具体建设期间，借助不等长的接地体技术以及多种阻材料进行设立的搭配并应用，可以有效的应对原本接地网接地电阻值异常提升的问题。对此，本文简要分析多种降阻材料搭配在变电站接地网改造中应用，希望可以为相关工作者提供帮助。
【关键词】降阻材料；多种搭配；变电站；接地网；改造应用
0、引言
近些年随着居民生活质量的持续性提升，用电量也在不断的提高，各个地区城乡居民对于变电站的要求也在不断提高。供电输送和变压工作越发重要，变电站各项工作系统当中接地属于基础，接地网的质量会做很大程度决定变电系统网络电气设备的运行安全性以及操作人员的安全性，同时对于供电稳定性的影响也尤为明显。接地网的改造相对于新电网建设而言存在比较大的差异并，其主要特征在于周边环境对于工程效果的影响比较突出，其需要考虑的因素比较多，其爱聊属于影响比较明显的环节。对此，探讨多种降阻材料搭配在变电站接地网改造中应用具备显著实践性价值。
1、某项目变电站地网情况
接地网的改造需要基于接地体系结构、原本接地电阻、土壤电阻率、土层结构以及含水率等情况进行综合考虑，并基于地网形状、大小以及工艺材料进行综合选择。下面以某工程项目为例，该工程项目属于110KV的变电站，原本接地网建设时间为1999年，接地网应用传统的环形主接地网与外加辐射形式的小接地网进行敷设，地网的整体长度约为4000米，水平接地环与垂直接地体应当应用∠40＜4mm的扁钢与∠50的2000角钢[1]。小地网位置应用化学降阻剂实行降阻处理，完工期间需要在接地网方面应用1.03Ω电阻，在多年运行之后测试发现接地电阻明显提升，进行3次测量电阻值为2.46Ω。变电站周边土壤属于甘蔗地，该地区的土壤情况普遍比较差，土质属于风化砂石土，土壤的电阻率平均值在2000Ω左右，表面的土壤层度在20mm，表面之下4m以内均属于疏松的细小颗粒砂纸层，并且土壤下12m位置属于地表水层。
通过分析，认为该项目中电网的电阻值提升的根本原因在于下面几点：1、接地引线电阻，其主要是因为接地体和设备接地母线之间的引线电阻，阻线和引线的几何尺寸与材料会直接决定其电阻数据；2、接地体本身的电阻，电阻和接地体之间的几何尺寸与材质之间有密切关联性；3、接地体表面和土壤的接地电阻。阻值和土壤的性质、颗粒以及含水量等因素有直接关联性，同时在于接地体的接触时面积大小也会直接影响接地体本身的电阻值[2]；4、从接地体开始计算，从远处20m扩散的电流通过路径土壤电阻便是散流电阻，散流电阻的主要决定因素在于土壤本身的含水量。通过分析，认为上述4项影响因素中前两项的影响相对比较小，决定性因素在于接触电阻以及散流电阻。基于该项目的当地地理环境以及其后特征可以明确，变电站接地电网的电阻提升主要原因在于变电所特殊的图纸，在现场勘查后发现变电站周边的土质属于风化砂石土让，这一类型土壤本身的亲水性比较突出，同时水分的蕴含能力相对比较差，在接地体敷设后一定时间内电网的接地电阻相对比较低，但是在运行时间延长后接地体的周边水分会丢失，此时含水率会不断的下降，再加上周边接地体的干燥表现，导致土壤的电阻率不断提升，这也是导致接地电网接地电阻持续提升的根本原因。在开挖附加的地网以及主地网连接位置时发现，附加地网和主地网的焊接位置已经存在脱落，同时降阻作用也存在明显的丢失表现。除此之外，原本地网部分采用了降阻剂，通过分析后发现降阻剂已经存在块状变形，同时还会出现开裂表现，在接地体位置存在脱落并存在镂空表现，从而导致接地体无法与周边的土壤有效接触，因为化学降阻剂的质量以及使用时间已经达到了上线，导致原本接地电阻值明显提升。
2、变电站接地网改造
在变电站接地网设计期间通过设计认为可以借助提升接地环并对原本接地网进行翻修检查的方式进行改造升级[3]。但是这两种方式都对施工现场有着较高的要求，施工现场需要有充足的土质空地，同时在改造升级期间要求变电站停站运行。因为变电站本身的特殊性，虽然在地理条件上满足要求，但是因为开挖量相对比较大，再加上耗材比较多、费工费料比较明显，所以不可取。对此，在设计期间考虑场地约束条件，认为可以应用接地材料的角度上进行优化与改进。通过综合分析认为，在接地面积提升之后假设接地极长长度不超过地网1/20时，想要打破这一问题显然不现实，哪怕是将其做成一整块铜板也是无用的。从实践中发现，在地形存在约束时可以从地网的纵深角度上进行优化，应用外部引入接地体的方式将不等长的接地体结合非金属接地体进行连接，同时应用深井、物理降阻剂的方式达到电阻控制的目的。因为接地系统大多数以垂直方向伸展，所以接地面积要求并不高，可以更好的使用地形约束严重的现象。
按照变电站地区的胃腔外场地实际情况，在变低站长期外的两侧土质情况相对比较好，应用不等长的接地技术方式可以布置不同长度的角钢、接地模块以及深井，并严格控制回填土的质量。应用外部引入接地体的方式，采用镀锌扁钢以分开支路引入变电站内，并和站内的接地网进行连接，以不等长的接地技术方式提高接地效果，这一种方式也就是常说的“半法拉第笼”芥子方式，可以应用不同类型的接地体进行相互连接并达到相互配合的作用，因为接地体的长度以及深度并不相同，其会明显提升等势面积，从而打破地网面积的约束问题。
在材料选择方面，接地的工作主体材料非常重要，首先是刚才的接地。接地用的刚才可以应用镀锌角钢与镀锌水品扁钢，扁钢主要是应用在原地网连接方面，出于成本和实用性方面的考虑，可以将其作为主要接地材料和其他材料搭配进行应用。在降阻剂方面，降阻剂的应用可以采用物理降阻剂，其属于非常广泛的材料，同时也是不稳定复合材料，可以与接地环和接地体周边应用达到降低电阻的目的。降阻剂的应用可以有效扩散成分并实现对周边土壤导电数形的优化，当前比较先进的降阻剂具备一定的防腐能力，其可以有效的提高地网寿命，并达到一定防腐效果。在非金属接地体方面，非金属接地体的特征在于稳定性较好，属于寿命、气候以及季节等适应效果比较突出的材料，在使用后也不会涉及到维护这一问题。非金属接地体施工期间需要的面积相对比较小，其中ZGD-I型非金属柱形低电阻模块，见图1，该模块的工作原理在于其本身属于导电性、稳定性较好的材料，可以有效提升接地体本身的散流面积，可以有效降低接地体和土壤的接地电阻，并保持较强的保湿效果，对于周边土壤电阻率下降的防控效果明显。
图1ZGD-I型非金属柱形低电阻模块
3、结语
综上所述，接地网改造工程的特征促使其对于周边环境的影响尤为明显，对于工程效果也会呈现出决定性影响，在设计期间需要基于当地的具体情况进行针对性的设计，并注重接地网改造期间的设计工作，围绕着区域的具体地址条件等因素，应用针对性的降阻措施，保持高性能价格比实现对接地网的设计，并应用新技术、新材料准确且规范的设计接地网施工方案，从而保障接地网的改造综合水平。
【参考文献】
[1]权学政，李朝霞，崔崇雨.深水井接地极在变电站接地网降阻中的应用[J].东北电力技术，2019，21（14）：155-156.
[2]田松.深井接地极在变电站接地网中的应用分析[J].电气化铁道，2019，000(001):37-39.
[3]杨岳华.110kV变电站接地网降阻解决方案及应用[J].通讯世界，2019，026(009):314-315.