變配電接地裝置的技術、安全要求及施工方法

董軍 孫曉飛 朱燁侃 陳國東

摘要：隨著我國人們生活水平的不斷提高，用電需求也不斷升高，因此，變電站、配變臺區數量也極具增大。變配電接地裝置技術的安全施工問題已成為當前電力企業主要關注的焦點。本文從大地短接電流中的接地裝置技術要求與施工規范方面來分析，探討變配電接地裝置的技術、安全要求以及施工方式，為提高接地裝置技術，保證人身和電力設備的安全提供一些建議。

關鍵詞：接地體；導電性；熱穩定性；短接電流

當前我國正在全面進行農網改造計劃，伴隨人們用電量需求的不斷提高，因此輸配電對變電站、配變臺區數量的要求也就越來越高。變電站和配變臺區兩者所處的地理位置中，土壤的電阻率差異比較大，再加上遇到冬季土層凍結的深度不同，對于變配電設備接地裝置和防雷接地裝置的施工等都會受到影響，因設備所處的土壤電阻率高低不同，所以必須選擇科學合理的接地裝置材料、選擇適當的安裝形式，為滿足變配電設備接地電阻符合設計要求。

一、變配電接地裝置技術的要求。

接地裝置技術的最基本和最重要的技術指標就是接地電阻，決定接地電阻大小的主要因素有：1）需要接地的設備越重要、設備容量越大或者需要的設備數量越多或者價值越大，則接地的電阻有應該越??；2）幾臺設備需要共同的接地設備，接地電阻則應選用接地要求最高的設備；3）需要接地的設備本身工作性質不同，那么對接地電阻的要求也就不同。要保證接地裝置良好的運行，防止電氣設備以外而造成觸電事故，就對接地裝置提出了更高的要求。

要求電氣設備與接地體之間必須保持良好的接觸，不能有脫離現象，以保證導電的連續性。接地引線和接地體之間的連接應該采用焊接方式，保證連接的可靠性。另外，還要保證接地設備要有足夠的機械強度。為防止地下有會對接地線、接零線等材料造成腐蝕的元素，對于這些材料的最下層次村有嚴格的要求。如圖1所示的接地材料最小規格。

材料類別 最小尺寸 材料類別 最小尺寸

角鋼 （厚度）/mm 4 圓鋼（直徑）/mm 8

鋼管 （管壁厚）/mm 3.5 鋼排 （線）/m㎡ 16

截面積/m㎡ 48

扁鋼 厚度/mm 4 鋁排（線）/m㎡ 25

另外，對于接地設備還要求有足夠的導電性和熱穩定性。因為電氣設備的保護為接零時，為保證單相短路電流能起到迅速促使保護裝置動作的操作，要求要有足夠的導電能力。接地線的安裝位置應避開人類容易接觸的地方，但又必須以明顯的標示，便于維修檢查。為了防止被腐蝕，還可以給接地體的焊接處涂抹上瀝青油等防腐蝕材料。除此之外，為減少自然環境的干擾，要將接地極與鏈接扁鋼埋于地面凍土層以下。原則上要求接地電阻應該越小越好，但在實際的工程中，還要防止高壓電對變電站內的二次設備反擊，所以大地短接電流系統的電阻R<0.5Ω。則低壓中性點直接接地系統的電阻應滿足一下公式要求。R≤2000/I，該公式中，R為季節變化最大接地電阻，而I則為流經接地裝置接入地下的短路電流。

二、變配電接地裝置技術的安全要求。

接地電阻的安全要求是工程的重要目標，決定其安全要求的指標是接地電阻。而接地電阻的大小主要是土壤的電阻率、接地體的尺寸、形狀與埋入深度以及接地線與接地體之間的連接情況來決定的。由于大地的成分比較復雜，土壤的電阻率一般在5-5000Ω·m的范圍內，為了確保接地裝置的安全，要特別注意幾個方面：合理選擇接地材料，通常的水平接地體采用界面為50 mm X 50mm X 5mm，長度為2500mm的鍍鋅角鋼。而垂直接地體的根數應參照以下表格。

接地電阻/Ω 1 4 10 15 20

n1 30 3 2 1 1

n2 環形 10 4 3 2

注：n1 為土壤電阻系數為0.4x104Ω·m時選擇根數。

n2 為土壤電阻系數為1x104Ω·m時選擇根數。

另外，還要求接地體的接地引下線連接方式必須為焊接，且要保證焊接牢固、無虛焊，以免突發性的雷電流產生電動力或者工頻短路電動力而造成破壞。構架與設備支架的鋼筋、角鋼與基礎槽鋼、電氣設備的外殼等都應保證與接地體連接的可靠性。除此之外，不得借用混凝土內部的不可靠的連接來做接地下引線，而主變壓器則應設置兩條接地線與接地網不同連接，目的是為了減輕主變壓器外殼與鐵芯，還有接地體的均壓。所有的避雷器應該采用最短的接地線和主接地網來明顯連接，絕不能用設備的固有支架來做避雷設備的接地線。

三、變配電接地裝置技術的施工技術。

接地體的安裝方式可以分為水平和垂直兩種安裝。其中，水平安裝多在巖石、土層淺薄的地方進行，通過用鍍鋅扁鋼或者鍍鋅圓鋼來焊接。而垂直安裝在接地體打入土壤時，要求與地面保持垂直距離，對于多級接地體而言，應保證極間是在地下2.5M以上的距離，而且最好的是保持與接地極長度2倍以上，為減少屏蔽效應所造成的接地裝置利用率下降。

在安裝接地體之前，要先在埋接地體的地方挖溝，保證接地極的打入與焊接接地線的敷設。還要將打出的巖石、砂礫以及高電阻率的土壤運送離開，并回填上低電阻率的土壤，再進行鍍鋅角鋼的打入操作。打入后還要保證接地體與土壤的接觸，留出一定的空隙，還可以澆灌泥漿水進行夯實。其次，對于已經挖好的溝槽，在打入鍍鋅角鋼時，要保證接地極露出溝底150mm左右，以便于連接。為避打裂焊接地極頂部，實際施工時，必須采取適當的保護措施。除此之外，在接地干線與支線的焊接環節結束后，必須對焊接的部位進行嚴格的檢查，焊接的標準應達到沒有夾渣、咬邊或者未焊透的現象。最后在進行溝的回填工作，填溝的泥土要保證沒有石頭、建筑碎料或者垃圾等，還要進行充分的夯實。所有工程完畢后，還應檢查接地電阻值是否滿足設計要求再投入使用。

結語：由此看出，變配電接地裝置技術是一項復雜且特殊的工程，比較隱秘，涉及面廣，施工技術復雜。因此，必須因地制宜的選擇合適的裝置和技術，嚴格各項施工組織和人員操作，保證施工的安全。

參考文獻：

[1]楊體. 變配電接地裝置的技術、安全要求及施工方法[J]. 電力自動化設備，2003，05：82-85.

[2]李波. 變配電所接地裝置施工技術標準[J]. 黑龍江科技信息，2010，08：20+279.

[3]龔炳林. 配電變壓器接地裝置的幾個問題[J]. 大眾用電，2007，11：28-29.

[4]譚振宇. 淺析輸配電線路接地裝置技術[J]. 黑龍江科學，2013，09：

作者簡介：1、董軍，男，1982年11月出生，碩士學歷，控制理論與控制工程專業，舟山市規劃建筑設計研究院助理工程師

2、陳國東，男，1981年12月出生，碩士學歷，電氣工程專業，舟山電力局職工

3. 孫曉飛（1986年9月——）男，本科電氣工程及其自動化專業，浙江省舟山市規劃建筑設計研究院助理工程師

4、朱燁侃（1987年1月——）男，本科自動化專業，浙江省舟山市規劃建筑設計研究院助理工程師