黃炳體 李文偉
【摘要】本文對變電站工程接地電阻測試不合格進行了分析,提出了解決方案,經處理后滿足了接地設計要求。
【關鍵詞】接地網;接地電阻;測試
1、引言
在變電站工程實施中,全站接地網接地電阻測試作為一項非常重要的交接試驗內容,測試合格與否直接關系到工程竣工投產。本文對變電站工程接地電阻測試不合格進行了原因分析,提出了解決方案,并進行了計算校核。經處理后現場測試合格,符合接地規范及工程設計要求。
2、基本情況
變電站工程位于廣西欽州市,屬亞熱帶季風氣候。年降水量平均為1658毫米,年平均降水日數161天。資料記載,變電站站址屬石灰巖地質,現場勘察發現土壤表層10-15cm為細沙土,15cm以下為風化沙土,開挖處見巖石,土壤電阻率ρ為240Ω.m。
該變電站電壓等級為110kV,主變容量為1×50MVA,占地面積為4957㎡(長73m×寬65.5m)。接地方案采用以水平接地體為主,輔以垂直接地極,外緣成圓弧形閉合的復合接地網。水平接地體選用-50×5熱鍍鋅扁鋼,垂直接地極選用-50×50×5熱鍍鋅角鋼,水平復合接地網敷設降阻劑,并在站區內及站區附近土壤電阻率較低處外加2口的接地斜井(長150m,深10m),從而達到變電站接地電阻值降至1Ω以下。全站土建部分及電氣部分均完成施工后,工程施工人員按要求對接地網進行接地電阻測試,電阻值在4.085-4.451Ω之間。 經過核算,按原方案繼續開展2口接地斜井施工,接地電阻仍不滿足工程設計要求。
3、原因分析
首先從接地網測試方法著手,對測試天氣、測試儀器、測試線間距離、測試電極位置、所加測試電流大小等逐項進行檢查,均確認無誤。接著從施工方面檢查,仔細查閱了接地網施工、監理記錄以及接地網隱蔽前的中間驗收記錄等過程資料,顯示均按圖施工。然后,對設計方案進行復查。經推算,本工程土壤電阻率實際值應為670Ω·m,與前期地勘測試計算平均值240Ω·m相差較大。通過與地勘單位溝通了解,得知本工程地勘開展土壤電阻率測試僅僅為抽樣測量,故而導致電阻率計算值與實際值出現較大誤差。
4、提出方案
根據該變電站工程地勘報告,本站5m、10m、20m、30m深度的土壤電阻率變化不大,考慮深井+斜井的降阻措施。
(1)降阻方案。分為兩個步驟開展:首先采用斜井接地降阻,新增3、4#接地斜井,在站內(如圖1 降阻措施示意圖)打10m深的泄流通道,通道長240m,將熱鍍鋅扁鋼連接牢固引入井內并與原地網相連,灌入物理型復合降阻劑配合降阻;接著采用深井接地降阻,在站內四個角靠近地網邊緣部位打20m深的深井4口,用ф50的銅覆鋼管,灌入物理型復合降阻劑配合降阻,通過過渡接頭用熱鍍鋅扁鋼與原地網相連。
(2)方案優點:1)利用現有資源,無需再征地及開展青苗補償工作。2)不受外界和人為破壞、便于施工安排和工程管理。3)通過深井和斜井結構延伸形成聚集地下的潮濕空間,從而形成長達數百米的多個泄雷通道安全帶,有力保證變電站及周圍設備和人員的安全。4)利用物理型復合降阻劑比普通產品更高效性和附著性強,提高與周圍土壤的親和性。5)降阻成本低,施工便捷,合格后的接地電阻基本不受季節變化而改變。
5、驗證計算
(1)單口斜井接地的接地電阻
式中, 土壤電阻率ρ取670Ω·m,h為10m,外引水平地網敷設降阻劑,直徑d按0.15m考慮,形狀系數A值取0.48。1、2#斜井長度為L=150m,單口斜井R=7.177Ω。3、4#斜井長度為L=240m,單口斜井R=4.903Ω。
(2)4口斜井并聯后的接地電阻。1、2#斜井并聯的電阻為3.589Ω,3、4#斜井并聯的電阻為2.452Ω。4口斜井并聯后的電阻為1.457Ω。與主地網連接后的電阻為1.098Ω,未滿足設計要求。
(3)單口深井接地的接地電阻
式中, 土壤電阻率ρ取670Ω·m,L為20米,垂直接地體敷設降阻劑,直徑d按0.150m考慮,形狀系數A值取0.48。
計算得:Rt=16.15Ω。
(4)4口深井并聯的接地電阻。四口深井并聯后, Rt并= 4.23Ω
(5)主地網、深井、斜井并聯接地后的總接地電阻:
R=1.098×4.23/(1.098+4.23)≈0.87Ω≤1Ω
最終R,符合設計要求。斜井、深井布置詳見圖1。
6、測試結果
接地電阻測試儀:DWR-5A大型接地電阻測試儀,測試采用直線三極布線法,測試電流I為4.5A,頻率為45HZ、55HZ,共分3次進行測試,第1次測試電壓極長為1080米,測試結果為0.876Ω;第2次測試電壓極長為990米,測試結果為0.842Ω;第3次測試電壓極長為900米,測試結果為0.811Ω。測試平均值為0.843Ω,而且3次測量值變化均在5%以內,故測試電阻值小于1Ω,結果合格。
結束語:通過對變電站工程接地電阻測試不合格進行分析,發現了接地電阻測試不合格的原因,采取了有效方案加以解決,為工程實踐提供參考。
參考文獻:
[1]唐玲潔.桂林110kV魯山變電所接地電阻計算及接地方案介紹[J].廣西電業,2016(06):77+81-84.