影响接地电阻的因素和特殊地区的处理方法

    变电站主网接地电阻的大小，受地质结构、施工方法、设计方案的影响，它的大小关乎设备和人员安全。接地电阻值大，当发生接地时，施加在设备上的电压值就高，容易引起设备绝缘破坏、保护误动或者人员受到接触电压和跨步电压的威胁。　　
一、影响接触电阻的因素　　
    就**电网而言，地质结构特殊，差别很大，有比较干旱的土壤，有极其湿润的土壤，有土石混合的，还有纯鹅卵石堆积的结构，因而其电阻率的差别悬殊，使得接地电阻值相互比较最大相差数十倍，这就给设计和施工带来了很大的不利。　　
   设计方案和施工方法也是影响接地电阻大小的因素。设计过程中如不充分考虑该地的特殊的地质结构，照搬现有方案，加上施工中不采用特殊的有效方法，施工方偷工减料，一旦土建施工完成，再去处理接地电阻就很困难，。　　
   土层厚，雨水多的地区，虽然土壤电阻率很小，但接地网由于腐蚀导致接触不良甚至开断的现象也很普遍，这就需要缩短试验周期，导通试验也要全覆盖，，一旦发现异常，必须开挖检查。　　
二、具体案例　　
  1、我在2002年9月份对正在土建施工的**110kV变电站进行了接地电阻的测试工作。当时，土建已经施工完成80%，施工方没有认识到接地电阻值大小的重要性，在本来就是鹅卵石集中的河滩地段，随意减少接地极，减少接地体的断面，减少开挖深度，回填土壤量少而且不纯，致使测得接地电阻达到45µΩ。为此我们提醒监理部门让其重新开挖检查并提出了改善土壤电阻率的方法：1）、增设接地体，2）、延长接地体的埋设深度，3）、对回填土壤进行增加盐分处理和清拣石块，更换为细小的沙砾，4）增大接地体的断面（外形尺寸）。测试时通过1）、延长测试线，2）、远离高大建筑物和附近的干扰线路，3）、延长测试电极的埋设深度，4）、多次反复地测试，5）测量极周围增加土壤并使其完全湿润等方法使接地电阻由最初的45µΩ减少至目前的10µΩ左右，虽然还未达到设计要求但基本保证了地网电阻的安全。  　　
   2、 2003年以来，110kV***变电站35kV设备屡屡烧坏，多方查找原因没有结果，对损坏的设备只能一一进行更换。自2005年春检时，经过我们对设备和主网的接地电阻进行逐一测试后发现，该变电站的1、2#主变的接地体与主网连接断开，1#主变中性点没有接地引下线并与主变的接地断开。这一隐患的发现对上级决策提供了可靠的技术支持，经过对地网及接地体的改造，通过1）增大接地体外形尺寸，采用双层焊接，2）焊接点周围用石块小范围隔离土壤，3）土壤中加入20%的小石子的方法，最终解决了接地体连接不好的问题，把影响设备烧毁的原因最终排查出来并得到了有效地处理，至今该站再没有发生类似现象。　　
三、结论　　
   虽然采用了一定的方法使得**变电站的接地电阻得到了下降，但跟设计要求还有差距。如有可能，尽可能的采用以下法中的几种就会极大的减少接地电阻的数值。　　
1、更换土壤。这种方法是采用电阻率较低的土壤(如：粘土、黑土及砂质粘土等)替换原有电阻率较高的土壤，置换范围在接地体周围0.5m以内和接地体的1/3处。但这种取土置换方法对人力和工时耗费都较大。　　
2、人工处理土壤(对土壤进行化学处理)。 在接地体周围土壤中加入化学物，如食盐、木炭、炉灰、氮肥渣、电石渣、石灰等，提高接地体周围土壤的导电性。采用食盐，对于不同的土壤其效果也不同，如砂质粘土用食盐处理后，土壤电阻率可减小1/3～1/2，砂土的电阻率减小3/5～3/4，砂的电阻率减小7/9～7/8；对于多岩土壤，用1%食盐溶液浸渍后，其导电率可增加70%。这种方法虽然工程造价较低且效果明显，但土壤经人工处理后，会降低接地的热稳定性、加速接地体的腐蚀、减少接地体的使用年限。因此，一般来说，是在万不得以的条件下才建议采用。　　
　3、深埋接地极。当地下深处的土壤或水的电阻率较低时，可采取深埋接地极来降低接地电阻值。这种方法对鹅卵石集中的河滩地最有效果。据有关资料记载，在3m深处的土壤电阻系数为100%，4m深处为75%，5m深处为60%，6m深处为60%，6.5m深处为50%，9m深处为20%，这种方法可以不考虑土壤冻结和水分蒸发所增加的电阻系数，但施工困难，土方量大，造价高，在岩石地带困难更大。　　
  4、多支外引式接地装置。 如接地装置附近有导电良好及不冻的河流湖泊，可采用此法。但在设计、安装时，必须考虑到连接接地极干线自身电阻所带来的影响，因此，外引式接地极长度不宜超过100m，而且断面必须足够大。　　
  5、利用接地电阻降阻剂。在接地极周围敷设了降阻剂后，可以起到增大接地极外形尺寸，降低与其周围大地介质之间的接触电阻的作用，因而能在一定程度上降低接地极的接地电阻。降阻剂用于小面积的集中接地、小型接地网时，其降阻效果较为显著。降阻剂是由几种物质配制而成的化学降阻剂，是具有导电性能良好的强电解质和水分。这些强电解质和水分被网状胶体所包围，网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充，使它不致于随地下水和雨水而流失，因而能长期保持良好的导电作用。这是目前采用的一种较新和积极推广普及的方法。　　
  6、利用水和水接触的钢筋混凝土体作为流散介质。充分利用水工建筑物(水井、水池等)以及其它与水接触的混凝土内的金属体作为自然接地体，可在水下钢筋混凝土结构物内梆扎成的许多钢筋网中，选择一些纵横交叉点加以焊接，与接地网连接起来。当利用水工建筑物做为自然接地体仍不能满足要求，或者利用水工建筑物作为自然接地体有困难时，应优先在就近的水中(河水、池水等)敷设外引(人工)接地装置(水下接地网)，接地装置应敷设在水的流速不大之处或静水中，并要回填一些大石块加以固定。　　
  7、采取伸长水平接地体　　
　　结合工程实际运用，经过分析，结果表明，当水平接地体长度增大时，电感的影响随之增大，从而使冲击系数增大，当接地体达到一定长度后，再增加其长度，冲击接地电阻也不再下降。一般说来，水平接地体的有效长度不应大于接地体的有效长度。根据土壤电阻率确定如下所示。　　
 　在不同土壤电阻率下的水平接地体有效长度　　
   土壤电阻率(Ωm)500 1000 2000
   水平接地体有效长度(m) 30～40 45～55 60～80　　
8　采取污水引入　　
   为了降低接地体周围土壤的电阻率，可将污水引到埋设接地体处。接地体采用钢管，在钢管上每隔20cm钻一个直径5mm的小孔，使水渗入土壤中。　　
9　采取深井接地　　
有条件时还可采用深井接地。用钻机钻孔(也可利用勘探钻孔)，把钢管接地极打入井孔内，并向钢管内和井内灌注泥浆。　　
    因此，在确定降低高土壤电阻率地区接地电阻的具体措施时，应根据当地原有运行经验、气候状况、地形地貌的特点和土壤电阻率的高低等条件进行全面、综合分析，通过技术经济比较来确定，因地制宜地选择合理的方法。这样，既可保障设备的正常运行，又可避免使用年限过短的现象。