运用接地斜井降低土壤电阻率在变电站工程中的应用

李渊

关键词：高土壤电阻率；接地斜井；变电站工程

引言

接地网是维护变电站运行可靠安全，保障人员和设备安全的重要措施，而土壤电阻率高会导致接地电阻变大，变电站建设面积有限，进而使得不能通过扩大面积的方式来减低土壤电阻率，本工程采取了站内设置接地网和降阻剂的措施，达到降低土壤电阻率。

1.工程案例综合情况概述

110kV机场变电站站址场地位于玉林红层丘陵盆地，西连六万大山，北接大容山，南流江由北向南贯穿盆地中部。通过接地装置电阻的计算结果，了解到单独采用布置接地网不满足运行要求，需做进一步降阻处理。

2.工程案例中土壤电阻的多层变化状况

2.1站址区地层结构与岩性

2.1.1第四系坡残积土（Qsl+el）

a）粉质黏土①层：呈黄褐色～褐红色，含5%～25%的粉砂岩颗粒，硬塑状，其中地表约有0.1m～0.5m厚的耕植土，该层在场地内均有分布，层厚一般为1.0m～3.1m。

b）黏土质砂②层：灰褐色～褐黄色，稍密状，土质呈稍湿状，手搓砂感明显，黏粒含量一般25%～45%。

2.1.2白垩系下统上组（Kb1）

a）泥岩③层：紫红色～棕红色，泥质结构，薄层状，敲击声哑，手掰易断，强风化状，岩芯呈碎块状，取芯较低。

b）泥质粉砂岩④层：褐红色，中厚层状，强风化状，敲击声哑，岩芯呈碎块状～短柱状。

c）泥质粉砂岩⑤层：褐红色，中厚层状，中等风化，敲击声脆，岩芯呈短柱状～长柱状，取芯率70%～90%。

d）砂岩⑥层：褐红色，厚层状，强风化状，岩芯呈碎块状～短柱状。

e）砂岩⑦层：灰褐色中等风化状，岩芯呈短柱状～长柱状，取芯率70%～95%，依据工程经验，砂岩的饱和单轴抗压强度约20Mpa～40Mpa，按岩石坚硬程度分类属较软岩～较硬岩，按岩体完整程度分类属较破碎～较完整岩体，岩石基本质量等级为Ⅲ～Ⅳ级。

3.工程案例中对土壤电阻率的实际需求与工程现状归纳

3.1等值土壤电阻率的选取

对于在水平方向不同点的值可以这样选取：

（1）根据工程具体情况，设一接地网如下图所示。图中为变电站（或接地网）四周没边的长度。

3.3水平复合接地网的接地电阻

3.3.1变电站水平地网相关数据计算

水平复合接地网采用主边缘闭合的-50×5扁钢；

接地网总面积S=（78+2）×（62.5+2）=4875m²；

水平接地极总长度L=（78/5×62.5）+（62.5/5×78）=78×62.5×2/5=1950m（-50×5热镀锌扁钢）；

水平接地极埋深h=0.8m；

水平接地极d=0.05/2=0.025；

接地网的外缘边线长度L0=（78+62.5）×2=281m；

3.3.2人工接地极工频接地电阻的计算

根据上述计算结果，并根据广西电网公司生技部便函桂电生便字[2005]107号文规定变电站接地电阻不宜大于1Ω，不满足运行要求。

4.接地斜井在变电工程中的设计方案

4.1采用灌注物理降阻剂斜井法

（1）利用变电站周围的土壤电阻率较低的地方向外打5口外延350米的斜井（总长1750米），斜井深10m，加物理降阻剂，数量根据实际用量，要求满足接地电阻要求。

（2）斜井可根据现场情况稍做调整，斜井从站内西北面、东南面各打2口斜井和南面打1口斜井至10米深后，水平延伸至变电站西北面。

（3）通过斜井外延的接地扁钢与原地网相连接，每根外延接地扁钢至少有两个点以上与主地网连接。

（4）热镀锌扁钢的焊接处均用防锈漆做好防腐处理。

110kV机场变电站全站主接地网平面布置图

A：水平接地体的形状系数（形状是“——”形，应取系数为-0.6）；

（2）外延新增斜井接地网与原接地网合并

结语

综上所述，由于受地形条件的限制，本站设置5口斜井，并在斜井中灌注物理降阻剂，改良了变电站电阻率，5口斜井并联后接地电阻为1.0265（Ω），斜井与主接地网并联后，接地网电阻值为0.986（Ω）。能满足接地网接地电阻值≤1Ω的要求。该项工程案例主要针对的是岩石较多区域，具有一定的借鉴价值和使用意义。

参考文献：

[1]张占立.关于变电站接地网电阻值偏高问题的探讨[J].广西电力，2014，37（05）：58-61.

[2]王东生.关于采用打斜井的方法降低变电站接地电阻的研究[A].中国电机工程学会.全国电网中性点接地方式与接地技术研讨会论文集[C].中国电机工程学会：，2005：2.