浅谈变电站接地装置的运行与维护

浅谈变电站 接地装置的运行与维护

伍忠华

国网湖南省电力有限公司检修公司

摘要：本文介绍了变电站接地装置的组成、接地方式和作用，同时变电站的接地装置运行维护进行阐述。

关键词：电气设备 接地装置 日常维护

引言

随着电网的快速发展，新建变电站陆续投产，老站扩建设备间隔显著增多，变电站母线短路电路越来越大，对断路器的热、动稳定要求越来越高，同时对接地装置的材质或截面提出了新的要求。变电站的接地网在新站投产时进行全面的测量和校核，是按当时的设计规模下的短路电流进行校核，满足要求。由于变电站的增多和站内设备的扩建，短路电流远大于投产时期，而对地网较少进行全面的检查和校核。近年来，多座变电站发生通信设备、综合自动化设备或工业电视监视系统设备因雷雨天气，元件损坏事件，有的不仅烧毁了设备，而且还通过二次电缆窜入主控室，通信机房等地产生火花闪络，引起运行人员的判断，以为是低压线路短路，误退出运行设备，造成二次故障。接地网对电力系统的安全稳定运行起到非常重要的作用。

1 接地装置的组成

接地装置由接地网和接地连接线组成。接地网由与土壤直接接触的金属体（称为接地体）如角钢、扁钢、钢管等焊接成网格状敷设在离地面约600mm的土壤里；连接电气设备与接地网之间的导线(或导体)称为接地连接线。接地网是接地系统的基础，由接地网、接地极（体）和引下线组成。影响接地效果的主要有土壤电阻率、接地体材料和接触面积的选择、接地材料的防腐和接地网的分布。影响接地电阻的因素有接地桩的大小（长度、粗细）、形状、数量、埋设深度、周围地理环境（如平地、沟渠、坡地是不同的）、土壤湿度、质地等。为了保证设备的良好接地，一般情况下每5年对接地网进行1次测量并校核接地电阻是否满足要求，如电网结构发生变化或站内设备进行了扩建，要及时对接地网进行测量并校核接地电阻是否满足目前短路电流的要求，如接地电阻超标，应采取措施，降低接地电阻至合格值。

2 电气设备的接地方式和作用

按接地的目的不同，电气设备的接地分为：工作接地、防雷接地、保护接地、仪控接地四种。

2.1 工作接地

是为了保证电力系统正常运行所需要的接地。如中性点直接接地系统中的变压器中性点接地，其作用是稳定电网对地电位，从而可使对地绝缘降低，保证零序电流的合理分布，满足零序电流保护的要求。在电力系统中，550kV系统变压器中性点是直接接地运行的，220kV系统变压器中性点多数是直接接地运行的，该级电压系统发生单相接地短路时，将立即切除故障线路。

　2.2 防雷接地。是针对防雷保护的需要而设置的接地。如避雷针（线）、避雷器的接地，目的是使雷电流瞬时导入大地，以利于降低雷电过电压，故又称过电压保护接地。

2.3 保护接地。是为了保障人身安全而设置的接地，即电气设备外壳(包括电缆铠甲)必须接地，以防外壳带电危及人身安全。

2.4 仪控接地。变电站控制系统、数据采集系统、计算机监控系统、微机继电保护系统和远动通信系统等为了稳定电位、防止干扰而设置的接地。

3 装设接地线

3.1 装设接地线的作用

装设接地线的作用是防止设备突然来电时有关人员遭受触电伤害；将用电设备或线路上的剩余电荷放入大地；在万一发生误送电而造成停电设备三相同时来电时，接地线可造成三相短路，巨大的短路电流将使有关电源开关迅速断开而切断电源。

3.2 几种错误的装设接地线方法

　　1) 分相单独接地。如果采用分相单独接地，一旦发生误送电现象，尽管由于三相对地短路而使开关跳开，但由于短路电流在接地线上可产生很高的残压，这一残压直接加在停电设备或线路上，对工作人员构成巨大威胁。

　　2) 装设单相接地线。如只在设备的某相上进行工作，仅在某一相上装设接地线。在发生误操作送电到检修设备时，所产生的单相短路电流将流过接地电阻而在其该相设备上产生一个电压降，这一电压降直接加在停电设备上，同样会给工作人员带来危险。如果是小电流接地系统，发生单相接地故障时一般不能保证保护装置动作，此时的危险性将会更大。

　　3)装设两相短路接地线。如只在设备的两相上进行工作，仅在工作的两相上装设接地线。在发生误操作送电到检修设备上时，产生两相短路，此时尽管短路电流可使保护装置动作而切断电源，但由于接地回路中将有电流流过，同样会产生较高的残压，对工作人员同样会构成威胁。

3.3 正确装设接地线的方法

正确装设接地线是在设备停电后，验明接地点确无电压后将停电设备三相短路后接地。

采取三相短路接地，如电源侧发生三相同时合闸送电，则会发生对称性三相短路，短路处为零电位，这无疑是安全的。但如果单相电源突然来电时，该相电源作用在停电设备上，使停电设备带有相同的电位，尽管变电站出现这种情况的可能性极小，但一旦出现，危险性就比较大了。因此，装设接地线后并不能保证所有情况下都安全，这就要求在工作中既要正确装设接地线，又要严格遵守《安规》，标准化作业，杜绝误送操作。

4 运行与维护

1. 接地装置运行中，接地连线和接地体会因外力破坏或腐蚀而损伤或断裂，接地电阻也会随土壤变化而发生变化，因此，必须对接地装置定期进行检查和试验。 一般情况下，应每年对变电站的接地装置检查一次，对接地体进行动稳定校验。检查时应开挖接地网地面下500mm以上部位的接地体的腐蚀程度，检查电气设备与接地连线、接地连线与接地网连接情况，要牢固可靠。每5年进行一次接地电阻测量、跨步电压和接触电势，核算接地网电阻是否满足短路电流的要求。

2. 当变电站内设备扩建后，要及时对接地网电阻进行测量和校核。因站内设备扩建，接地网结构发生变化，变电站短路电流值发生变化，要及时测量网电阻、跨步电压和接触电势，校核接地网电阻是否满足短路电流的要求。

3. 每年在雷雨季前对各种防雷装置进行一次全面检查试验，对电气设备接地进行导通测试(导通良好），对独立避雷针的接地电阻进行测量（接地电阻＜10Ω)，对避雷器进行试验（数据合格）。

4. 穿墙套管的接地应设在室外，且每组的接地线都应引至主干线，一次设备的接地线不得往电缆沟内的接地扁钢上连接，也不应悬空穿越电缆沟，以提高运行人员和室内二次设备的安全。

5. 接地网开挖检查后，回填土时要用干净的原土，不得将脏土或碎石填到接地体上，接地体的电阻它与土壤的接触有很大关系，碎石和脏土会阻隔接地体与土壤的接触。开挖发现接地体掩埋碎石较多应进行清除，选用干净的原土回填。

5 结束语

变电站的接地装置是保证人身、电网和设备安全运行的重要安全装置，接地装置从设计施工到日常维护应严格按照标准进行。应熟悉防止触电的基本技术措施，如保护接地、装设接地线、工作接地和仪控接地的工作原理及作用，并能够在实际工作中正确使用，确保操作过程中人身及设备安全。从而保证电网的安全稳定运行。