上海地区变电站三维立体接地网技术的应用分析万芳

上海地区变电站三维立体接地网技术的应用分析

2000V

上述四个变电站的接地网的接地电阻值不论从计算结果还是从施工现场情况分析及对已完工的220kV惠南站接地网接地电阻值的实测结果为0.036Ω的结果来看，都达到了三维立体接地网设计的预期效果。采用垂直超深度钢镀铜接地棒传统的水平接地网相联组成的三维立体接地网，确实起到了降低接地网的接地电阻值并使其满足R≤2000/IΩ标准要求。解决了以往设计中变电站接地网接地电阻值受变电站占地面积大小制约的问题，同时又避免了若变电站接地网的接地电阻值不满足R≤2000/IΩ的标准要求时将会出现的一系列问题。

3 垂直超深钢镀铜接地棒

3．1 垂直超深钢镀铜接地棒的优劣

垂直超深钢镀铜接地棒是三维立体接地网降阻和快速向大地深处泄流的关键，其产品的优劣直接影响到变电站接地网的质量。上海地区变电站三维立体接地网采用的均为上海邦盛防电避雷技术有限公司从欧洲地区引进的BS-F型垂直超深钢镀铜接地棒，是由纯度为99.9%的电解铜分子覆盖到低碳钢芯上制成的，铜镀层厚度为0.250mm以上，具有很强的耐腐蚀性，将其弯曲180°后不会出现裂缝和剥落。棒芯是用特制的硬质钢材料，具有高达600N/mm2抗拉强度，所以借助特殊冲击钻能将接地棒垂直联接打入地下35m处，在地下使用寿命可达30年以上，可与变电站设计的使用寿命相同步。

3．2 垂直超深钢镀铜接地棒装设位置、根数与深度的选择

在水平接地网基础上把多根垂直超深度钢镀铜接地棒打入地下并与水平接地网连接起来就形成三维立体接地网。三维立体接地网能将入地电流迅速引入土壤深层流散，因而能有效地降低接地网的电阻。其降阻的作用绝不能单纯看作是多根垂直超深度钢镀铜接地棒接地电阻的简单并联，它与垂直超深度钢镀铜接地棒地的深度及布点的位置和根数有着密切联系，若设计不当，其降阻的效果并不明显，这是由于增设的垂直超深度钢镀铜接地棒的降阻的作用被水平接地网和垂直超深度钢镀铜接地棒相互屏蔽抵消的缘故。

在水平接地网的边角和外围的地方装设垂直超深度钢镀铜接地棒可最大限度降低接地电阻，而且装设的垂直超深度钢镀铜接地棒在水平接地网外围上应尽可能均匀分布以拉开距离，使垂直超深度钢镀铜接地棒间互相屏蔽的作用尽可能减小。

装设的垂直超深度钢镀铜接地棒的根数越多，其利用率就会下降；装设的根数太少，又达不到降阻要求。同时还要根据具体情况考虑其深度问题。只有适当地选取装设垂直超深度钢镀铜接地棒的根数和深度才能使其经济合理。均匀土壤中的三维立体接地网应尽量采取根数少长度增加的垂直超深度钢镀铜接地棒的敷设方式，这样降低接地电阻的效果最好。

3．3 垂直超深度钢镀铜接地棒费用的经济性

从220kV惠南、漕二、花木一、浦建变电站的三维立体接地网来看用于单纯垂直钢镀铜接地棒材料的费用分别约为11～15万元。我们认为：

（1）费用对变电站地初期投资有所增加，但增加幅度不大。

（2）优化后的复合三维立体接地网无需维护使用寿命长，因此全寿命投资实际上要比传统的水平接地网低，具有较强的经济性。

（3）建立一个合格的、满足现行标准DL/T621-1997《交流电气装置的接地》R≤2000/IΩ要求的接地网，对保证变电站的安全运行，乃至对整个电网来说产生地作用是不可估量的。

4三维立体接地网的优点

（4）能大幅度将接地电阻减小，泄能力增强，且不受接地网面积的限制。

（5）接地电阻值稳定，由于采用了垂直超深度钢镀铜接地棒后不会因季节变化、水分蒸发、土壤干燥、冰冻而影响接地电阻的变化。

（6）安全可靠，能有效地改善地表电位分布，降低接触和跨步电压，满足人体安全的要求。

（7）BS-F型垂直超深钢镀铜接地棒具有很强的耐腐蚀性，在地下使用寿命可达30年以上。

5 结论

变电站进入市区和住宅小区，大量GIS设备的应用，使得变电站的占地面积越来越小，征地的困难且其费用又很高。针对实际中的具体问题，上海地区变电站接地系统的设计思路若还停留在传统的水平接地网的方法，要获得一个满足DL/T621-1997《交流电气装置的接地》规程要求的接地电阻值已很困难。将接地系统向大地纵深方向发展是设计的必然。上海地区土壤结构较均匀且土壤电阻率低，采用施工简便的BS-F型垂直超深钢镀铜接地棒与传统的水平接地网合成建立一个三维立体接地网来降低接地电阻值完善上海地区接地系统不失为是一个好方法。我国其它地区的变电站接地系统类似状况也很多，本文提出这些实例仅供参考。查阅：已获批28个城市的轨道交通线路规划详解图（更新中）查阅：2012年全国各省市城市轨道交通项目概览（更新中）查阅：城市轨道交通中标企业

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