变电站接地设计及变电站的防雷技术措施

变电站接地设计及变电站的防雷技术措施

电工天下：变电站接地设计及变电站的防雷技术措施，包括工作接地与保护接地的设计要求，变电站接地设计的必要性，变电站接地设计原则，变电站接地电阻的测量，变电站弱电设备防雷措施等。

变电站接地系统的合理与否是直接关系到人身和设备安全的重要问题。

随着电力系统规模的不断扩大，接地系统的设计越来越复杂。

变电站接地包含工作接地、保护接地、雷电保护接地。

工作接地即为电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地；

保护接地即为电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地；雷电保护接地即为为雷电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。

变电站接地网安全除了对接地阻抗有要求外，还对地网的结构、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、转移电位危害等提出了较高的要求。

　　1 变电站接地设计的必要性

　　接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其它形式的雷，都将通过接地装置导入大地。因此，没有合理而良好的接地装置，就不能有效地防雷。从避雷的角度讲，把接闪器与大地做良好的电气连接的装置称为接地装置。接地装置的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放到大地，使其与大地的异种电荷中和。

　　变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地，以及变电站维护检修时的一些临时接地。如果接地电阻较大，在发生电力系统接地故障或其他大电流入地时，可能造成地电位异常升高；如果接地网的网格设计不合理，则可能造成接地系统电位分布不均，局部电位超过规定的安全值，这会给出运行人员的安全带来威胁，还可能因反击对低压或二次设备以及电缆绝缘造成损坏，使高压窜入控制保护系统、变电站监控和保护设备会发生误动、拒动，酿成事故，甚至是扩大事故，由此带来巨大的经济损失和社会影响。

　　2 变电站接地设计原则

　　由于变电站各级电压母线接地故障电流越来越大，在接地设计中要满足R≤2000/I是非常困难的。

现行标准与原接地规程有一个很明显的区别是对接地电阻值不再规定要达到0.5Ω，而是允许放宽到5Ω，但这不是说一般情况下，接地电阻都可以采用5Ω，接地电阻放宽是有附加条件的，即：防止转移电位引起的危害，应采取各种隔离措施；考虑短路电流非周期分量的影响，当接地网电位升高时，3～10kV避雷器不应动作或动作后不应损坏，应采取均压措施，并验算接触电位差和跨步电位差是否满足要求，施工后还应进行测量和绘制电位分布曲线。变电站接地网设计时应遵循以下原则：

　　2.1 尽量采用建筑物地基的钢筋和自然金属接地物统一连接地来作为接地网；

　　2.2 尽量以自然接地物为基础，辅以人工接地体补充，外形尽可能采用闭合环形；

　　2.3 应采用统一接地网，用一点接地的方式接地。

　　3 变电站接地电阻的构成及降阻措施

　　3.1 接地引线电阻，是指由接地体至设备接地母线间引线本身的电阻，其阻值与引线的几何尺寸和材质有关。

　　3.2 接地体本身的电阻，其电阻也与接地体的几何尺寸和材质有关。

　　3.3 接地体表面与土壤的接触电阻，其阻值怀土壤的性质、颗粒、含水量及土壤与接地体的接触面积及接触紧密程度有关。

　　3.4 从接地体开始向远处（20米）扩散电流所经过的路径土壤电阻，即散流电阻。决定散流电阻的主要因素是土壤的含水量。

　　3.5 垂直接地体的最佳埋置深度是指能使散流电阻尽可能不而又易于达到的埋置深度。

决定垂直接地体的最佳深度，应考虑到三维地网的因素，所谓三维地网，是指垂直接地体的埋置深度与接地网的等值半径处于同一数量级的接地网。

　　3.6 接地体的通常设计，是用多根垂直接地体打入地中，并以水平接地体并联组成接地体组，由于名单一接地体埋置的间距仅等于单一接地体长度的两倍左右，此时电流流入名单一接地体时，将受到相互的限制而妨碍电流的流散，即等于增加名单一接地体的电阻，这种影响电流流散的现象，称为屏蔽作用。