淺談高土壤電阻率地區(qū)的接地裝置

本文對高土壤電阻率地區(qū)的接地裝置進行分析和探討，采用原土壤置換散流介質(zhì)土的方法可使接地電阻降低，從而達到接地要求。

[關(guān)鍵詞]：變壓站接地裝置 高土壤電阻率 技術(shù)應(yīng)用分析

目前我縣現(xiàn)有35KW變電站11座，容量45350KVA，大都建在各主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)的所在地附近位置、條件都較好的地方。桃溪變也座落于桃溪鎮(zhèn)政府1km處的一個小山崗上，是武北四鄉(xiāng)的中心變電站，擔(dān)負著輸變電和配電任務(wù)，始建于1987年，變電容量2000KVA，于93年增容至3150KVA，2002年增容至4000KVA。當(dāng)該站開工平整場地后，其室內(nèi)外的配電裝置均座落在風(fēng)化的巖石層上，土壤電阻率約為2×105Ω.cm。在開挖廠房基礎(chǔ)和接地槽的開挖已有一定的難度，挖好后，接地棒大部分只能打入地層1.0m左右，當(dāng)把室內(nèi)外接地裝置連接并回填好10天后，測得接地電阻為33.6Ω，那么該如何處理如此高的接地電阻呢？對高土壤電阻率的處理方法有多種，但必須把握的一條是一定要因地制宜，一切從實際出發(fā)，花小錢辦好事。下面介紹二種方法，著重推薦第二種方法：

一、利用水和與水接觸的潮濕混凝土作為散流介質(zhì)。

1.充分利用水工建筑物（水塔、水井、水池等）以及其他與水接觸的金屬部分作為自然接地體。此時，在水下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)綁扎成的許多鋼筋網(wǎng)中，選擇縱橫各一排中的各交點加以電焊，并與接地網(wǎng)相連接起來。一般水的電阻率ρ＝（0.1～0.5）×104Ω.cm，位于水下的混凝土每100m2表面積的散流電阻約為2～3Ω。

2.當(dāng)利用水工建筑物作為自然接地體仍不能滿足要求時或者利用水工建筑物作為自然接地體有困難時，應(yīng)優(yōu)先在就近的水中（河水、井水、池水）敷設(shè)外引接地裝置。該人工接地裝置應(yīng)盡可能敷設(shè)于水源流速不大之處或靜水中，并妥為固定，但該裝置由于面積較大，很難找到合適的場地。

以上所述接地裝置較適用于電站廠房和電站戶外配電接地裝置的接地電阻不能滿足要求時采用，對變電站由于地點的限制，離水源較遠等因素，不宜采用。

二、利用土壤置換與化學(xué)處理

利用化學(xué)處理的辦法比較昂貴，一般用于防雷輔助集中接地裝置和屋外配電裝置均壓帶接地裝置中，而不宜作為降低總接地電阻的主要措施，只能在受地形限制，附近不可能利用天然場地作為散流介質(zhì)時，才考慮采用。桃溪變電站就是在室內(nèi)外接地網(wǎng)連接好并回填后，測得接地電阻為33.6Ω。在這種情況下，經(jīng)查閱有關(guān)資料認為將回填的原土重新挖出清除，并考慮利用置換土壤的方法來降低接地電阻的（其接地網(wǎng)的布置詳見圖1）。這種方法可充分利用現(xiàn)有資源或市場上容易購得的食鹽、當(dāng)?shù)毓S的一些金屬下腳料等，其主要措施如下：

1.利用低電阻率的粘土（ρ<1×104Ω.cm）和當(dāng)?shù)貦C械廠的鐵屑、廢渣和食鹽均勻混合，分層夯實，作為溝和坑的散流介質(zhì)。其方法如下：

1）散流介質(zhì)土的拌制：將黃粘土90％與5％食鹽、5％鐵屑廢渣拌和均勻，保持25～30％的濕度，拌和后待用，等效電阻率約為1.86×104Ω.cm。

2）接地極采用∠50×5角鋼或Φ50鍍鋅鋼管，長1.0m（一般采用2.5m，但因是風(fēng)化軟石層，打入地層長度有限），極間間距2.0m（一般采用5m）,用混合料回填接地極長的1/2～2/3，半徑為80cm，并夯實，接地均壓帶一般采用-40×4扁鐵，間距3m。

3）接地帶采用-40×4扁鐵連接，埋深80cm，將挑溝風(fēng)化巖土棄之，置換混合好的介質(zhì)土回填，并每20cm夯實，回填介質(zhì)土40cm后，澆水濕潤，上層用粘土回填夯實。

2.人工接地溝（或坑）的幾何尺寸及其散流電阻：

1）接地坑幾何尺寸如圖2。根據(jù)《電力工程設(shè)計手冊》中，最大電位梯度發(fā)生在離接地極邊緣0.5～1.0m處，所以人工接地坑的坑徑無需過大，一般可取 1＝50cm， 2＝100cm。考慮到開挖難度，L取100～200cm，因地質(zhì)狀況而定，由錘擊貫入，直置不能貫入，如有富余長度，可將頂部割除，預(yù)留坑底以上10cm作連接接地帶焊接長度，焊好后將焊口及接地極頂端打毛部位用瀝青漆涂刷防腐。根據(jù)《電力工程設(shè)計手冊》一書中，其接地電阻的計算公式如下：

根據(jù)以上的措施置換土壤后，由原測得的接地電阻33.6Ω降至19.3Ω，增補接地坑和接地體后又從19.0Ω降至11.2Ω，實踐證明在高土壤電阻率地區(qū)利用土壤置換散流介質(zhì)摻和料對降低接地電阻值具有明顯的效果，且成本較低，材料容易。該變電所于1988年10月投入運行，至今已有18年，每年受雷電流的沖擊約在15次左右，均未發(fā)生異?，F(xiàn)象，目前該變電所又在擴建成110Kv變電所。