低电阻模块在农网中的应用 |
2008-4-21 10:05:00 李信春 供稿  收藏 |
| 在电力系统中，为了保证设备和人身的安全及电网的安全运行，需要各种类型的接地。一般情况下，理想的接地效果是通过敷设人工接地装置的方法来实现的。由于接地装置的接地电阻值往往受到地形、地质、材料、敷设等条件的影响或限制，往往达不到设计需要，所以要引起足够的重视。 1 传统接地所采用的方式 从采用的材料看，一般采用热镀锌钢材（如扁钢、圆钢）、铜材及其他接地材料，也可以借用自然接地体，还可以通过添加粘土、盐或降阻剂的方式来降低接地电阻。  计算在相同土壤电阻率（100 Ωm）条件下，采用单根2 . 5 m等边角钢（ ∠ 5 0 × 5 ） 和采用单个模块（ZGD-I-2）在垂直敷设条件下的工频接地电阻。垂直接地体工频接地电阻Rj计算公式 Rj = ρ /（2πL）×ln（4L/d） 式中 ρ ——土壤电阻率（Ωm）； L——垂直接地体长度（m）； d——接地体直径（角钢为边宽）（m）。 单个模块的接地电阻计算公式 Rj = ρ /（2πL）×ln[4L（L + 2h）/d（L + 4h）]×M0 式中 ρ —— 埋置地层的电阻率（Ωm）； L ——Ⅰ型模块的长度（m）； d ——Ⅰ型模块的直径（m）； h ——接地模块的埋置深度（m）； M0 ——模块调整系数（ZGD-Ⅰ-2型取0.35）。 分别套用上述公式，可以得出∠50×5等边角钢和模块ZGD-I-2垂直敷设的接地电阻。角钢垂直接地体的工频接地电阻为87.10 Ω，模块的工频接地电阻为17.75 Ω，仅为角钢工频接地电阻的20%，参见表1。  3.2 从实际应用看模块的降阻效果  2006年4月，该变电站的主接地装置加装模块20块，采用水平敷设方式，安装地点为水平方格网的交叉点，安装距离4 m。 使用的模块ZGD-Ⅱ型，水平埋置，单个模块的接地电阻公式 Rj = 0.22×ρ /（a×b）1/2×M0 并联后的总接地电阻公式 Rnj = Rj/nη 式中 M0 ——模块调整系数（ZGD-Ⅱ-1型取0.33）； n——接地模块个数； η——模块利用系数，可采用0.55～0.85，计算取折中0.70； a——模块长度，取值0.5 m； b——模块宽度，取值0.4 m。 利用上两个公式可以算出，在水平敷设，土壤电阻率280 Ωm的条件下，20块模块并联水平辐射的接地电阻为3.25 Ω。 由模块组成的水平接地装置与原接地网构成一个整体，并且在模块周围添加了粘土以增加降阻效果，所以其接地电阻值会更低。第二年春季的实测值为2 Ω，基本达到预期效果。 3.2.2 防雷接地网改造的实例 2006年，岫岩农电局洋河等四座变电站5处防雷接地装置试验不达标，虽然多数接地装置在敷设时已采取过必要的技术措施，仍达不到规程规定的10 Ω以下的标准。其接地装置均存在地形受限制、敷设面积小、土壤电阻率较高、砂石层多的实际情况。如采用传统的接地方式 ，因无法增加接地体面积，只有通过增加接地材料的规格或者添加降阻剂等措施，难度较大。本次接地装置改造主要依据以下几条原则：在原有接地装置的基础上，采用加装模块的方式降低电阻，根据具体情况一处加装2～4只；采用开挖地槽的方式，水平安装模块，并在模块周围各加20～40 km粘土，填实，以改善土质；模块埋设深度不低于1.2 m（低于冻层），距离不小于4 m；在焊接时，注意搭接长度和多面焊接，焊点采取防腐措施；新的接地装置与原接地装置可靠相连。 改造后实测的接地电阻值如表2所示（需要说明的是改造前后均采用同样的测量方法，使用相同的试验仪器，以消除因试验工具、试验方法不同带来的误差），可以看出，通过加装模块后，5处防雷接地置的接地电阻值均明显下降，阻值下降率大约为改前接地电阻值的36.11%～53.57%，对于不能达到规定10 Ω以下的，可以继续进行改造，达到规定值。  4 结束语 通过以上分析及应用的实例，可以看到，低电阻模块具有明显的降阻效果，考虑到投资因素，提出以下建议：在通过传统的接地方式敷设接地装置，可以达到规定的接地电阻值范围的，在计算成本适合采用时，不必使用模块。 对于地形受限制或土壤电阻率较高的地区，可以考虑采用模块，在普通的钢材水平或垂直接地容易遭到破坏的地段，可以考虑使用模块。 敷设时，在安装、焊接、回填的各环节，应严格按要求进行施工，最好能依据图纸施工，模块应安装在冻层以下，必要时可以辅助采用其它降阻措施。 参考文献 [1] 李景禄，胡毅，刘春生. 实用电力接地技术. 中国电力出版社，2002. [2] ZGD型系列低电阻接地模块说明书. [3] DL/T 621-1997. 交流电气装置的接地. |
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