变电站接地装置腐蚀调查与分析

变电站接地装置腐蚀调查与分析

岳义淼王莹项雯

（国网黑龙江省电力有限公司经济技术研究院哈尔滨150036）

摘要：变电站的安全运行直接影响着电力系统的安全性和可靠性，而接地装置的完整性和可靠性又是变电站的安全保障。接地装置由接地引下线和地网组成，构成地网的接地导体埋设在地下，由于施工时的焊接不良、漏焊、接地短路电流电动力的作用，以及土壤多年的腐蚀等，都能造成接地装置导通性能的损坏以及接地电阻的增高。当发生接地短路时，可能造成严重的经济损失和社会影响。

关键词：变电站；接地装置；腐蚀；调查

引言

接地是指电气系统的某些节点或电气设施的某些导电部分与地之间的电气连接。接地的目的就是利用地作为传导电流回路的一个元件，从而在正常、事故或者遭受雷击的情况下将电气连接处的电位固定在某一允许范围内，以保证人身和设备安全，维护系统和设施安全可靠的运行[1]。

接地装置的导体使用的材质主要为普通碳钢，接地网投运后碳钢的腐蚀通常为局部腐蚀，并在腐蚀后变脆、起层、腐蚀部位逐渐变细变薄、甚至断裂，造成接地性能不能满足热稳定性的要求，因而导致在发生接地故障时，接地短路电流可能烧坏地网、扩大事故并危及设备和人身安全[2]。

1接地装置腐蚀情况调查

2017年下半年，对黑龙江省接地装置腐蚀情况进行了调查，结果表明我省接地装置腐蚀情况不容乐观，主要有以下几方面特点。

（1）接地引下线腐蚀状况相比主接地网更加严重。

例如，某变电站2005年投运，2015年检查时发现，由于焊接部位防腐措施不当已出现较为严重的腐蚀，且引下线腐蚀比主接地网严重，2017年接地网进行了整体改造，接地网实际运行时间12年，如下所示。

（2）主接地网及接地引下线运行年限不一致。变电站在设计时主接地网和接地引下线采用的均是同一截面积的扁钢或者圆钢，随着不断发展，整个电网规模的扩大，系统容量增加，对地短路电流增加，老旧的接地引下线截面已不能满足系统的热稳定要求，于是对接地网引下线进行了大面积改造，造成主接地网及接地引下线运行年限不一致。

（3）接地网腐蚀呈现不均匀性。即便是在同一地区，我省接地网腐蚀程度在各地区也存在较大差异。因此很难以地区来反映接地网腐蚀程度。

2接地装置性能测试方法

为检查接地网的腐蚀状况，通常采取开挖的方式进行检查，但是开挖检查比较费时费力。目前，变电站接地网接地导体检测与诊断所采用的常规测试方法有接地导通检测、接地导通检测、接触电压和跨步电压测量。

2.1接地导通检测

运用接地引线导通测试仪来对接地装置导通性能进行诊断是现有很普遍的一种检测方法，其主要原理是对电气设备的接地引下线注入直流电流，采用回路电阻测试仪的原理来测量接地引线的连接电阻。测量结果≤200mΩ且导通电阻初值差≤50%。

2.2接地电阻测量

通过对整个接地网接地电阻的测试来分析判断接地网的导通性能。每6年进行接地电阻测量，测试结果是否满足设计值要求；运行维护期间的测试结果与之前比是否有变化，不大于初值1.3倍。

2.3接触电压和跨步电压测量

接地阻抗明显增加，或者接地网开挖检查和修复之后，应进行接触电压和跨步电压测量，看测量结果是否满足设计要求。

3接地装置的反措执行

3.1设计、基建阶段

在新建工程设计中，校验接地引下线热稳定所用电流应不小于远期可能出现的最大值，有条件地区可按照断路器额定开断电流考核；接地装置接地体的截面不小于连接至该接地装置接地引下线截面的75%，并提出接地装置的热稳定容量计算报告；在扩建工程设计中，应满足接地装置的热稳定容量要求以外，还应对前期已投运的接地装置进行热稳定容量校核；对新建工程，接地装置截面是否考虑了远期发展的要求；对扩建工程，是否对前期接地装置进行了热稳定校核。

在中性或酸性土壤地区，接地装置应选用热镀锌钢，在强碱性土壤地区或者其站址土壤和地下水条件会引起钢质材料严重腐蚀的中性土壤地区，应采用铜质、铜覆钢或者其他具有防腐性能材质的接地网。对于室内变电站及地下变电站应采用铜质材料的接地网。

地表敷设物质材料、厚度、位置等是否符合要求；对于高土壤电阻率地区的接地网，在接地阻抗难以满足要求时，是否按要求采用了相应均压、隔离等安全措施；对弱电设备是否有对地隔离或限压等措施；控制室、保护室等独立敷设的地网与主地网间的连接点应唯一且连接可靠；扩建地网与原地网间应为多点连接。

变压器中性点应有两根与主地网不同干连接的接地引下线，并且每根接地引下线应符合热稳定校核的要求。重要设备及设备架构等应有两根与主地网不同干线连接的接地引下线，并且每根接地引下线均应符合热稳定校核的要求。连接引线应便于定期进行检查测试。

3.2运维阶段

每年根据变电站短路容量的变化，校核接地装置（包括设备接地引下线）的热稳定容量；非地下变电站定期（时间间隔应不大于5年）或必要时通过开挖、抽查等手段确定接地网的腐蚀情况，铜质材料接地体地网不必定期开挖检查。若接地网接地阻抗或接触电压和跨步电压测量不符合设计要求，怀疑接地网被严重腐蚀时，应进行开挖检查。如发现接地网腐蚀较为严重，应及时进行处理。

4结论

本文通过对黑龙江省变电站接地装置的腐蚀情况调查，总结了我省接地装置腐蚀的几个特点。为及时发现接地装置的腐蚀情况，介绍了目前应用比较广泛的接地装置性能测试方法，并提出了在接地装置设计、基建和运维阶段应执行的反措内容。

参考文献：

[1]陈先禄，刘渝根等．接地[M]．重庆：重庆大学出版社，2002．

[2]李景禄．变电站接地网运行中存在的问题及改进措施[M]．北京：中国水利水电出版社，2005．