摘要 阐述了大型发电厂、变电所接地装置的电气参数,介绍了新行业标准中关于大型地 网的主要观点, 提出了评估大型接地网新的安全判据, 以实例介绍了大型发电厂变电所接地网的改造和测试结果。

0 引 言

电力系统的电气事故中有很多与接地装置的缺陷有关。 1999 年 7 月 20 日太原供电局新 店变电所 10kV 开关柜爆炸起火, 造成 110kV、220kV 系统接地, 主变及主控制室设备全部 烧损, 因电压降低致使华北电网 9 台机组停运, 电网周波曾一度降低至 49.38H z。 据了解, 该 变电所接地存在问题, 其主控室与主地网间的连接电阻> 10。

1 有关接地规程

通常认为地网的接地电阻足够小(< 0158)即可保证安全运行。 《SD J8—79 电力设备接地 设计技术规程》中提到: 大接地短路电流系统(中性点直接接地系统)中电力设备的接地电阻, 当 I> 4 000A 时, 可采用 R≤0158; 高土壤电阻率地区接地装置的接地电阻值可以放宽到 58。 同时还需考虑接触电势和跨步电势, 施工后应进行测量并绘制电位分布曲线等措施。

因变电所场区进行电位分布、 跨步电压和接触电压测试的难度很大, 现场工作人员更乐 于只接受“接地电阻< 0158”一个指标。

原苏联在制定电气设备安装规程 76 时认为: 作为主要安全性的判据, 规定接地体电阻 的标准是不合理的。因为接触接地物体时, 人体可能承受的电压和许多因素有关。计算也表 明, 在一定的条件下即使接地电阻> 0158 时, 接触接地体也是安全的。

《美国 1976 年的变电站安全接地导则》中指出:变电站接地电阻低并不是安全的保证; 接地系统总的接地电阻与最大的冲击电流之间不是简单的关系。 导则强调了对接触电压和跨 步电压的控制以及对转移电位威胁的克服。

《DLö T621- 1997 交流电气装置的接地》中规定:“一般情况下, 接地装置的接地电阻应 符合 R≤2000öI, 若 R≤2 000öI, 可通过技术经济比较增大接地电阻, 但须≤58, 且应做好其它 措施如控制转移电位、接触电压和跨步电压等等。”即放宽了接地电阻的数值要求, 强调从 技术经济的角度以多项技术指标来综合评价和控制接地网的水平。

2 接地装置的安全评估

2.1 评估方法

根据大量地网实测评估和新行标精神以及国内外接地技术的发展, 对大型变电所接地网 的安全评估, 应该从接地网的接地电阻、场区电位分布、接触电压、跨步电压、接地引下线 热稳定校验、 不同电气设备接地引下线之间的电气连接性和电气设备的接地引下线的抽样挖 掘等多方面的测量和检查来综合评判。

2.2 大型接地网测试中的问题

1) 接地网综合接地电阻的确定

a、电压辅助线的放设距离及测试方法。有关导则中提出放设距离≈2d(d 为地网对角线 长度), 且要根据土壤电阻率来选择测试方法。在实际中

d 的取值比较麻烦。作者认为电压 测量线采用逐步放设,逐步测试的方法比较合理, 绘出电位曲线, 在曲线上找到平滑的一点 设为参考零电位(电场的无穷远处), 这样得到的电位差比较准确。

b、读数精度。为在变电所强干扰下读到可靠有效的数据, 通常是向地网中注入大电流, 压倒干扰,但一般仪表的准确度及分辨率有限, 误差很难控制。 作者采用选频性能优异的测试 设备, 避开干扰, 注入电流不超过 5A, 仪器分辨率足够高, 能够得到可信和场区电位分布曲 线包括接触电压(势)数据。

c、避雷线分流的影响。测试时将避雷线与地网断开比较麻烦。电厂地下的金属管路的分 流影响也应考虑。作者通过罗氏线圈测出避雷线和金属管路的分流～30%。