沿海滩涂地区电网接地电阻值变化研究

李哲勇

李哲勇

胜利石油管理局电力管理总公司

摘要：孤岛电网位于黄河冲击平原入海口两侧，这里属于沿海盐碱滩涂地区，空气湿度大，土壤中含盐碱量高。而且地层水浅，通常土层下方1.2米，即触及咸水层。对于金属构件的腐蚀速度明显快于气候干燥的内陆地区。在孤岛电网中，存在大量的接地金属构件埋于泥土中，其中以单体接地极为多。这些接地极大体可以分为两大类：配电系统中性点接地、保护接地和输配电线路避雷网接地。这些接地极产生的接地电阻虽然不同设备不同的要求，但是其安装完毕后，阻值会随着时间的延续，盐碱的侵蚀和环境温度的变化而发生变化。甚至在一年四季中接地电阻都会发生变化。

关键词：接地电阻；侵蚀；盐碱；变化

当前接地电阻现状调查：

我们知道接地电阻常存在于经接地系统接入大地的一个回路中。所谓的接地电阻其实并不是一个电阻，它指的是这个接地系统接入大地时产生的一个阻值，俗称接触电阻的一种，而接地电阻的大小，是对一个接地体或者设备外壳连接的接地极对大地之间的电阻值。接地电阻越小，当有设备产生漏电或者有雷电流时，可以将电流导入大地，不至于伤害人身和设备。孤岛区域电网使用镀锌铁质接地极作为接地体的现象比较普遍，当前在孤岛电网这一区域中配电变压器的数量在3000余台，28条输配电线路的避雷接地极约3400条，也就是说存在接地电阻接地点在1万处以上。

接地电阻的大小主要与下列情况有关。一是连接点的接触紧密程度、连接方式；二是接地体材质及数量和接触面积；三是接地点的环境指土壤和水质等；四是环境温度、湿度的变化。目前，孤岛区域电网中接地电阻也就是对应的接地极分布存在以下几种情况：一是接地极采取就地挖坑填埋，连接引线与接地极连接方式有：焊接钢筋绑扎式和冲压鼻子螺栓紧固式。二是接地极的材质普遍使用镀锌角铁，非标金具，埋深符合规定要求；只有部分特殊设备或者地区采取特殊的接地系统，以降低接地电阻值。三是孤岛地区为沙土堆积平原，属于黄河与渤海滩涂交汇地区，这里土质疏松，沙土的含水性差，盐碱含量高。四是这里春秋两季较干旱，夏季雨水偏多，冬季有冰冻现象。而且春秋两季风，多雾，对室外电气设备的影响较大。

接地电阻阻值变化情况分析：

目前在电网中，采取接地极接地的现象非常普遍，无论是避雷线接地，还是低压系统中性点接地等。其接地电阻都会对设备的运行产生影响即接地电阻阻值的变化影响。避雷线接地相对单一，主要在雷雨季节发挥作用。在春季进行检测，天干物燥接地电阻阻值稳定，到了雷雨季节，很多线路杆塔位于水中，接地极也就被浸泡于水中，接地电阻阻值会降低，对线路落雷后的电流泄流有利。而到了深秋或者冬季，土壤干燥或者冰冻，这些会引起接地电阻阻值的一些变化，但是由于该季节无雷电灾害，自然影响不到线路的运行安全，所以不再管理因素考虑范围之内。只需要在下一个雷雨季节来临前，完成测试消缺即可。

低压配电系统面临的情况要复杂的多。我们的很多用电设备对电压波动反应敏感，对中性点电位也有明确的要求。一些重要用户采取了中心点接地电阻柜，这种情况目前在我们的区域电网中应用较少。变压器中心点接地电阻柜使用在中心点不接地供电系统中，当这个配电系统中，存在着三相火线对地的电容电流，如果发生单相接地，将有电容电流流过短路点。当这个电流较小时，对于配电系统一般不造成大的危害，系统允许设备带故障运行一段时间，以保证供电的可靠性。但是当系统容量很大，电容电流较大时，如果发生单相接地短路，会产生中心点电压偏移等原因，造成系统过电压。因此对一些特殊用电设备要求，采取电阻柜接地方式，电阻柜内只有一个电阻，或者还有一个供切断电阻的隔离开关。直接接到变压器的中心点上。

这里，我们重点讨论的是配电变压器简单的接地网络配置问题。目前在孤岛这个区域电网中，配电变压器普遍存在中性点接地电阻、设备外壳接地电阻和避雷器接地电阻。这些接地电阻在低压配电系统中，对低压用电安全和负荷设备的意义重大。按照前面提到的影响接地电阻阻值变化的四个原因进行分析可知，对于第一个原因：连接点的接触紧密程度、连接方式--施工中，采取标准化施工操作，可以将该因素降低到最低程度。第二个原因接地体材质及数量和接触面积，统一的设计施工标准，这个因素几乎可以忽略。那么第三和第四个因素是我们研究的重点：三是接地点的环境指土壤和水质；四是环境温度、湿度的变化。孤岛地区属于黄河冲击平原，海滨退海滩涂地区，这里属于沙土土层覆盖，水中盐碱含量高。金属接地极填埋于土壤中，受土壤和水质影响较大。当春秋两季时，这里气候干燥，风沙较大，接地极与沙土接触紧密性降低，接地电阻阻值较大。到了夏季，雷雨来临，接地极与土壤的紧密性增加，而且盐碱水质中的游离电荷丰富，导电性增强，接地电阻阻值明显降低。在冬季，土壤中含水量降低，沙土干燥，而且温度降低到零度以下，接地极温度较低，表面凝结冰霜，甚至接地极与周围的沙土层产生离体分离现象。此时接地极与大地的接触紧密程度再度降低，接地电阻阻值也会发生变化。

上图为：一些接地极接地电阻阻值在四季的变化情况。

在孤岛地区，影响接地极接地电阻阻值的因素还有水质和空气湿度。这里春秋两季多雾，雾水会增加金属之间的链接紧密性，增强导电性能，也就是说可以在一定时间段内降低电阻值。而水质呢？盐碱含量高，对金属构件的腐蚀性大，初始阶段，游离电荷增多，导电性强，电阻值降低。而随着时间的推移，接地极表面锈蚀，三氧化二铁和四氧化三铁会在接地极表面形成一层保护膜一样的物质，阻止游离电荷的产生，导电性能降低，接地电阻阻止升高。

降低接地电阻阻值的应对措施：

影响接地电阻阻值的四个主要因素有主有次，但如果严格标准设计、施工可以将影响程度大幅度降低。首先采取标准化施工工艺，在接地引线与接地极连接时，禁止缠绕，不同材质的金属构件接触时，采取过渡连接部件。其次针对本地区盐碱含量高，对金属部件腐蚀性强的特点，接地极或者其替代物品，采取高镀锌层，也可根据需要采取重复接地的方式。第三接地极埋深加大，避免接地极时常暴露于空气中，或者将接地极裸露部分采取一些防腐措施。第四针对冬季的冻害，金属与土层分离的现象，可以将接地极买入土壤后，上面培土，阻止冻害的深度；再就是选在合适的地点安装，适当选取加长的接地极。

接地极在避雷网和配电系统中，应用广泛，虽然不起眼，但是作用却不容忽视。主要做法就是常巡视，常检测，对接电阻值不合格的接地极必须及时处置，防止事态扩大化。它是电网安全运行的基础环节，在日常的维护管理中，应当引起管理者的足够重视。

作者简介：

姓名：李哲勇，出生年：1976年，性别：男，籍贯：山东省青岛市市北区，职称：经济师。