防雷接地

变电所、发电厂存在的接地网问题

点击:1439时间:2017-07-21
    1、变电所接地网存在问题
    随着电力系统的发展,接地短路电流越来越大,接地网的问题也越来越突出,接地网的问题往往造成事故或使事故扩大。经对多座变电所的调查分析,其接地网主要存在以下一些问题。
    一、接地网的均压问题
    通过对若干座变电所接地网的电位分布测试,发现接地网的均压大多不符合要求,特别是横向电位分布,电位梯度大,跨步电压超标。这是由于在接地网设计时把接地电阻作为主要的技术指标,而忽略了地网的均压和散流、或只用长孔地网而很少用方孔地网计算,特别是沿电缆沟没有均压措施。由于地网的均压不好,在短路电流或冲击电流入地时就会造成地网的局部电位升高,高压向低压反击烧坏微机控制设备或低压控制回路。如某电厂升压站——35kV断路器发生击穿接地短路,由于地网均压不好,高压向低压反击造成电缆沟内电缆着火,烧毁多根电缆,形成瘫痪性的事故。再如某111kV变电所,由于地网均压不好,在雷击时,造成高压向低压反击,多次打坏多处计量表和保护回路,还有的变电所由于均压不好,在雷击时高压窜入低压打坏微机控制元件。
    二、设备的接地与地网之间的连通问题
    对于运行中的若干座变电所进行全面检查和试验,发现存在的最大问题不是接地网的各项技术指标,而是变电所内的电气设备与接地网的连接问题,对1座220kV变电所、2座110kV变电所和6座35kV变电所的检查,发现110多处设备接地与接地网不通,或连接不良,这里既有变压器、断路器、也有隔离开关、避雷器等,特别是有一座110kV变电所,发现110kV电压互感器和避雷器间隔的接地与地网不通,35kV电压互感器与避雷器间隔与地网也不通。这个变电所在此之前曾多次发生雷击时烧坏断路器、隔离开关、互感器和套管,而避雷器不动作。原来这个变电所的避雷器根本就没有与主地网连接。在此种情况下即使避雷器动作,也同样会出现由于接地不良残压高而损坏其他设备。造成上述情况的主要原因如下:
    1、设备的接地引下线与地网焊接不良,焊接头焊口长度不够,且大多为点焊,经过长时间的腐蚀,从焊口处开路。
    2、接地网水平接地体的接头处焊接不符合要求,经过长时间的腐蚀形成电气上的开路。
    3、变电所扩建时没有扩建接地网,而是把新投设备的接地线直接接到电缆沟的接地带。由于电缆沟内阴暗潮湿,容易发生腐蚀,一旦电缆沟内接地带焊接头因腐蚀断开,那么串接的设备接地就失去了与接地网的连接。
    4、设备接地引下线的截面小,经过长时间的锈蚀,从地下锈断。
    5、有些设备接地引下线与设备外壳用螺丝连接,经过长时间会锈蚀,在连接处由于生锈形成开路。
    6、一些设备通过混凝士基础或构架的内筋接地,而这些基础或内筋在施工时又没有进行可靠的电气连接和试验,从而造成了电气上的开路。
    7、有的早期变电所接地网的水平接地体因腐蚀已多处锈断,更有甚者,有些变电所根本就没有接地网。
    三、接地引下线及接地体的截面偏小满足不了短路电流的热稳定
    经检查这种现象较为普遍,由于接地体或设备的接地引下线不能满足短路电流热稳定的要求,在发生接地短路时,接地引下线往往被烧断,使设备外壳上有较高的过电压,有时会反击到低压二次回路,使事故扩大。有的用户就是因为设备的接地引下线截面不够,在设备发生接地短路时,高压窜入低压回路,烧坏二次保护、控制电缆,使事故扩大。造成接地引下线或主接地体截面不够的主要原因如下:
    1、设计时只考虑当时电网的短路电流,没有考虑到电网的发展,随着接地短路电流增大,以致于设备的接地线已不能满足热稳定要求。
    2、设计时只考虑接地线的截面能满足接地短路电流热稳定的要求,而没有在寿命期内作腐蚀校核。经过若干年的腐蚀,接地线和接地体已不能满足接地短路电流热稳定的要求。
    3、有些变电所是经过若干次扩建而成的,对接地网或扩建部分的接地引下线,在扩建时仅考虑了新增部分,而对原来的地网和接地引下线没有及时进行改造,以致于在一个变电所内,有部分设备的接地线和地网符合要求,而又有一部分接地线和地网不符合要求,这在不断扩建的变电所存在此类问题较多。
    4、对接地问题重视程度不够,如一些设计就没有进行接地短路电流的热稳定校核,而是套用图纸,或者本着减少投资的前提出发,选用截面较小的接地线。
    5、不按图施工,因接地工程是一个隐蔽性工程,一旦施工完就不容易检查,所以有的偷工减料,不按图施工,在新建时留下事故隐患,这种情况在用户变电所的接地工程施工中常见。
    四、接地装置的腐蚀问题
    接地装置的腐蚀是一个普遍存在的问题,变电所接地网最容易发生腐蚀的是接地引下线。由于腐蚀,接地线不能满足接地短路电流热稳定的要求,或者形成电气上的开路,使设备失去接地。还有电缆沟内的接地带也容易发生腐蚀,尤其是各焊接头。如果再串接有设备的接地引下线,则会造成若干设备或设备单元失去接地。
    五、水平接地体的埋深不满足要求
    标准规定水平接地体要埋深0.6m以下,可是通过开挖检查发现许多水平接地体埋深不足0.3m,有的甚至浮在地表。由于水平接地体埋深不够,往往会造成以下一些不良后果:
    1、接地电阻受季节影响,尤其受土壤干湿度影响较大,由于表层土壤容易干燥,所以造成接地装置的接地电阻不稳定。
    2、由于水平接地体的埋深不够,就影响接地网的均压,在发生接地短路时,地面的跨步电压较大,对巡视人员构成威胁。
    3、上层土壤的含氧浓度高,容易发生腐蚀,这也是水平接地体容易损坏的主要原因。
    六、接地电阻超标问题
    在检查时发现有的变电所接地电阻超标,接地电阻超标主要有两方面的原因:
    1、先天性缺陷。由于各种条件的限制,在变电所建成时接地电阻就超标,这些情况一般发生在山区变电所等土壤电阻率较高的地方;
    2、后天原因造成。由于腐蚀使接地网部分和主地网断开,促使腐蚀使接地体的电阻变大。
    七、接地网的运行维护问题
    对地面的电气设备,规程都明确规定了大小修周期,即使实行状态检修,也要定期检查和测试设备的各种性能,如不能满足要求就会及时安排大修或小修。但是由于接地装置常被埋在地下,不便于检查,也很少受到人们的重视,即使试验也仅仅是定期测量接地电阻,这样就使许多接地装置带故障运行,有时直到事故发生后,才引起重视。
    变电所、电厂的接地装置中还存在如接地体所用材质、设备的接触电压、电缆沟的均压和微机控制系统的接地等问题,但主要是以上所说的七个方面的问题,这些问题如不能很好的解决会影响到设备和人身的安全,因而必须认真地对待,按各种规程和规范要求对变电所、发电厂的接地装置进行整改。