王冉冉

摘要：升壓站接地網(wǎng)是風(fēng)電場廠內(nèi)非常關(guān)鍵的部分，其對(duì)于提升電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性方面存在著直接的影響。本文考慮到風(fēng)電場廠內(nèi)土壤電阻率高、接地電阻較低的情況，進(jìn)行全面的現(xiàn)場勘查，總結(jié)出有效的應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：升壓站;接地網(wǎng);接地電阻;安全;穩(wěn)定

風(fēng)電場的升壓站是風(fēng)電站電能匯集的中心位置，對(duì)于提高電能輸送的穩(wěn)定性存在著重要的影響。而風(fēng)電場通常來說，都是安裝到位置相對(duì)較高的山坡山頂?shù)奈恢蒙?，土壤電阻比較高，極易受到雷擊的危害。在有非常大的雷電流進(jìn)入到用風(fēng)電場時(shí)，會(huì)造成地表電位短時(shí)間內(nèi)快速升高，雷電入地電流的沖擊暫態(tài)時(shí)會(huì)給站內(nèi)變壓器等設(shè)備、人員造成非常大的傷害與影響，甚至危及人們的生命安全，所以風(fēng)電場升壓站應(yīng)該設(shè)置必要的防雷接地設(shè)施，確保風(fēng)電場可以安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

下面以某風(fēng)電場220kV升壓站為案例進(jìn)行分析，了解當(dāng)前防雷接地的問題，考慮到現(xiàn)場情況，總結(jié)出改進(jìn)的措施。

1風(fēng)電場220kV升壓站簡介

某風(fēng)電場裝機(jī)規(guī)模為40MW（單機(jī)容量2MW機(jī)組20臺(tái)），其220kV升壓站位于風(fēng)機(jī)附近地勢較為開闊山頂處，根據(jù)運(yùn)行的要求設(shè)有電力變壓器、GIS、無功補(bǔ)償?shù)仍O(shè)備。根據(jù)地勘報(bào)告計(jì)算得出，該升壓站土壤電阻率為776.7Ω·m，并且雷電發(fā)生率比較高，受到雷擊的概率是很大的，只要是出現(xiàn)雷擊的事故問題，就會(huì)給內(nèi)部設(shè)備、人員造成非常嚴(yán)重的傷害。

當(dāng)前的升壓站在GIS架構(gòu)一側(cè)設(shè)置有高度為35m的避雷針，具體可見圖1，GIS架構(gòu)高度尺寸為13m，設(shè)置到高壓側(cè)220kV出線端，和其他主要設(shè)備的設(shè)置間距控制在5m以內(nèi)。

升壓站的設(shè)備安裝位置以及具體的接地電阻數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查和分析，了解避雷針在直擊雷防護(hù)中有些問題和不足，總結(jié)出具體的應(yīng)對(duì)措施，以保證升壓站運(yùn)行的安全性。

2升壓站防雷接地存在的問題

2.1避雷針的架設(shè)不符合規(guī)程的規(guī)定

按照我國的DL/T620—1997標(biāo)準(zhǔn)要求，發(fā)現(xiàn)土壤電阻率為776.7Ω·m，超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的限值350Ω·m，沒有達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。因?yàn)樯龎赫就寥离娮杪瘦^高，只要有避雷針中過大的雷電流進(jìn)入到大地中，就會(huì)造成和升壓站接地網(wǎng)連接的桿塔、變壓器等設(shè)備中的電流會(huì)短時(shí)間內(nèi)升高，高電位的出現(xiàn)直接導(dǎo)致線路、設(shè)備出現(xiàn)損壞的問題，設(shè)備安全性無法保證。

2.2避雷針與變壓器、二次電纜溝距離太小

我國的國家標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定避雷針與地網(wǎng)連接的起點(diǎn)位置，沿著接地線到主變壓器和接地網(wǎng)位置上距離應(yīng)該在15m以上。在本次檢測中，發(fā)現(xiàn)兩者距離只有11.3m，可見圖2所示，完全沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)和要求，所以容易導(dǎo)致變壓器的損壞，引發(fā)電力事故。

3改造措施

3.1拆除避雷針更換為避雷線裝置

經(jīng)過上文的分析可以發(fā)現(xiàn)，該避雷針的架設(shè)沒有達(dá)到安全性的要求，所以容易給電力設(shè)備、二次電纜產(chǎn)生損害和影響，也會(huì)導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，因此，需要拆除該結(jié)構(gòu)。進(jìn)行現(xiàn)場地形條件的勘察分析可以發(fā)現(xiàn)，升壓站的東西兩側(cè)分別有高度為5m左右的土坡，在該土坡上分別設(shè)置一根高度為15m的水泥桿，兩根桿之間設(shè)置一條長度為105m的避雷線，其下部設(shè)置有二次電纜溝和變壓器、電抗器等設(shè)備，可見圖3所示。分析水泥桿埋設(shè)深度尺寸為2m，避雷線中點(diǎn)弧錘的高度為2m，所以避雷線和地面的最近距離為16m，計(jì)算之后發(fā)現(xiàn)，避雷線能夠有效的保護(hù)電力設(shè)備、二次點(diǎn)電纜溝，達(dá)到安全性的要求。

由于避雷針要比避雷線更加容易引起雷云和大地間電場畸變，所以設(shè)置避雷線裝置可以降低雷擊的發(fā)生概率，保障雷擊不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重傷害，確保設(shè)備、人員的安全性。避雷線兩側(cè)接地線直接通過水泥桿和大地連接，同時(shí)和升壓站主電網(wǎng)連接，且保證避雷線的接地點(diǎn)與變壓器電力設(shè)備、二次纜溝有超過15m的距離，保證運(yùn)行安全性。

3.2施加降阻劑改善接地參數(shù)，優(yōu)化沖擊接地電阻

分析該升壓站內(nèi)保水性差、易干燥的特性，二次電纜溝與變壓器等周邊設(shè)置中，采用GPF-94高效膨潤土降阻劑可以降低接地電阻，這種材料有著非常高的保水性與耐腐蝕性。在電力設(shè)備與電纜溝之間，開挖出圖4中的溝槽，首先需要在底部鋪設(shè)一層電阻率小的細(xì)土制作墊層結(jié)構(gòu)，然后鋪設(shè)一般降阻粉，并且把水平接地體直接鋪設(shè)到降阻粉上，再把接地體連接位置焊接連接，然后另外一般降阻粉鋪設(shè)到接地體表面，加水充分的攪拌處理，在上層填充且夯實(shí)處理。

接地體周邊的位置上加入降阻劑之后，因?yàn)槠浔Ｋ?、耐腐蝕性的效果非常好，一方面可以增加接地體的有效運(yùn)行的截面積，保證其均壓的效果得到根本性的改善，避免跨步電壓與設(shè)備接觸電壓的影響，也能夠避免雷電流損壞設(shè)備，保障工作人員的生命安全;另一方面，接地體的徑向尺寸有了很大的增加，且可以保證接地體的電壓抖度減小，促進(jìn)接地體的有效導(dǎo)電體面積增加，促進(jìn)容性效應(yīng)，促進(jìn)沖擊電位的增大，減小沖擊接地電阻的影響，實(shí)現(xiàn)沖擊電位的優(yōu)化和改進(jìn)，避免在防雷設(shè)備動(dòng)作時(shí)，接地電位升高而影響電力設(shè)備的安全性。

3.3外引方形輔助接地網(wǎng)和風(fēng)機(jī)電網(wǎng)連接

經(jīng)過現(xiàn)場分析發(fā)現(xiàn)，升壓站北部10m間距上有孔底，可以做為外延輔助地網(wǎng)進(jìn)行設(shè)置，檢測確定土壤電阻率為800Ω·m，雖然比較高，但是接地網(wǎng)面積有55600m2，形成了完善的接地網(wǎng)系統(tǒng)，降低升壓站接地電阻，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全性。

4結(jié)語

結(jié)合目前的升壓站變壓器門架上避雷針設(shè)置的防護(hù)直擊雷方面的問題，選擇合理的應(yīng)對(duì)措施，有效的降低升壓站中變壓器等設(shè)備接地點(diǎn)沖擊電壓，避免雷電流給設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的損害影響，切實(shí)提升升壓站中人員與設(shè)備運(yùn)行的安全性，這種方式可以有效的實(shí)現(xiàn)沖擊電阻的優(yōu)化設(shè)置，減小沖擊電阻的影響，讓雷電流快速通入到大地內(nèi)。在具體的應(yīng)用環(huán)節(jié)，土壤電阻率較大的風(fēng)電場升壓站可以根據(jù)該方案進(jìn)行優(yōu)化，提高防雷的效果和質(zhì)量。

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