IEA在雅阳110KV变电站中的应用

摘要：     

随着城市对电能需求的不断加大，城市变电站的建设和改造更加频繁。接地系统为变电站的基础工程，也越来越被设计人员重视。接地主要是考察接地电阻、跨步电压和接触电压等指标。其中，接地电阻关乎其它的指标众多，尤为重要。接地电阻的大小与接地面积和土壤电阻率有关，但由于市内变电站的占地面积小，接地网无法扩大施工面积，所以要满足接地电阻的要求十分困难。

本文针对雅阳变电站接地网改造工程，在不扩大其原有面积情况下，提出了两种解决方案：采用深井加灌降阻剂接地方式降阻；采用电解离子接地系统。通过对两种解决方案的分析研究，最终得出采用电解离子接地系统（IEA）的接地方式要远优于深井接地方式。为类似工程提供参考，以确保在不扩大面积的情况下，实现接地电阻的要求。

关键词：接地   接地电阻   电解离子接地极IEA   变电站

Abstract:As the city's demand for electric energy continues to increase, the construction and transformation of urban substations are more frequent. The grounding system is the basic engineering of the substation and is increasingly being valued by designers. The grounding design is mainly to investigate the grounding resistance, stride voltage and contact voltage and other indicators. Among them, the grounding resistance is related to many other indicators, which is especially important. The size of the grounding resistance is related to the grounding area and the soil resistivity. However, due to the small footprint of the substation in the city, the grounding grid cannot expand the construction area, so it is very difficult to meet the requirements of the grounding resistance.

In this paper, the grounding network reconstruction project of Yayang Substation is proposed. Under the condition of not expanding its original area, two solutions are proposed: using deep well plus irrigation and reducing agent to reduce the resistance; using electrolytic ion grounding system. Through the analysis and research of the two solutions, it is concluded that the grounding method using the electrolytic ion grounding system (IEA) is far superior to the deep well grounding method. Provide a reference for similar projects to ensure that grounding resistance is achieved without expanding the area.

Key words:Grounding, grounding resistance, electrolytic ion grounding IEA, substation.

1.概述

随着城市对电能需求的不断加大，城市变电站的建设和改造更加频繁。而接地做为变电站的基础工程，也越来越被设计人员重视。我们知道接地主要是考察接地电阻、跨步电压和接触电压等几项指标，这其中接地电阻尤为重要，它直接关乎其它一些指标。而接地电阻的大小(R)又与接地面积(S)和土壤电阻率(ρ)有关(R=0.5ρ/√S)。但由于市内变电站的占地面积小，接地网无法扩大施工面积，所以要满足接地电阻的要求十分困难。

雅阳变电站接地网改造工程中，在不扩大原有面积情况下采用电解离子接地系统，同样达到了降低接地电阻的效果。

2.电解离子接地极（IEA）    

电解离子接地系统（Ionic Earthing Array 简称 IEA）由合金化合物构成，电极外表是铜合金，

以确保最高导电性和较长的使用寿命（其使用寿命至少在25年以上）。它内部含有特制的电解离子化合物，能够通过电极顶部的呼吸孔吸收空气或土壤中的水分，使化合物潮解，形成电解液渗透到周围的土壤中，有效地降低土壤电阻率，使土壤的导电性能始终保持在较高的水平，故障

（1）IEA离子接地极的外观和原理示意图见图一。电流能轻易地扩散到土壤中。

（2）电解离子接地系统（IEA）安装示意图二

IEA接地极安装示意图

b. 水平沟槽敷设示意图

3.雅阳变电站接地网改造　

3.1工程概况

110kv雅阳变电站原接地网面积约2600㎡，接地网最大对角线长度约为76m，水平接地网采用5mm x 50mm的镀锌扁钢。施工完成后，实测接地电阻R = 0.7Ω，未达到要求。现必须对接地进行整改。但是因能使用的场地很小，所以只能在土壤电阻率的方面来考虑降阻。

3.2解决方案

方案一：采用深井加灌降阻剂接地方式降阻。

深井接地主要是利用下层电阻率较小的土壤来达到降阻的效果，同时深井接地极长，能达到降阻效果。但这种方法局限性很大，如在下层土壤电阻率和上层一样甚至高于上层的情况，或在面积较大的地网里面，考虑到屏蔽，这种降阻的效果微乎其微）。 同时降阻剂容易流失，污染周围环境，需要定期维护。具体的施工方案：在原扁钢接地网的基础上，在地网对角打两口 100m 的深井并加灌降阻剂。经计算，降阻效果并不理想，约可降到0.６Ω，两口深井的接地工程总造价在 10 万元以上。

方案二：采用电解离子接地系统。

在原扁钢接地网的基础上采用 6 套 IEA 离子接地极，间距要大于20m，埋设深度仅为 3.5m ；另采用17根Φ18mmx1.5m的铜包钢棒接地极做为辅助电极，间距要求大于5m，IEA 接地极和辅助电极用 95*mm2的裸铜缆相互连接，并与主网相连，接地系统中所有连接均通过火泥熔接技术（是放热熔接的一种，其连接是分子间的结合，没有接触面，导电和耐腐力都强于导体本身，操作简单，不需技术型工人）连接起来。经计算，接地电阻可达到 0.45Ω。工程造价约为 9 万元。

3.3性能比较

电阻值和施工预算，并从上表中的两种接地方法的性能比较，采用电解离子接地系统（IEA）的接地方式要远优于深井接地方式，因此雅阳变电站方面经过反复商讨后决定采用IEA电解离子接地方式。

4.接地电极的安装工程施工

采用IEA电解离子接地系统要严格按产品安装说明和变电站施工规范进行施工。首先按说明书组装好，再放入开挖好的孔中，然后把IEA特制回填料调制成浆状灌入孔中，使IEA能充分的与其周围的土壤接触，以减小接触电阻，参见图一。辅助电极铜包钢棒可直接用铁锤打入地中。

5.测量验收

此工程由浙江省电力监理公司的行业内部监理验收，测量严格按电力行业标准规定进行。测量情况如下：

6.结论

雅阳110KV变电站采用IEA电解离子接地系统成功的降低了接地电阻。通过此接地网的改造，我们可看出与其它的接地方式相比，IEA电解离子接地系统具有很大的优越性。

参考文献：

1.Guide for Safety in substation grounding   IEEE   Std.80-2000.(U.S.A)

2.《交流电气装置的接地》电力行业标准    DL/T621-1997

3.《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》国家电力公司2000-9-28发布

4.《电力工程设计手册》西北电力设计院 1989年