王荣印，刘建勋

(山东理工大学，山东 淄博 255000)

不同土壤条件下接地材料的接地电阻研究

王荣印，刘建勋

(山东理工大学，山东 淄博 255000)

摘要：针对电力系统变电站接地网现行的铜、钢以及铜包钢等金属接地材料接地特 性的不同，本文在不同的土壤电阻率下对比分析了三者的接地电阻，本文所做工作为变电站接地网的材料选择及优化改造提供参考。

关键词：变电站接地网；接地电阻；土壤电阻率

1引言

随着我国电力系统稳定性逐步提高,人为因素导致系统线路故障逐步减少,电力系统运行经验表明,大多数事故都是由雷击输电线路或杆塔引起跳闸所致[1],输电杆塔的接地装置是维护电力系统安全运行、保障设备与人员安全的重要措施和根本保证[2], 电网故障分类统计显示, 在我国输电线路跳闸率比较高的地区,高压线路运行的总跳闸次数中,由雷击引起的次数约占40-70%,特别是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区,雷击输电线路引起的事故概率更高。根据防雷效果以及实际施工投资及维护经验，降低杆塔接地电阻是输电线路最为经济可靠的防雷措施。现行电力系统接地装置主要采用铜、钢、镀锌钢以及铜包钢等金属接地材料[3]，输电线路杆塔接地网在高频雷电流或短路电流流经接地体时，接地体呈现出区别于工频时的阻抗特性，接地阻抗(包括阻性成分与电抗部分)更接近接地体实际通流特征[4]。接地网的接地阻抗值受趋肤效应、电感效应、 电容效应以及大电流作用下的火花放电效应等多个复杂物理过程的影响[5]。所以研究高频电流下的接地体的趋肤效应、电感效应具有实际的工程意义，其中接地材料的电导率、磁导率以及土壤电阻率往往是影响趋肤效应、电感效应的重要因素，对比分析不同接地材料在高频电流作用下的趋肤效应和电感效应对接地阻抗的影响是研究接地阻抗的主要方法。

2土壤电阻率对几种接地材料特性的影响

本节运用CDEGS接地计算软件对不同土壤条件下铜、钢接地网的接地特性进行对比分析。

计算选取的接地材料分别为黄铜、45号钢和不同直径的石墨复合接地材料,各接地材料的电磁参数及直径尺如表1所示[6]。

表1　不同接地材料的参数

假设变电站采用面积为100m×100m，接地网网孔为10m×10m，地网埋深为0.8m。选取某一边角点为注流点，入地电流取工频10kA。变电站土壤电阻率分别取50Ω·m、100Ω·m、300Ω·m、500Ω·m及1000Ω·m[6]。计算结果如表2所示。

表2

由表2可知，三种接地材料的接地电阻随着土壤电阻率的增大而明显增大，铜接地材料的接地电阻在相同的电阻率条件下小于钢及铜包钢材料，且三者的接地电阻随着土壤电阻率的增大而减小，这种差异性主要来自接地材料自身电阻率的不同，随着土壤电阻率的增大，其影响呈降低趋势，这也说明在高土壤电阻率地区接地电阻主要受电阻率的影响，降低接地电阻仅更换接地材料是远远不够的。

参考文献：

[1]解广润.电力系统接地技术[M].北京:水利电力出版社,1991.

[2]何金良，曾嵘.电力系统接地技术[M].北京:科学出版社,2007.

[3]周佩鹏.新型接地体与新型接地材料工程应用研究[D].北京：清华大学，2012.

[4]Gorman J,Arey M,Koch G.Cost of Corrosion in the Electric Power Industry[R].Electric Power Research Institute,2001.

[5]李晓丽.变电站接地网冲击特性研究[D].重庆:重庆大学硕士学位论文,2008.

[6]黄昌威.变电站接地网不同接地材料接地特性研究[J].陕西电力，2014,42(11)：9-12.

作者简介：王荣印(1989.01-)，男，汉族，籍贯：山东省聊城市阳谷县西湖乡西干村，学历：研究生(在读二年级)，在读学校：山东理工大学，研究方向：电力系统防雷与接地技术。

中图分类号:TM934

文献标志码：A

文章编号：1671-1602(2016)12-0013-01

刘建勋,性别：男，籍贯：山东济宁，学历：在读硕士，单位：山东理工大学，研究方向：电力系统继电保护与安全自动控制。