云南电网有限责任公司红河供电局 余 炜 余云光 高 林 李茂兵 杨 露 腾 飞

近年随着电网的容量不断增加，各厂站接地网的原设计接地装置热容量愈来愈不能满足电网的实际运行容量的要求。接地装置热稳定容量不足，轻则导致接地网本身局部电位差和接地网电位异常增加，给运行人员带来威胁，重则导致监测或控制设备发生误动或拒动而扩大事故。接地装置热稳定是满足电网安全、稳定运行的重要保障，而构成接地网的接地导体大部分埋设于地下，常因施工时焊接不良、接地短路电流的电动力和建筑物的压力等原因，特别是土壤多年的腐蚀，导致接地网的导体出现不同程度的腐蚀和变形。接地网导体的腐蚀甚至断裂，会导致接地体截面减小、热稳定性不够，而在具体计算过程中，并未充分考虑腐蚀因素对埋设在地下接地装置的影响，且开挖地下接地网检查具有盲目性、工程量大。

1 目前接地装置热稳定校核现状

接地网工程是保障人身安全和电气设备安全、正常运行的基础和重要设施，系统发生接地故障时，短路电流将经接地引下线流向大地，如接地导体的截面较小而流过的短路电流较大时，接地导体就可能因过热而熔断，严重影响厂站运行安全。因此热稳定容量校核计算是保障电气设备安全稳定运行的必要手段。DL/T1680-2016《大型接地网状态评估技术导则》规定：根据接地网和接地引下线导体腐蚀诊断结果，考虑导体腐蚀的因素，接地网和设备接地引下线导体截面应满足GB/T 50065-2011中附录E的热稳定校验要求。

目前在接地装置热稳定容量校验中，往往只通过对比厂站内接地装置的接地引下线实际截面来判断其热稳定容量是否满足要求，而忽视腐蚀因素对地下接地导体的影响。如文献[1]和文献[2]对电站进行热稳定校核时，只校验了接地引下线的截面积而未考虑腐蚀因素对地下接地导体的影响。然而接地装置在实际运行过程中，暴露在空气中的接地引下线经常采取防腐措施，埋设在地下的接地网反而未进行有效维护，致使两者间的泄流有效截面积差距越来越大。同时由于接地网具有隐蔽性特点，运行中地下接地导体即使发生腐蚀也不易被发现，将给接地装置热稳定校核工作带来结论性影响，但如果充分考虑腐蚀因素，大面积开挖检查接地网又具有盲目性且工作量巨大[3]。

为快速查找出接地导体腐蚀的位置，目前可通过借用接地网导体腐蚀诊断方法计算出接地薄弱的位置，再有针对性地对接地网进行开挖检查测量，从而可以保证接地装置热稳定容量校验结论的有效性。

2 接地网导体腐蚀诊断方法介绍及实际案例

本文采用的《接地网腐蚀诊断软件》以特勒根定理和故障参数识别法为基本理论基础，应用简单可靠，实现在不停电和不对地网开挖的情况下，对地网导体的断点和腐蚀进行检测，及时发现故障隐患[4]。通过接地网拓扑结构图及接地网引下线间的电阻测量值，建立腐蚀诊断方程，求解诊断方程计算出接地网支路电阻值的变化量。接地网导体各腐蚀程度的接地网支路电阻增大倍数为：轻度腐蚀0～1、中度腐蚀2～9、严重腐蚀＞9。结合以上判据标准得出接地网各支路导体的腐蚀程度。

利用接地腐蚀诊断结果，对接地网腐蚀较严重的位置进行开挖取样，除去锈蚀层后重新测量接地导体的有效截面积，进而对比满足厂站接地装置热稳定需要的最小截面，校核地下接地导体腐蚀的情况下是否满足厂站接地装置热稳定容量要求。

2.1 系统短路电流及最小截面积计算

110kV母线处发生短路时，序网络等效阻抗图如图1。计算所得最大单相短路电流为4.691kA，记为Ig，则满足热稳定容量的接地引下线允许截面积为，其中te为短路等效持续时间，参考110kV系统取值，本次校验取0.6s为短路等效持续时间；C为接地材料、取70，由此得最小截面为Sg。

图1 序网络等序阻抗图

2.2 接地导体腐蚀诊断及分析

接地腐蚀诊断步骤为：得到地网设计图-软件中设置导体电阻率等技术参数-得到实际地网拓扑结构图-根据实际地网拓扑结构及相关原则进行节点对选取-测量节点对间导体电阻-得到诊断结果。

根据接地网竣工图对接地网的支路和节点进行编号，建立接地网的诊断模型；设置导体截面积、电阻率，根据测量得到的节点对之间电阻值，利用接地网腐蚀诊断软件进行腐蚀诊断计算；对诊断结果进行分析对比，判断最有可能出现断点以及严重腐蚀情况的接地网支路；结合电厂现场实际情况，对最有可能出现断点以及严重腐蚀情况的接地网故障支路进行开挖。从测量得到的节点对之间电阻值中，选取不同的数据进行组合，利用接地网腐蚀诊断软件对接地网断点及腐蚀情况进行诊断。利用腐蚀诊断软件得到的各支路腐蚀结果（图3）。

图2 用腐蚀诊断软件绘制的地网（局部放大）图

图3 腐蚀诊断结果图

图3诊断结果中，横坐标为支路、纵坐标为支路电阻增大倍数，从该次诊断结果可看出，支路186、187、193在六次不同的数据组合时都出现在诊断结果中，且支路电阻增大倍数都在3～5之间，属于中度腐蚀，三条支路对应在接地网拓扑图中的110kV出线平台处，可针对这三条支路的接地导体进行开挖检查。

各接地装置接地引下线截面的宽（mm）、厚（mm）、截面积（mm2）分别为：1号发电机出口开关柜40.04/2.90/116.12，1号主变中性点39.25/3.46/135.81，1号主变铁芯37.85/4.06/153.67，1号主变本体40.05/4.03/161.40，110kV线路耦合电容器40.00/4.70/188.00，110kV线路电压互感器40.00/4.60/184.00。通过3.2腐蚀诊断结果，对110kV出线平台110kV线路电压互感器附近埋设的接地网开挖检查，发现该段接地导体腐蚀较严重，随后对该段接地导体进行取样，除锈后重新测量导体截面积，截面积为47.96mm2。

通过计算系统最大短路电流，得出满足热稳定最小截面积为51.91mm2，经过测量接地引下线截面积，均能满足当前运行条件下的热稳定容量要求。但充分考虑腐蚀因素对接地网的影响进行接地网腐蚀诊断评估，经过现场开挖取样检查后，测量导体截面积为47.96mm2，已不能满足热稳定容量的要求。

综上，接地装置热稳定容量校核不能单独以接地引下线截面积作为唯一判断依据，忽略地下接地导体自身的动态腐蚀过程，应同时以去除表面氧化物后的地下接地导体的有效截面积作为热稳定容量的判断依据；为准确校核接地装置热稳定容量，应结合接地装置腐蚀诊断技术，有针对性的对接地装置进行开挖检查测量工作，以免发生误判；在对厂站接地网进行评估时，不能单一的进行热稳定校核工作，应结合腐蚀诊断结果对接地网进行综合分析评估，确保接地网安全运行。