摘要:通过对山区水电站在接地上普遍存在的土壤电阻率高,可用场地小,地势险峻、地形复杂等因难因素的分析;通过对目前一些山区水电站普遍存在的接地电阻偏高的原因讨论;通过对典型水电站在接地降阻取得的一些成功经验总结,讨论了山区水电站在接地设计和降阻改造的措施。提出了综合地利用自然接地体,在水库设置水下地网,沿河道设置河岸地网和在适当地区设置外延接地及沿道路外延降阻方法。探讨了利用导电水泥降阻、降阻剂降阻等复合的降阻措施。通过分析、讨论认为只要充分采取合理、有效的降阻措施,是能够有效降低山区水电站的接地电阻,保证水电站安全运行的。

关键词: 山区水电站   接地装置  接地电阻  降阻措施

   1、引言

   对于大多数山区水电站来说,一般都存在着土壤电阻率偏高,场地狭小,土层薄且土质大多为风化石、砂子,有的甚致根本沒有土层,完全为石头。土壤电阻率高达2000--3000Ω.m,有的甚致高达5000--8000Ω.m,因而给水电站的接地造成了许多困难,使许多山区水电站接地电阻严重偏高,如浙江某座装机达40000kw的水电站接地电阻高达10Ω;还有一些中小型水电站的工频接地电阻高达数十欧,或上百欧。山区水电站所在的地方,往往是雷电活动强烈的地方［1］,由于水电站的接地电阻偏高,对防雷造成了极为不利的影响。如避雷器动作后由于残压叠加上接地电阻上的压降后,会使加到发电机等电气设备上的电压高而危及发电机等电气设备的绝缘。或者当雷电流入地时,电气设备外壳或接地引下线上产生较高的“反击”

过电压而向二次线产生反云。同时也会在雷电流入地时冲击电位升高,产生严重的冲击电而干扰而影响微机保护、综合自动化系统的安全运行。近年来因为接地不良产生的雷电打坏主设备、打坏微机保护等控制设备的事故在中小型水电站时有发生,因而应对中小型水电站的接地问题引起充分的重视。进行认真的研究和探讨,找到有效降低山区小电站接地装置接地电阻的措施,做好山区水电站接地的降阻改造工作, 保证水电站安全运行。

2、山区水电站接地电阻偏高的原因分析

    山区水电站一般接地电阻偏高的原因主要是以下原因造成的:

（1）、土壤电阻较高造成,山区的土壤电阻率一般都偏高,特别是南方山区水电站的土壤电阻率一般都在2000--3000Ω.m,严重的甚致高达5000Ω.m。如我们在浙江某山区水电站四周测量土壤电阻率,低的为800Ω.m,大多在2000Ω.m.高的地方甚致达6000Ω.m。因接地装置的接地电阻与土壤电阻率成正比,接地装置面积一定时,土壤电阻率愈高,接地装置的接地电阻也就愈高,降阻难度也就愈大。

（2）、土层薄,地质条件差,山区水电站处的土质一般为风化石土壤,或碎石土壤,土层薄,一般不足30cm,大多地方为岩石沒有土层,由于土层薄,就影响水平接地体和垂直接地体的埋深,经检查山区水电站接地装置的水平接地体的埋深一般都不到30cm,有的浮在地表;由于土层薄,垂直接地体打不下去，其深度一般都不到50cm。由于接地体浮在地表,一方面由于上层土壤土质松散,接地体不能与大地紧密接触,造成接触电阻大,且因土壤干湿度易变化,而造成接地体的接地电阻不稳定［2］。另一方面由于上层土壤含氧量高,接地体易发生吸氧腐蚀,而使接地体与周围土壤之间的接触电阻增大。同时,由于腐蚀还会造成接地网裂解使部分设备失去接地。

（3）、场地狭小,使接地网面积偏小,一般山区水电站都在山谷中,场地狭小,这就使水电站的接地网严重偏小。有的甚致沒有地方建接地网,如浙冮某水电站,由于受场地限制,发电机厂房就建在山洞内,户外110kv开关站则小得可怜,不到1000m2,这就给接地降阻带来非常大的难题,因为一般情况下,接地装置的工频接地电阻由下式决定:

[font=宋体]                                     （1）

式中:R—接地装置的工频接地电阻, Ω;ρ—土壤电阻率, Ω.m; s—地网面积,m2。

   从（1）式可以看出接地装置的接地电阻,与土壤电阻率ρ成正比,与接地网的面积的开方值 成反比,山区水电站由于土壤电阻率高,土质差,土层薄,接地体埋深不够,地网面积小,这就是造成接地电阻偏高的主要原因。

3、山区水电站的接地设计与降阻措施

（1）、设置水下地网 对于山区水电站,沒有大面积的陆地建设地网,但一般都有可以利用的水域,特别是一些水电站一般都有用某蓄水的水库,可以在水库设置水下接地网。设置水下地网前应测试出水电电阻率和水库的水面面积，以及丰水期和枯水期的水域面积，计算出接地电阻的最大值和最小值。水下接地网对降低接地电阻往往是非常有效的