CN103928773A - 一种提高变电站土壤含水率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高变电站土壤含水率的方法，用于降低土壤电阻率，以便降低接地网的工频接地电阻，属于变电站运行和高电压技术领域。所述方法包括：勘测变电站水位、确定接地管的长度，制作接地管，埋设接地管，将接地管与水平接地网焊接。所述方法可起到聚集土壤水分的作用，其降低接地电阻的效果非常明显。

Description

一种提高变电站土壤含水率的方法

技术领域

本发明涉及一种提高变电站土壤含水率的方法，用于降低土壤电阻率，以便降低接地网的工频接地电阻，属于变电站运行和高电压技术领域。

背景技术

在电力系统中，为了工作和安全的需要，常将电力系统及其电气设备的外壳、零电位参考点、屏蔽层等与大地相连接，称为接地。变电站接地系统是维护电力系统安全可靠运行、保障运行人员和电气设备安全的根本保证和重要措施。工频接地电阻值是发变电站接地系统的重要技术指标，它是确认接地系统的有效性、安全性以及鉴定接地系统是否符合设计要求的重要参数。

随着我国经济的持续、高速发展，变电容量的不断增加，网架结构的不断增强等因素导致流经变电站地网的入地短路电流也愈来愈大，标准、规程要求的接地阻抗值就会越小。然而由于我国可利用耕地资源十分宝贵，目前有许多变电站建在岩土、山石较多的地区，土壤电阻率相对较高，特别对于一些地质条件恶劣、地下水源匮乏的地区，造成接地阻抗值要求值小和土壤电阻率高的矛盾更为突出。因此，如何在这些地质条件差、面积有限、土壤电阻率较高的地区经济有效地降低接地阻抗，改善地表电位分布，提高电力系统运行的安全可靠性，就成为电力部门愈发关心的问题。

传统的降阻方法通常考虑直接降低土壤的电阻率，包括换土、降阻剂、接地模块和离子棒等。所谓换土即用电阻率较低的土壤替代变电站地网周围的高电阻率土壤。这种方法需要使用大量地电阻率土壤，工程量大但降阻效果却并不明显。降阻剂、接地模块和离子棒等通常含有离子成分，在潮湿土壤中会逐渐渗入土壤，从而降低土壤的电阻率。这些方法中离子会随着时间和水的渗透而逐步消失，从而失去降阻功效。可见，一方面，以上方法投资大，成本高，效果却并不确定。另一方面，随着时间的推移，降阻剂、接地模块和离子棒等的功效将逐渐减弱直至消失，因此维护成本也很高。由于接地电阻与地网所处土壤的电阻率有关，而土壤电阻率通常又与土壤的湿度相关，湿度越大土壤电阻率越低。因此如果能够利用土壤中的天然水分，使其集中于接地系统附件，提高周围土壤的湿度，降低周围土壤的电阻率，则该降阻方法将具有长效的特点。

发明内容

本发明的目的是提出一种提高变电站土壤含水率的方法，有效降低土壤电阻率，以便降低变电站的接地电阻。

为了解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种提高变电站土壤含水率的方法，包括以下步骤：

步骤1、勘测变电站水位，确定接地管的长度。

步骤2、制作接地管：

使用金属管作为接地管，接地管的直径为3-5cm，接地管管壁上每隔20-30cm留有孔a。

所述接地管优选为不锈钢管或热镀锌钢管。

步骤3、埋设接地管：

使用钻机在地中钻孔b，孔b孔径与接地管的直径一致，将接地管砸入孔b内，在接地管和地之间的缝隙中灌入碳粉，接地管上端不封死，下端封死。

步骤4、将接地管与水平接地网焊接。

本发明所述方法原理与水井类似，由于接地管的上端没有封死，管内的气压为大气压，管外的土壤压力较大，由此在接地管上端会产生压力差，在该压力差的作用下，水分子向压力较小的管内运动，在接地管周围形成由远到近、土壤的湿度逐渐增大的区域。

本发明的有益效果为：

1、由于利用了水井的原理，接地管周围土壤湿度自然升高，并且是长效、环保的。

2、接地管导体与周围土壤紧密相连，在潮湿土壤中电流可以直接由钢管壁孔a流出，降低了接地管与土壤的接触电阻。

3、金属接地管既是接地极的导体，可起到聚集土壤水分的作用，其降低接地电阻的效果更加明显。

附图说明

图1为地下水形成的含水土壤区域图；

图2为本发明所述方法的原理图；

图3为本发明所述方法在某110kV变电站的应用图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。但所举实例不作为对本发明的限定。

一种提高变电站土壤含水率的方法，包括以下步骤：

步骤1、勘测变电站水位，确定接地管的长度。

步骤2、制作接地管：

使用不锈钢管或热镀锌钢管作为接地管，接地管的直径为3-5cm，接地管管壁上每隔20-30cm留有孔a。

步骤3、埋设接地管：

使用钻机在地中钻孔b，孔b孔径与接地管的直径一致，将接地管砸入孔b内，在接地管和地之间的缝隙中灌入碳粉，接地管上端不封死，下端封死。

步骤4、将接地管与水平接地网焊接。

本发明所述方法原理与水井类似，由于接地管的上端没有封死，管内的气压为大气压，管外的土壤压力较大，由此在接地管上端会产生压力差，在该压力差的作用下，水分子向压力较小的管内运动，在接地管周围形成由远到近、土壤的湿度逐渐增大的区域。

金属接地管既是接地极的导体，可起到聚集土壤水分的作用，其降低接地电阻的效果更加明显。

所述方法在某110kV变电站的接地网改造中得到了应用，如图3所示。整个变电站接地网的接地电阻值为1.35Ω，增加10个深水井接地极后，实测接地电阻为0.5Ω。表1为10个接地极接地电阻的测量结果，根据该变电所的实测土壤模型，计算得到了相同尺寸的普通垂直接地极对应的接地电阻，可以看出，常规接地极的接地电阻是采用本专利技术施工后的垂直接地极的接地电阻的1.57～3.27倍。

表1本专利接地极的接地电阻与普通接地的接地电阻的比较

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种提高变电站土壤含水率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、勘测变电站水位，确定接地管的长度；

步骤2、制作接地管：使用金属管作为接地管，接地管的直径为3-5cm，接地管管壁上每隔20-30cm留有孔a；

步骤3、埋设接地管：使用钻机在地中钻孔b，孔b孔径与接地管的直径一致，将接地管砸入孔b内，在接地管和地之间的缝隙中灌入碳粉，接地管上端不封死，下端封死；

步骤4、将接地管与水平接地网焊接。

2.根据权利要求1所述的一种提高变电站土壤含水率的方法，其特征在于，所述接地管为不锈钢管或热镀锌钢管。