在電力系統(tǒng)中，為了保證設(shè)備和人身的安全及電網(wǎng)的安全運行，需要各種類型的接地。一般情況下，理想的接地效果是通過敷設(shè)人工接地裝置的方法來實現(xiàn)的。由于接地裝置的接地電阻值往往受到地形、地質(zhì)、材料、敷設(shè)等條件的影響或限制，往往達不到設(shè)計需要，所以要引起足夠的重視。 1 傳統(tǒng)接地所采用的方式 從采用的材料看，一般采用熱鍍鋅鋼材（如扁鋼、圓鋼）、銅材及其他接地材料，也可以借用自然接地體，還可以通過添加粘土、鹽或降阻劑的方式來降低接地電阻。 埋設(shè)方法可采用垂直埋設(shè)、水平埋設(shè)、深井埋設(shè)、深井爆破作業(yè)埋設(shè)、混合埋設(shè)等。在一個接地裝置中可以靈活采用多種埋設(shè)方法。 接地裝置的相互連接，大多采用搭接的方式，其焊接長度扁鋼不小于寬度的2倍（且至少3個棱焊接），圓鋼不小于其直徑的6倍。焊接時應采用涂刷瀝青漆等方式防腐。在回填時必須要邊回填邊夯實，細土回填，接地帶不得接觸硬物。 2 低電阻模塊接地的特點 低電阻接地模塊（以下簡稱模塊）其外觀見圖1，是一種以非金屬材料為主的接地體，它由導電性、穩(wěn)定性較好的非金屬礦物質(zhì)和電解物質(zhì)組成，內(nèi)置金屬芯，與被保護對象的接地極相連。它增大了接地體本身的散流面積，減小了接地體與土壤層間的接觸電阻。具有以下特點：接地電阻低而穩(wěn)定；無毒、無害、不污染；具有優(yōu)良的吸濕保濕能力，通過釋放電解質(zhì)改善周圍土壤的導電特性，獲得低而穩(wěn)定的接地電阻；抗酸、堿、鹽腐蝕，使用壽命長；可用于沙漠、戈壁、鹽堿地、高原和常年凍土帶等惡劣地質(zhì)條件的地區(qū)。 3 傳統(tǒng)接地方式與低電阻模塊方式接地效果比較 3.1 從理論計算看模塊的降阻效果 計算在相同土壤電阻率（100 Ωm）條件下，采用單根2 . 5 m等邊角鋼（ ∠ 5 0 × 5 ） 和采用單個模塊（ZGD-I-2）在垂直敷設(shè)條件下的工頻接地電阻。垂直接地體工頻接地電阻Rj計算公式 Rj = ρ /（2πL）×ln（4L/d） 式中　ρ ——土壤電阻率（Ωm）； 　　　L——垂直接地體長度（m）； 　　　d——接地體直徑（角鋼為邊寬）（m）。 單個模塊的接地電阻計算公式 Rj = ρ /（2πL）×ln[4L（L + 2h）/d（L + 4h）]×M0 式中　ρ —— 埋置地層的電阻率（Ωm）； 　　　L ——Ⅰ型模塊的長度（m）； 　　　d ——Ⅰ型模塊的直徑（m）； 　　　h ——接地模塊的埋置深度（m）； 　　　M0 ——模塊調(diào)整系數(shù)（ZGD-Ⅰ-2型取0.35）。 分別套用上述公式，可以得出∠50×5等邊角鋼和模塊ZGD-I-2垂直敷設(shè)的接地電阻。角鋼垂直接地體的工頻接地電阻為87.10 Ω，模塊的工頻接地電阻為17.75 Ω，僅為角鋼工頻接地電阻的20%，參見表1。 3.2 從實際應用看模塊的降阻效果 3.2.1 變電站主接地裝置改造的實例 岫巖農(nóng)電局紅旗變電站主接地裝置采用混合型接地網(wǎng)（見圖1），敷設(shè)面積為896 m2，接地體總長度146 m，埋設(shè)深度1.6 m，原計算接地電阻3.6 Ω，敷設(shè)后實測值為4.8Ω。產(chǎn)生誤差的主要原因是在敷設(shè)前沒有細致地測量土壤電阻率，只是通過觀察土質(zhì)的情況，采取了一個經(jīng)驗值。利用實測的接地電阻值和相關(guān)數(shù)據(jù)進行估算，該地的土壤電阻率應為280 Ωm（計算步驟略）。 其水平接地裝置敷設(shè)大致處于地表下20 cm，接地體周圍覆蓋20 cm厚黃土，然后整體回填砂石料1.4 m深，接地體周圍土質(zhì)效果受到影響。垂直接地體采用大錘砸入地下，未采用開挖的方式埋設(shè)，接地體入地角度和深度與設(shè)計存在差距，這些都會對接地電阻值產(chǎn)生不良影響。 2006年4月，該變電站的主接地裝置加裝模塊20塊，采用水平敷設(shè)方式，安裝地點為水平方格網(wǎng)的交叉點，安裝距離4 m。 使用的模塊ZGD-Ⅱ型，水平埋置，單個模塊的接地電阻公式 Rj = 0.22×ρ /（a×b）1/2×M0 并聯(lián)后的總接地電阻公式 Rnj = Rj/nη 式中　M0 ——模塊調(diào)整系數(shù)（ZGD-Ⅱ-1型取0.33）； 　　　n——接地模塊個數(shù)； 　　　η——模塊利用系數(shù)，可采用0.55～0.85，計算取折中0.70； 　　　a——模塊長度，取值0.5 m； 　　　b——模塊寬度，取值0.4 m。 利用上兩個公式可以算出，在水平敷設(shè)，土壤電阻率280 Ωm的條件下，20塊模塊并聯(lián)水平輻射的接地電阻為3.25 Ω。 由模塊組成的水平接地裝置與原接地網(wǎng)構(gòu)成一個整體，并且在模塊周圍添加了粘土以增加降阻效果，所以其接地電阻值會更低。第二年春季的實測值為2 Ω，基本達到預期效果。 3.2.2 防雷接地網(wǎng)改造的實例 2006年，岫巖農(nóng)電局洋河等四座變電站5處防雷接地裝置試驗不達標，雖然多數(shù)接地裝置在敷設(shè)時已采取過必要的技術(shù)措施，仍達不到規(guī)程規(guī)定的10 Ω以下的標準。其接地裝置均存在地形受限制、敷設(shè)面積小、土壤電阻率較高、砂石層多的實際情況。如采用傳統(tǒng)的接地方式 ，因無法增加接地體面積，只有通過增加接地材料的規(guī)格或者添加降阻劑等措施，難度較大。本次接地裝置改造主要依據(jù)以下幾條原則：在原有接地裝置的基礎(chǔ)上，采用加裝模塊的方式降低電阻，根據(jù)具體情況一處加裝2～4只；采用開挖地槽的方式，水平安裝模塊，并在模塊周圍各加20～40 km粘土，填實，以改善土質(zhì)；模塊埋設(shè)深度不低于1.2 m（低于凍層），距離不小于4 m；在焊接時，注意搭接長度和多面焊接，焊點采取防腐措施；新的接地裝置與原接地裝置可靠相連。 改造后實測的接地電阻值如表2所示（需要說明的是改造前后均采用同樣的測量方法，使用相同的試驗儀器，以消除因試驗工具、試驗方法不同帶來的誤差），可以看出，通過加裝模塊后，5處防雷接地置的接地電阻值均明顯下降，阻值下降率大約為改前接地電阻值的36.11%～53.57%，對于不能達到規(guī)定10 Ω以下的，可以繼續(xù)進行改造，達到規(guī)定值。 4 結(jié)束語 通過以上分析及應用的實例，可以看到，低電阻模塊具有明顯的降阻效果，考慮到投資因素，提出以下建議：在通過傳統(tǒng)的接地方式敷設(shè)接地裝置，可以達到規(guī)定的接地電阻值范圍的，在計算成本適合采用時，不必使用模塊。 對于地形受限制或土壤電阻率較高的地區(qū)，可以考慮采用模塊，在普通的鋼材水平或垂直接地容易遭到破壞的地段，可以考慮使用模塊。 由于其具有較好的散流效果，適用于防雷接地裝置。應實測當?shù)氐耐寥离娮杪?，作為工程設(shè)計依據(jù)。 敷設(shè)時，在安裝、焊接、回填的各環(huán)節(jié)，應嚴格按要求進行施工，最好能依據(jù)圖紙施工，模塊應安裝在凍層以下，必要時可以輔助采用其它降阻措施。 參考文獻 [1] 李景祿，胡毅，劉春生. 實用電力接地技術(shù). 中國電力出版社，2002. [2] ZGD型系列低電阻接地模塊說明書. [3] DL/T 621-1997. 交流電氣裝置的接地.