1、引言

　　對于大多數(shù)山區(qū)水電站來說，一般都存在著土壤電阻率偏高，場地狹小，土層薄且土質(zhì)大多為風(fēng)化石、砂子，有的甚致根本沒有土層，完全為石頭。土壤電阻率高達(dá)2000-3000Ω。m，有的甚致高達(dá)5000-8000Ω。m，因而給水電站的接地造成了許多困難，使許多山區(qū)水電站接地電阻嚴(yán)重偏高，如浙江某座裝機達(dá)40000kw的水電站接地電阻高達(dá)10Ω；還有一些中小型水電站的工頻接地電阻高達(dá)數(shù)十歐，或上百歐。山區(qū)水電站所在的地方，往往是雷電活動強烈的地方，由于水電站的接地電阻偏高，對防雷造成了極為不利的影響。如避雷器動作后由于殘壓疊加上接地電阻上的壓降后，會使加到發(fā)電機等電氣設(shè)備上的電壓高而危及發(fā)電機等電氣設(shè)備的絕緣。或者當(dāng)雷電流入地時，電氣設(shè)備外殼或接地引下線上產(chǎn)生較高的“反擊”

　　過電壓而向二次線產(chǎn)生反云。同時也會在雷電流入地時沖擊電位升高，產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊電而干擾而影響微機保護(hù)、綜合自動化系統(tǒng)的安全運行。近年來因為接地不良產(chǎn)生的雷電打壞主設(shè)備、打壞微機保護(hù)等控制設(shè)備的事故在中小型水電站時有發(fā)生，因而應(yīng)對中小型水電站的接地問題引起充分的重視。進(jìn)行認(rèn)真的研究和探討，找到有效降低山區(qū)小電站接地裝置接地電阻的措施，做好山區(qū)水電站接地的降阻改造工作， 保證水電站安全運行。

　　2、山區(qū)水電站接地電阻偏高的原因分析

　　山區(qū)水電站一般接地電阻偏高的原因主要是以下原因造成的：

　�。�1）、土壤電阻較高造成，山區(qū)的土壤電阻率一般都偏高，特別是南方山區(qū)水電站的土壤電阻率一般都在2000-3000Ω·m，嚴(yán)重的甚致高達(dá)5000Ω·m。如我們在浙江某山區(qū)水電站四周測量土壤電阻率，低的為800Ω·m，大多在2000Ω·m。高的地方甚致達(dá)6000Ω·m。因接地裝置的接地電阻與土壤電阻率成正比，接地裝置面積一定時，土壤電阻率愈高，接地裝置的接地電阻也就愈高，降阻難度也就愈大。

　�。�2）、土層薄，地質(zhì)條件差，山區(qū)水電站處的土質(zhì)一般為風(fēng)化石土壤，或碎石土壤，土層薄，一般不足30cm，大多地方為巖石沒有土層，由于土層薄，就影響水平接地體和垂直接地體的埋深，經(jīng)檢查山區(qū)水電站接地裝置的水平接地體的埋深一般都不到30cm，有的浮在地表；由于土層薄，垂直接地體打不下去，其深度一般都不到50cm。由于接地體浮在地表，一方面由于上層土壤土質(zhì)松散，接地體不能與大地緊密接觸，造成接觸電阻大，且因土壤干濕度易變化，而造成接地體的接地電阻不穩(wěn)定。另一方面由于上層土壤含氧量高，接地體易發(fā)生吸氧腐蝕，而使接地體與周圍土壤之間的接觸電阻增大。同時，由于腐蝕還會造成接地網(wǎng)裂解使部分設(shè)備失去接地。

　　（3）、場地狹小，使接地網(wǎng)面積偏小，一般山區(qū)水電站都在山谷中，場地狹小，這就使水電站的接地網(wǎng)嚴(yán)重偏小。有的甚致沒有地方建接地網(wǎng)，如浙冮某水電站，由于受場地限制，發(fā)電機廠房就建在山洞內(nèi)，戶外110kv開關(guān)站則小得可憐，不到1000㎡，這就給接地降阻帶來非常大的難題，因為一般情況下，接地裝置的工頻接地電阻由下式?jīng)Q定：（1）

　　式中：R—接地裝置的工頻接地電阻， Ω；ρ—土壤電阻率， Ω。m； s—地網(wǎng)面積，㎡。從（1）式可以看出接地裝置的接地電阻，與土壤電阻率ρ成正比，與接地網(wǎng)的面積的開方值 成反比，山區(qū)水電站由于土壤電阻率高，土質(zhì)差，土層薄，接地體埋深不夠，地網(wǎng)面積小，這就是造成接地電阻偏高的主要原因。

　　3、山區(qū)水電站的接地設(shè)計與降阻措施

　　（1）、設(shè)置水下地網(wǎng) 對于山區(qū)水電站，沒有大面積的陸地建設(shè)地網(wǎng)，但一般都有可以利用的水域，特別是一些水電站一般都有用某蓄水的水庫，可以在水庫設(shè)置水下接地網(wǎng)。設(shè)置水下地網(wǎng)前應(yīng)測試出水電電阻率和水庫的水面面積，以及豐水期和枯水期的水域面積，計算出接地電阻的最大值和最小值。水下接地網(wǎng)對降低接地電阻往往是非常有效的。水下地網(wǎng)的網(wǎng)孔大小一般以15m 15m為好。水下地網(wǎng)應(yīng)選用Ф14熱鍍鋅的圓鋼為好。在施工時可在岸上焊好后沉到水底，有條件時可在水庫的周邊可以設(shè)置岸邊接地網(wǎng)，岸邊地網(wǎng)應(yīng)埋在泥土內(nèi)并用垂直接地極固定。

　�。�2）、對于河道式水電站或沒有大型水庫的水電站，可能沒有大的水域設(shè)置水下地網(wǎng)，但此時可以沿河道向上、下游在2000m范圍之內(nèi)在河道的兩邊設(shè)置河岸接地網(wǎng)。河岸接地網(wǎng)因為河流常年濕度較大，土壤電阻率一般較低，對降接地電阻非常有效，我們利用河岸接地網(wǎng)成功地改造了許多水電廠和變電所的接地都取得了很好的降阻效果。河岸接地網(wǎng)一般應(yīng)在20—30m設(shè)置一道跨河橫線同時起到水下地網(wǎng)的作用。在河岸每10—15m設(shè)置垂直接地極進(jìn)行固定。

　　（3）、充分利用自然接地體 因為在中小型水電站中一般都有大量的自然接地體可以利用，比如水壩、廠房、引水管等，最好是在設(shè)計時就首先考慮到接地問題，把這些自然接地體可靠的連接為一可靠的整體，并預(yù)留連接點。在設(shè)計自然接地體時對于自然接地體的底部和周邊可以用導(dǎo)電水泥進(jìn)行處理以加強自然接地體與周圍土壤或山巖的接觸。另外在水泥道路的底部也可用導(dǎo)電水泥進(jìn)行處理以加強其降阻效果。

　�。�3）、在合適的地方設(shè)置外延接地，在水電站2000m范圍以內(nèi)認(rèn)真進(jìn)行勘探、測量土壤電阻率，找土壤電阻率較低的地方做外延接地。對外延接地要經(jīng)嚴(yán)格的跨步電壓計算，防止外延處跨步電壓傷人。且外延接地的場所要選擇在不易被破壞的地方。要有很好的保護(hù)措施，防止在運行時被破壞掉。外延地網(wǎng)與主地網(wǎng)的聯(lián)接要可靠，要采取多條聯(lián)接線聯(lián)接。

　�。�4）、利用降阻劑和其它的降阻材料進(jìn)行降阻，特別是對外延接地可施加降阻劑進(jìn)行降阻，但在降阻劑的使用時一定要選擇降阻性能好，無腐蝕，性能穩(wěn)定的降阻劑進(jìn)行降阻。比如我們就曾使用GPF-94高效膨潤土降阻劑結(jié)合外延接地成功地解決了許多大、中型接地裝置的降阻問題，其中就有一些小型化的城市變電所的接地，都取得了較好的降阻效果。另外，對一些電氣設(shè)備的基礎(chǔ)和與變電所聯(lián)接的道路，或變電所的部分硬化部分的底部可以采用導(dǎo)電水泥進(jìn)行降阻，道路表面為了提高跨步電壓允許值，可用普通水泥，或者鋪瀝清進(jìn)行處理。

　　（5）采取綜合降阻措施 山區(qū)水電站由于其接地電阻偏高，采取單一的降阻措施往往難以達(dá)到預(yù)期的降阻目標(biāo)，這時需要對現(xiàn)場地形、地勢及土壤電阻率等現(xiàn)場條件進(jìn)行綜合分析，采取綜合的降阻措施。比如可以采取外延加降阻劑、水下地網(wǎng)、河岸地網(wǎng)和自然接地體利用等多種降阻措施聯(lián)合應(yīng)用，以達(dá)到有效的，大幅度的降低接地電阻的目的。如我們在浙江某水電站就曾采用水下地網(wǎng)、河岸地網(wǎng)、外延接地加降阻劑聯(lián)合降阻法把水電站的接地電阻從十多歐降到1歐左右。

　　4、結(jié)束語

　　山區(qū)水電站由于土壤電阻率高，土質(zhì)差，土層薄，接地體埋深不夠，地網(wǎng)面積小，這就是造成接地電阻偏高的主要原因，因而進(jìn)行山區(qū)水電站的按地設(shè)計時要對現(xiàn)場地形、地勢及土壤電阻率等現(xiàn)場條件進(jìn)行綜合分析，通過認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，對水電站的接地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，根據(jù)現(xiàn)場實際條件可采多水下地網(wǎng)、河岸地網(wǎng)、外延接地和降阻劑等多種降阻措施進(jìn)行降阻處理。也可采取復(fù)合降阻措施進(jìn)行降阻。對廠內(nèi)地網(wǎng)要改善其地電位分布，防止地電位干擾，以保證水電站的安全穩(wěn)定運行。