接地网是电力系统安全运行的“隐形生命线” ,其科学布置直接关系到接触电压与跨步电压风险的控制,电气工程师需以“系统思维 ”为核心,结合理论计算与工程实践 ,构建“低阻抗、均压性 、高耐久”的接地体系,方能将潜在风险降至可控范围 。
接地网的设计需以“精准计算”为前提,接触电压与跨步电压的风险阈值 ,取决于系统短路电流、土壤电阻率及接地网结构参数,工程师需通过现场勘测获取土壤分层电阻率数据,利用CDEGS等专业软件模拟故障状态下的电位分布 ,明确接地网边缘、设备区等关键位置的电位梯度,在土壤电阻率不均匀区域,需采用“不等间距网格布置 ”——在人员活动密集区加密水平接地体间距,降低局部电位差 ,避免跨步电压超标。
结构优化是实现“均压效应”的关键,传统接地网多依赖水平接地体,但单一结构难以满足深层泄流需求 ,科学布置应采用“立体网格”模式:以水平接地体为主网格,辅以垂直接地体形成“深井接地 ”,通过垂直极降低接地电阻 ,同时缩短故障电流泄流路径,在变电站周边布置垂直接地体群,可显著降低地网电位升 ,减少接触电压对运维人员的威胁,接地导体的截面选择需兼顾热稳定性与机械强度,镀锌钢或铜覆钢材料需根据腐蚀环境等级确定厚度 ,避免因锈蚀导致阻抗增大。
等电位连接是“最后一道防线”,即使接地网设计合理,若设备外壳 、构架与地网未实现可靠等电位连接,仍可能形成危险的接触电压 ,工程师需在开关柜、变压器等设备处加装辅助接地极,并与主接地网多点连接,确保故障时设备外壳电位与地网电位同步抬升 ,将接触电压差控制在安全限值内(如IEC 60479标准规定的50V/AC) 。
全生命周期管理不可忽视,接地网投运后,需定期通过接地电阻测试仪、跨步电压检测装置等设备监测性能,尤其在雷雨季节或土壤干旱后 ,需重点检查接地体腐蚀情况,对于老旧接地网,若发现接地电阻超标或电位分布异常 ,应及时进行增容改造,如增设电解接地极或更换耐腐蚀材料。
归根结底,科学布置接地网是“技术”与“经验 ”的结合,工程师需跳出“唯电阻论”的误区 ,以电位分布为核心,通过结构优化 、材料选型与等电位设计,构建“主动防御”体系,唯有如此 ,方能在保障电力系统可靠性的同时,为人员安全筑牢“隐形屏障”。