罗琛1，马力2，詹旻1，杨峰1，张大鹏1，曹晓斌3
(1. 国网四川省电力公司经济技术研究院，四川 成都 610041；2. 国网山东省电力公司经济技术研究院，山东 济南 250021；
3. 西南交通大学 电气工程学院，四川 成都 610031)
摘 要：冬季土壤冻结后，土壤电阻率急剧增加，而且冻土层土壤电阻率和深度随着土壤温度变化，不仅影响接触电压与跨步电压的值，同时还影响到跨步电压与接触电压的允许值。为了探究季节性冻土对变电站接地安全的影响，建立了季节性冻土地区的土壤模型，仿真分析研究了季节性冻土参数对变电站接地系统接地电阻、接触电压和跨步电压的影响规律；分析了不同情况下接地电阻、接触电压和跨步电压的最大允许安全值；最后研究了改善冻土地区接地安全性能的方法。研究发现：当冻土冻结深度小于地网埋深时，跨步电压与接触电压受到下层土壤电阻率影响，接地系统较为安全，冻土冻结深度超过地网埋深后接触电压与跨步电压急剧上升，超过安全值，此时通过增设垂直接地极可有效地降低接地电阻值，限制接触电压和跨步电压。 关键词：季节性冻土；变电站；接地电阻；跨步电压；接触电压；垂直接地极；电网安全中图分类号：TM633 文献标志码：A DOI ：10.11930/j.issn.1004-9649.201609044
0 引言
中国是第三大冻土国，其中多年冻土主要分布在东北大、小兴安岭, 西部高山及青藏高原等地[1]。季节性冻土则分布在不连续多年冻土的南界和下界外围。季节性冻土的土壤电阻率会随着冻结发生较大的变化，其主要原因是由于土壤温度的变化[2]。据文献[3]中所述，土壤温度降至0℃下时，随着土壤温度的降低，土壤电阻率值相差数倍至数十倍。因此，季节性冻土地区发输变电站接地系统的安全特性在不同季节差异显著。
台账
性能良好的发输变电站接地装置是确保电网安全稳定运行的根本保证之一，但接地电阻只是衡量接地网性能的标准之一[4-6]，安全的参数是地网电位、跨步电压与接触电压，其中跨步电压与接触电压是影响工作人员安全的主要参数。
经济犯罪侦查
土壤电阻率是决定地网接地电阻及地表电位分布的主要参数，设计变电站接地系统时要充分考虑变电站及附近区域的季节性冻土土壤电阻率
的影响[6]。文献[7-11]中讨论了高土壤电阻率地区电力系统接地设计及其降阻措施，文献[12-13]研究了永冻土地区的变电站接地设计。季节性冻土是一种动态土壤结构，其冻土层的土壤电阻率及深度随着季节与天气情况变化显著，其对接地系统安全性能的影响规律，以及防范措施尚不明确。
本文根据在四川甘孜县理塘测量结果，建立了季节性冻土模型，分析了不同条件下，季节性冻土对地网接地电阻值、接触和跨步电压的影响规律，研究了季节性冻土对地网安全的影响。
1 季节性冻土的结构特点
为了研究季节性冻土的特点，通过收集青藏高原季节性冻土区域的文献资料，并结合对四川甘孜县理塘地区的测量结果，青藏高原地区季节性冻土主要分布在青藏高原东北部和东南部。青藏高原季节性土壤冻结深度在0.65~2.46 m ，本区东北部地区季节冻结深度为1 m ，中部地区冻结深度为1.0~2.0 m ，南部冻结深度小于1.0 m [1]，冰冻季节土壤电阻率为5 000~30 000 Ω·m [14]。
居里夫人的女儿根据上述资料，本文中土壤模型采用的水平双层土壤，上层为冻土层，下层为均匀土壤即未
大阅兵2013收稿日期：2017−05−19； 修回日期：2018−01−15。基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助(2682014CX022)。
张申府生平
第 51 卷 第 6 期中国电力
Vol. 51, No. 62018 年 6 月
ELECTRIC POWER
Jun. 2018
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