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摘要：在变电站接地网的优化设计中，结果受到很多因素的影响。除了设计因素对接地网的地面尺寸的影响外，土壤的不同条件，接地线材料的选择不同，会影响接地工作的效率。例如，对于冻土的电阻率相对较小，但对埋没深度的影响较大，通过添加垂直接地极数可以获得技术经济效果。因此，在设计接地网时，要对周边水文条件进行详细调查，除具体技术因素外，还应考虑实际工程选择合理的设计施工方法。电力系统将在我国的经济发展和人民的日常生活中发挥越来越重要的作用。变电所的接地技术对电力系统的安全可靠运行具有重要影响，加强接地网优化设计是十分必要的。
关键词：变电站；接地网设计；原则；因素；要点和措施
变电站接地系统是否合理或是否直接关系到个人和设备的安全重要问题。变电站接地包括工作地面，保护接地，防雷接地。接地技术是一门多学科综合技术，所以在未来的研究中，实际上将继续探索，从而使其趋于完善。因此，接地网的设计，要根据区域地质条件，采取不同措施，降低阻力，以最高的性价比来设计其接地网，同时采用新技术和新材料。
1、变电站接地网设计的必要性
接地是防雷技术最重要的部分，无论是雷击，感应雷电等形式的雷，都将通过接地装置进入地球。所以没有合理好的接地装置，不能有效地防雷。从防雷的角度来看，雷电装置和地球做一个好的电气连接装置称为接地装置。接地装置的作用是尽快将雷电闪电发射到地球，从而与地球的异质电荷中和。变电站接地与全站高低压电气设备的接地线，低压电力系统的接地，电缆屏蔽的接地，通信和计算机监控系统的接地连接，并且在变电站维护时有一些临时接地。如果接地电阻大，在发生电力系统接地故障或其他高电流进入地面时，可能会导致地电位异常升高;如果接地网格设计不合理，可能会导致接地系统不均匀分布，局部电位超过规定的安全价值，这将给操作人员带来安全隐患，也可能是对低或二次设备的反击电缆绝缘损坏，使得高压进入控制系统，变电站监控和保护设备将被误移动，拒绝采取行动，造成事故甚至事故扩大，造成巨大的经济损失和社会影响。
2、变电站接地网设计原则
随着变电站接地故障电流越来越大，在地面设计中满足R≤2000/I是非常困难的。目前的标准和原来的接地方法有很明显的区别是接地电阻不再需要达到0.5Ω，而是允许松弛到5Ω，但这并不是说一般情况下，接地电阻可以使用5Ω，接地电阻松弛有附加条件，当地电位增加时，应采取压力措施，并检查接触电位差和阶跃电位差异是满足要求，施工后也应进行测量和绘制潜在的分布曲线。变电站接地网设计应遵循以下原则：①尽可能使用建筑基础钢和天然金属接地统一接地作为接地网。②尽可能以自然地面为主，补充人造地面加，形状尽可能接近闭环。③应该是一个统一的接地网，有一点地面接地。
3、影响变电站接地网设计的因素
要使变电站接地装置满足地电位要求，①降低接地电阻R;②使接地电流I或更小。
3.1影响接地电阻的因素。变电所的接地装置主要铺设在具有水平接地极的人造地网上。人造接地网的外边缘封闭，角部圆形。从计算接地电阻的简单公式，土壤电阻率ρ和地面S区域是影响接地电阻R的主要因素，据了解，这些原因有利于根据当地土壤电阻率设计接地装置ρ和地面面积S。①影响土壤电阻率的因素。A）含水量与砂土电阻率之间的关系。含水量越大，电阻率越小，根据这些特点，在某些地方或使用地下水作为减阻措施，或将水下接地网作为减阻措施，这些措施可有效降低接地电阻。B）温度和电阻率之间的关系。当水从水到冰时，电阻率在0℃有突然上升，当温度再下降时，电阻率显着增加，而温度从0℃上升，电阻率只有稳定下降，接地装置应埋在永冻层，一般深度为0.6〜0.8m即可。C）土壤密度对电阻率的影响也很大，其根本原因是土壤接触电阻越密集，因此，接地装置铺设，加强土壤的回填，使接地体接触以降低接触电阻。另一个在小区周围接地采取物理或化学阻力降低措施，大大降低接地电阻，其实包括消除接触电阻的原因。②影响网络区域的因素。接地面积的大小是影响接地电阻的主要因素，但近年来由于变电站设计技术创新和电力设备量的减少，大大降低了变电站面积，使得网络面积的铺设也大大增加减小，使接地电阻更难达到要求。当接地电阻不能满足要求时，必须扩大到更大的面积，但涉及到与有关部门的协调，执行更加困难。
3.2影响入地电流的因素。短路电流的大小与变电站接地中性点的短路电流和架空地的分流系数有关。当接地电网发生接地短路时，变电站提供的短路电流不会直接通过接地变压器接地中性点，应增加中性线截面，减少其流回电阻，同时增加“地面塔”接地系统分流系数，地线短路发生在地线上，为了减少短路电流流向变电站接地中性点电阻，应加强开关站和变压器接地带敷设，使用良好的导体架空地面，充分利用架空地面分流作用。
4、变电站接地网设计的要点和措施
4.1接地装置设计要点
（1）接地装置的电阻主要与接地装置的面积有关，2〜3m的垂直接地被加入地面网络。由于减小接地电阻的影响小，只能用于避雷器，避雷针加强集中接地漏电雷击电流，或为了稳定网络在中间或外边缘的几条垂直接地。（2）接地装置的网格大于16（压力要求除外），接地电阻非常慢;对于大型接地网，网格数不应大于32，不可能通过增加均匀压力棒的数量来减小最大接触系数。（3）在网络的小区域，采用更换或化学方法改善接地点附近的高土壤电阻率，降低接触电阻的作用，降低接地电阻不能。（4）接地装置的四个角可以提高接地网直角处的踏步电位。（5）地面材料选择，根据当地条件进行技术经济比较，可以考虑土壤腐蚀性强，使用铜网作为网络，GIS设备对地面要求高，高电压等级（500kV以上电压等级）也可以考虑使用铜。
4.2接地装置设计的常用措施
常见的措施一般是以下9种，他们在项目中有成功的经验可以根据具体情况选择。1、具有不等间距排列以平衡网络电位;2、电位隔离;3、采用地质钻探埋地长距离接地;4、水平接地与土壤和抗阻剂交替使用;5、长垂直接地极端防;6、使用地下水阻力降低作用;7、领先地面;8、内超深井接地;9、采用架空地面极塔接地系统。
4.3接地引下线的设置
在电力行业标准中仅对接地线的横截面做了要求，即不应小于热稳定性的允许横截面，并根据使用寿命考虑腐蚀的影响该项目。具体要求的数量，在实际不同的项目中有不同的理解。数据表明，高压系统雷电过电压，工作过电压和短路事故将通过干扰源（避雷器，电容器，变压器，电流互感器等与电容设备）进入二次系统，二次电路干扰极高电压，引起保护故障和器件绝缘击穿。
4.4接地材料的选择
变电站容量的扩大对接地装置的安全运行更加严格。在国内，接地装置主要用于普通碳钢。接地装置腐蚀通常表现为局部腐蚀形式，发生腐蚀，接地装置碳钢材料易碎，起层，松动，甚至断裂。
5、结束语
变电站接地网是一个系统工程。随着电力系统的快速发展，系统容量日益增加，变电站接地网面积减少，变电站接地网设计变得越来越困难。只有对变电站的地质，地形，周边环境等方面进行综合考虑，选择合适的减排计划才能有效解决问题，以取得显着成效，节省投资的目的，设计“资源节约，环保“安全接地网，确保变电站设备和接地装置长期，可靠稳定运行。
参考文献：
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[2]廖辉.浅谈110kV变电站接地网优化研究[J].黑龙江科技信息，2009