0 引言

接地装置运行多年后由于敷设地区土壤酸碱度、水分含量的影响，会受到腐蚀。接地极表面形成氧化物，不具备良好导流能力，其有效通流面积变小，接地装置热稳定性变差。若腐蚀程度严重，接地极会发生断裂，造成部分接地线（极）与接地网主体分离，可能引发设备运行事故^[1-2]。

针对接地装置的腐蚀情况，DL/T 596—1996《电力设备预防性试验规程》和《内蒙古输变电设备状态检修试验规程》^[3-4]等相关标准、规程中多以“检查项目”或“例行试验”的形式提出开挖检查要求，一般如下。

（1）可根据电气设备的重要性和施工安全性，选择5~8个点沿接地引下线进行开挖检查，如有疑问还应扩大开挖范围。

（2）若接地网接地电阻、接触电压、跨步电压测量结果不符合设计要求，怀疑接地网严重腐蚀时，也应进行开挖检查。修复或恢复之后，应进行接地电阻、接触电压和跨步电压测量，测量结果应符合设计要求。

但标准、规程中仅提及开挖检查的技术要求，并未给出便于技术人员开挖选点的判定方法，尤其对于存在接地极、接地引下线腐蚀断裂情况的老旧站点，若无针对性的开挖点选取方法，极有可能由于选点不当，难以准确掌握接地装置实际腐蚀状态，威胁变电站电气设备的安全稳定运行。因此，探寻一种便于现场试验人员合理选取开挖点的方法显得十分必要。

1 接地装置开挖点选取依据和方法 1.1 判断依据

GB 50150—2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》规定：电气设备和防雷设施的接地装置的试验项目，应包括接地网电气完整性测试、接地电阻及场区地表电位梯度、接触电位差、跨步电压和转移电位测量。该规程25.0.2条指出，接地网电气完整性测试应符合：测量同一接地网的各相邻设备接地线之间的电气导通情况，以直流电阻值表示；直流电阻值不宜大于0.05 Ω。即接地导通测试通过2根被测量接地引下线之间的电阻值大小来测量接地线之间的电气导通情况，进而判断接地装置各局部区域之间电气连接是否良好^[5-6]。

1.2 判断方法

GB/T 50065—2011《交流电气装置的接地设计规范》D.0.2条给出了变电站接地装置的布置方式^[7]，即：等间距网格和不等间距网格两种。其中，据不完全统计，内蒙古电网所辖变电站水平接地极多采用方形等间距网格作为变电站主地网的布置方式，如图 1所示。

图 1中，可通过电气设备配置的接地引下线之间的接地导通测试值来判断接地装置（包括接地极和接地引下线）各点之间是否连接良好；同时，接地装置已经敷设完成，其电气拓扑结构在未遭受腐蚀或者断裂前结构稳定，各接地引下线之间的电阻值也相对固定。

按照接地导通测试方法，选取图 1中的“接地引下线0”作为导通测试的基准点，按照相同间隔电气设备接地引下线由近及远的测量方式，测量“接地引下线0”与“接地引下线1”“接地引下线2”……“接地引下线n-1”和“接地引下线n”之间的电阻值，便可得到1组电阻数列R₁，R₂，…，R_n-1，R_n。

结合图 1所示的接地装置布置方式，“接地引下线0”与“接地引下线1”“接地引下线2”……“接地引下线n-1”和“接地引下线n”之间的距离不断增大，二者之间的等值电阻值也必然增大，即电阻数列R₁，R₂，…，R_n-1，R_n为1组数值逐步增大的数列。当该电阻数列中某一数值R_k异常偏大时，如R_k大于R_k+1（1≤k≤n-1），便可判定被测量的第k根接地体自身或与该接地引下线所连接的接地体之间存在断裂或虚接的可能。

值得注意的是：在利用上述方法选择接地装置开挖点之前，“接地引下线0”作为导通测试的基准点，一定要保证该接地极及其引下线与主地网之间的连接良好。根据接地装置接地导通测试试验经验，建议选取变压器中性点或外壳的接地引下线及其连接的接地体作为测试基准点，并应借助接地导通测试检验该接地引下线自身与主地网之间电气性能是否良好。该选取方法的优势在于变电站电气设备均按照相同电压等级逐个间隔排布的方式，相同间隔的电气设备距离主变压器的空间距离基本一致、相邻间隔同类电气设备距离主变压器的空间距离基本一致，因此L1相、L2相和L3三相之间的电阻值便可形成横向对比，不同间隔同类电气设备之间也可形成横向对比，以便于测试人员发现异常数据。

2 典型测试案例 2.1 XLF变电站概况

110 kV XLF变电站建于2001年，2003年6月全面建成，站内配置3台110 kV主变压器，110 kV进线4回，35 kV出线12回，10 kV出线8回。设计之初原接地引下线采用单根、40 mm×4 mm规格的镀锌扁铁。2009年进行了双接地引下线改造，主电气设备接地引下线增加1根镀锌扁铁接地引下线。由于该地区土壤电阻率偏高，该变电站接地引下线改造验收时曾使用了一定数量的降阻剂。

2.2 选取接地装置开挖点

按照本文所述的接地装置开挖点选取方法，首先选取1号主变压器外壳接地引下线作为接地导通测试基准点，在验证该点与相邻各接地引下线连接良好、电阻值均小于0.05 Ω的前提下，进行开挖点判断测试。

表 1为以1号主变压器外壳接地引下线作为接地导通测试基准点，间隔301及其相邻间隔352各电气设备接地引下线与基准接地引下线之间的接地导通测试结果。

由表 1可知，301和352间隔测试电阻数列分别为：

10.84，11.51，13.27，21.25，16.27；

10.50，11.00，12.41，13.73，15.87。

（1）数值变化表明，随着接地引下线之间距离的增加，其电阻值总体呈现增大趋势。

（2）301间隔和352间隔各接地引下线距离主变压器接地引下线的空间距离基本一致，两间隔同类设备之间的电阻值变化趋势基本一致；且相同设备接地引下线之间的各测量值可进行逐一对比，如表 1中3011隔离开关测试电阻值为10.84 mΩ，3521隔离开关测试电阻值为10.50 mΩ，2个数值相近。

（3）301电流互感器接地引下线与基准点之间的测试值为21.25 mΩ，大于3016隔离开关与基准点之间的测试值16.25 mΩ；同时该数值与352电流互感器测试值13.73 mΩ相差也较为明显。因此，初步判断301电流互感器接地引下线或其所连接接地极存在严重腐蚀或者断裂情况。

2.3 开挖检查结果分析

基于上述判断，分别沿301电流互感器和352电流互感器的接地引下线实施开挖。图 2、图 3为开挖深度分别为50 cm和30 cm时，301电流互感器和352电流互感器引下线腐蚀情况实物图。

结合开挖检查情况，可知：

（1）301电流互感器接地引下线总体腐蚀严重，金属边缘出现多处“豁口”、整体呈现即将断裂的形态，腐蚀最严重处宽24.00 mm、厚3.0 mm。

352电流互感器接地引下线也受到一定程度的腐蚀，最严重处宽29.42 mm、厚4.5 mm。

经比较，301电流互感器接地引下线较352电流互感器接地引下线腐蚀程度更为严重。

（2）301电流互感器接地引下线和352电流互感器接地引下线均呈现黑色，其中，301电流互感器接地引下线表面被大量灰黑色腐蚀产物覆盖。经鉴别，确认该灰黑色物质由降阻剂腐蚀分解金属接地装置产生。

3 结束语

结合变电站接地装置等间隔布置的电气拓扑结构特点和接地装置接地导通测试结果，本文提出了基于接地导通测试的接地装置开挖点选取方法。该方法无需增加新仪器设备或软件设施，试验人员利用接地导通测试仪便可完成开挖前的选点工作；同时，判断方法简单易行，适合现场应用，具有实施和推广价值。