高土壤电阻率地区降低接地电阻的方法

高土壤电阻率地区降低接地电阻的方法

范建平余秋实

（武汉雷光防雷有限公司武汉430074）

摘要：本文通过比较高土壤电阻率地区降低接地电阻的方法，以广州阳江风力发电站为例，总结出高土壤电阻率地区降低接地电阻的实用方法，分析了传统降阻法在高土壤电阻率地区使用的局限性，总结出一套适用于高土壤电阻率地区的综合接地措施，既保证了降阻效果，又经济实惠、施工简便。

关键词：高土壤电阻率；降阻；防雷接地

引言

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受世界各国的重视。随着风力发电机组单机容量的增大，就需要风力发电机组捕获更多的风能，因风轮直径增大，机组离地高度也在不断增高，加上风力发电机组一般安装在开阔地带，机身的空间暴露的范围大，风力发电机组遭受雷击机率越来越大。因此风力发电机组的防雷安全日益受到重视。风力发电机组系统涉及的过电压保护和防雷接地问题较多，主要考虑直击雷防护、感应雷防护、接地等方面。但是由于雷电放电的随机性，无论将防雷做的多好，也无法完全避免风力发电机遭受雷击的可能，很有必要采取有效措施将雷击造成的损坏降低到最低，但迄今为止，国内外在风力发电机组防雷措施的实施上，尚未形成规范化的实施模式，国际电工委员会（IEC）虽于2002年颁布了风力发电机组的防雷推荐标准（IECTR61400-24），但该标准仅制定了一套设计导则，没有规定量化的设计条款和具体的实施细则。现在的风机防雷设计都是参照其他行业（如建筑、电力和电子）的做法来进行的，且各个国家的防雷措施有差异，而高土壤电阻率地区的接地电阻降阻问题尤为困扰，本文以广州阳江风力发电站为例，就降低接地电阻的方法进行分析。

1阳江风电场的概况

1.1阳江风电场简介

阳江风电场位于广东省阳江市阳东县新洲镇南部，场址范围为21°46′29.67″N～21°49′12.63″N，面积约39.3km2，海拔高度在100～500m之间。

阳江风电场工程规划装机容量为99MW，拟安装33台单机容量为1500kW的风力发电机组。风力发电机组出口电压为0.69kV，采用一台风机配一台35kV箱变的形式，经35/0.69kV箱变升压至35kV。场内集电线路采用35kV架空线路为主，箱变至架空线路、架空线终端塔至变电站开关柜采用35kV电缆连接；33台风机箱变分成6组，每组风机箱变出线组成一个联合单元，联合后由35kV架空/电缆混合线路输送至风电场110kV升压站35kV侧。风电场发出的电能通过2台主变升压后，经2回110kV架空线路送入系统110kV海朗站。

1.2天气环境条件

阳江风电场所在地区地处热带北缘，是亚热带向热带过渡地区，属南亚热带海洋季风气侯。常年温暖湿润、雨水充沛、日光充足、无霜期长。春冬偶有寒潮，夏秋偶遇台风。

根据阳江气象站1953～2009年的气象资料统计，场址区域主要气象要素如下：

多年平均气温22.5℃

多年极端最高38.3℃（2005.7.9）

多年极端最低-1.4℃（1955.1.12）

多年平均气压1010.0hPa

多年平均水汽压23.1hPa

多年平均湿度80%

多年平均年降水总量2336.1mm

年最大降雨量3611.3mm（2001）

多年最大风速34.6m/s（2008.9.24）

多年极大风速52.5m/s（2008.9.24）

多年平均雷暴日85.7d

1.3地质概况

根据阳江风电场可行性研究报告，风电场场址属于海滨山地丘陵地区，场区地形起伏较大，地貌类型为剥蚀低山。风电场场区主要岩性为变粒岩、片岩、大理岩、石英岩、透闪透辉岩等。中生界白垩系中酸性火山碎屑岩和陆相砂页岩、砾岩广泛分布于中部和南部广大地区。新生界下第三系零星分布在中部，第四系松散沉积物则广泛分布与南部及山麓地带。境内断裂构造发育，部分断裂呈北西向、近南北向。片麻状花岗岩、中粗粒花岗岩分布于境内北部。

场区均位于山顶，大部分区域覆盖见有第四系填土层，部分区域见有岩石露头，揭示的基岩均为浅粒岩，现将各地层按标准层序自上而下，地质年代由新到老分述如下：

（1）第四系全新统人工填土（Q4ml）

第①层素填土。

层厚：1.00～2.10m。

褐色，松散，以回填粘性土、砂土混碎石为主。

该层回填时间多小于5年，成分杂，强度低，且极不均匀。

（2）基岩

第②层浅粒岩微风化带（Pt）。

揭露厚度：0.90～3.00m。

灰白色，粒状变晶结构，块状构造，成分以石英为主，含少量长石，矿物较新鲜，岩质坚硬，节理较发育。

勘探点处自勘探深度以下15m范围内均为微风化花岗岩岩体，无软弱夹层分布。

勘察期间勘探深度范围内未揭示地下水。

1.4土壤电阻率情况

该风电场要求各风机接地电阻≤4Ω，实地勘测得出各风机接地电阻，见表1。