变电站接地网设计技术规范
110kV及以上变电站接地网设计技术规范（草稿）
1 范围
为实现变电站接地网的安全和经济设计，在电力系统运行和故障时能起到保证一、二次系统和人身的安全的目的，且技术经济指标合理，特制定本规范。
本技术规范适用于110kV及以上电压等级的变电站新建工程和大修技改工程的接地网设计，提出了接地网的功能和安全性指标、接地网特性参数的取值标准、接地网设计的校核步骤等相关技术要求。对如何因地制宜地选择降阻方式和措施也有所提及，对土壤情况比较复杂地区重要的变电站的接地网，宜经过比较后确定设计方案。
在技术规范中，接地网指110kV及以上电压等级、中性点有效接地、大接地短路电流系统变电站用，兼有泄流和均压作用的较大型的水平网状接地装置，通常由水平接地体和垂直接地极组成，为了降阻需要，还包括深井接地极、电解离子接地极和接地模块等。
变电站接地网的设计，应满足GT/T 50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》等国家和电力行业现行有关强制性标准的要求，本规范作为上述规范的补充，结合深圳电网的实际运行情况进行了细化。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB50065-2011 《交流电气装置的接地设计规范》
DL/T620-1997 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》
DL/T621-1997 《交流电气装置的接地》
GB 50150-2006 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》
GB 50169-2006 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》
Q/CSG114002-2011 《电力设备预防性试验规程》
GB/T17949.1-2000 《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第一部分：常规测量》
DL/T 475-2006 《接地装置特性参数测量导则》
3 接地网的安全性指标
变电站接地网是变电站设备的重要部分，首先它为变电站内各种电气设备提供公共参考地，更重要的，在系统发生接地故障时起到快速泄放故障电流，改善地网金属导体和场区地表地电位分布的作用，保障故障状态下一、二次设备和人员安全。
接地网特性参数是综合反映接地网状况的参数，尤其反映了发生接地短路故障时接地网的安全性能，包括接地阻抗、地网导体电位升高和电位差、地线分流和分流系数、场区跨步电压和接触电压、电气完整性、场区地表电位梯度和转移电位等参数和指标，它们决定了故障时变电站场区设备和人员的安全性。地网特性参数指标一方面取决于接地网泄流能力，而后者与站址土壤电阻率高低、地网接地阻抗大小和架空地线的分流贡献等因素有关；另一方面，则取决于实际入地短路电流水平高低。
（1）接地阻抗
反映接地网散流能力的宏观量化指标，是衡量接地网性能最基本的特性参数，习惯上一直沿用接地电阻的称谓，实质上，接地网的感性分量是占一定比例的，不能忽略，因此本规
范引用接地阻抗的概念。
（2）变电站接地故障短路电流
变电站内发生短路故障时，由系统提供的经接地网泄放的故障电流，包括单相短路故障和两相短路故障等情形，尤以单相短路故障的情形最为普遍。由于变电站不同电压等级场区发生短路时，系统提供的短路电流不同，又细分为故障时由每条线路和主变提供的故障电流。对于基建变电站，该电流通常由设计部门提供；对于运行变电站，短路电流计算归口单位为省调和各市调。
（3）地线分流和地线分流系数
变电站内发生接地短路故障时，由于运行变电站存在架空出线和电力电缆出线，出线线路杆塔和电力电缆终端（包括电缆分接箱）接地装置的存在，架空避雷线（包括普通地线和OPGW光纤地线）和电缆外护套将向外流出部分故障电流，即由于地线和电力电缆外护套分流的贡献，导致实际经接地网泄放的故障短路电流水平有较大幅度的下降。
一般地，110kV及以上电压等级的电力电缆外护套非两端接地（一端经电缆护层保护器接地），不会引起分流；而110kV以下电压等级的电力电缆外护套通常采用两端接地，对故障电流或测试电流将造成一定程度的分流。
地线分流系数为架空地线和电缆外护套对注入地网的故障电流的分流与故障电流之间的比值。
（4）变压器中性点环流
变电站内发生接地短路故障时，从故障点经过接地网部分导体流回中性点接地运行变压器的电流。
（5）接地网最大入地电流
变电站内发生接地短路故障时，考虑剔除地线对接地故障短路电流的分流影响因素后，实际通过接地网入地的故障短路电流部分。
（6）接地网电位升高（GPR）
指变电站内发生接地故障时，实际通过接地网入地的故障短路电流所引起的接地网电位升高，即接地网与大地零电位点之间的电位差，也称为地电位升高。
（7）接地网电位差（GPD）
习惯上将接地网作为等电位网来考虑，而由于水平接地网材质电阻率的差异，铜质接地网的电位分布较为均衡，接地网电位差较小；而钢材质接地网（我国普遍采用钢材质）由于电阻率和磁导率较大，接地网非等电位分布特性较为明显，内部呈现一定的电位差。
当接地网通过入地故障电流时，接地网的电位分布实际上是不均匀的，接地网上不同两点之间存在的电位差，也称为场区压差。当入地故障电流较大时，该电位差是造成控制电缆烧毁的主要原因之一。为严格起见，为便于操作，常考核场区最大电位差，或最大压差。
（8）跨步电压或跨步电位差
接地短路（故障）电流流过接地网时，地面上水平距离为1.0m的两点间的电位差，反映人体两脚接触地面两点间的电位差。跨步电压最高水平一般在接地网边缘附近。
（9）接触电压或接触电位差
接地短路（故障）电流流过接地网时，人体两脚站在地面离设备水平距离为1.0m处与人手接触设备外壳、构架或墙壁离地面垂直距离1.8m处的两点间的电位差。
（10）接地故障电流持续时间
接地故障出现起直至其终止的全部时间。在计算选取上偏严，一般考虑一级后备保护（主保护失灵）动作的时限。
（11）接地网导体热稳定性
系统发生接地短路故障时，在继电保护隔离短路故障前，持续的系统工频接地短路故障
电流流经接地导体所带来的发热效应非常显著，接地网导体应能够承受系统最大运行方式和最恶劣系统短路初始条件下工频故障电流载流而不发生断裂或熔断。
4 接地网特性参数的取值
接地阻抗、地网电位升高和电位差、接触电位差和跨步电位差等作为接地网安全性能好坏宏观指标的接地网特性参数，其取值和评价主要围绕着设备安全和人身安全两个方面进行，对于前者，综合考虑地网接地阻抗和入地短路电流水平，控制地网允许电位升高水平和网内电位差在安全值以下；对于后者，则要确保接触电压和跨步电压满足安全限值要求。
4.1 接地阻抗
对于110kV 及以上变电站的有效接地系统，其接地网的接地阻抗应符合式（1）要求：
G I Z /2000 （1）
式中：Z -考虑季节变化的最大接地阻抗（Ω）；I G -计算用经接地网入地的最大接地故障不对称电流有效值（A ），应采用工程远景年的系统最大运行方式下，接地网内、外发生接地故障时，经接地网流入地中，并计及直流分量的最大接地故障电流有效值。对其计算时，还应计算并应考虑系统中各接地中性点间的故障电流分配，以及架空避雷线以及电缆外皮分走的接地故障电流（即分流），具体确定方法见GB50065-2011附录B 。
当接地网的接地阻抗不符合式（1）要求时，可通过技术经济比较适当增大接地阻抗。在符合GB50065-2011第4.3.3条规定，即满足等电位联结、二次电缆屏蔽层热稳定要求、防止转移电位和高电位引外措施、10kV 氧化锌避雷器吸收能量安全性、核算跨步电压和接触电压等诸多要求的前提下，接地网地电位升高可提高至5kV 。必要时，经专门计算，且采取的措施可确保人身安全和设备安全可靠运行时，地电位升高还可进一步提高。
接地阻抗是接地网最重要的特性参数，但并不是唯一的、绝对的参数指标。长期以来，由于种种原因，接地阻抗一直作为评估接地网的最重要参数，甚至是唯一参数，人们对接地网的评估习惯于只提接地阻抗一项指标，认为只要接地阻抗小于0.5Ω接地网就是合格的，足以保证安全运行。因而在实际工作中，往往简单地追求这一指标，不惜任何代价，部分单位片面强调接地阻抗达标，而进行接地网改造，结果浪费了大量的人力和物力，这一观念是不正确的。
对于同一接地网，接地阻抗一定，当入地短路电流不一样时，接地网相关参数都会随之变化。接地网的状况评估应综合考虑各项指标，对接地网的各项参数进行全面考核，根据各项指标综合判断接地网的状况，而不应像以往片面强调接地阻抗或某一项指标，以接地阻抗作为评估接地网的唯一参数。
接地阻抗取值问题应按照GB50065-2011和DL/T621-1997等有关规范要求，综合变电站短路电流水平、地形地质状况、短路状态下地网电位升高、场区电位差、对二次设备运行的影响、跨步电压、接触电压，以及降阻技术经济分析等因素进行多维度评价，结合实际情况进行综合判断，以保证电力系统安全运行为中心出发点，辨证地处理实际问题。
4.2 地网电位升高（GPR ）和电位差（GPD ）
变电站接地短路故障时地网电位升高由接地网接地阻抗和接地网最大入地故障电流决定；如前所述，当接地网通过故障电流时，接地网上不同两点之间存在电位差，为严格起见，常考核场区最大电位差，或最大压差，场区地网压差水平与地网接地阻抗有一定关系，但并不直接，而是接地阻抗、短路电流水平以及地网网格设计等多个方面因素综合作用的结果。以上两个参数值通常通过接地分析软件辅助计算计算得出。
作为指导原则，GB50065-2011并没有明确规定接地网的电位升高和场区电位差的允许值，由具体情况进行掌握，其考核主要从对一次设备和二次设备绝缘和运行的影响两方面考虑。
4.2.1 一次设备的耐受
由于变电站一次设备的绝缘水平普遍比较高，足以耐受故障时地网电位升高，地网电位升高对一次设备的绝缘影响主要考核接地短路故障状态下10kV及以下电压等级的无间隙氧化锌避雷器的耐受是否超过避雷器的通流能力。
4.2.2 二次设备的耐受
二次设备和二次系统的绝缘和运行对地网电位升高的要求相对苛刻，影响接地网地电位升的因素直接与二次系统的安全性相关，其中包括二次电缆及二次设备的绝缘耐受。二次电缆在短路时承受的地电位升又决定于二次电缆的接地方式，如果二次电缆仅位于变电站内，则二次电缆承受的电位差不超过场区的最大压差；当二次电缆单端接地时，如果不考虑短路时二次电缆芯线上的感应电位，二次电缆承受的电位差即为地电位升；双端接地电缆上感应的芯皮电位通常不到地网电位升的40%，地电位升高可放宽到2000/（40%）=5000V。如果二次电缆引出站外，则二次电缆承受的电位差即为地电位升高。
DL/T621-1997要求GPR不大于2000V，在土壤电阻率较高或面积较小的变电站，上述要求普遍难以达到，GB50065-2011则将GPR放宽到5000V甚至更高。从保守的角度出发，假设二次设备及二次电缆的绝缘耐受电压只有2000V，则采用二次电缆双端接地方式，同样可以将允许的地电位升提高到5000V。
4.2.3 外引电力电缆外护套
由于运行要求，除了10kV及以下电力电缆外护套两端（包括电缆分接箱）直接接地外，为减少感应电压和环流，110kV及以上电力电缆（包括部分35kV电力电缆）外护套通常非两端接地，包括电缆交叉互联的情形，采用一端接地，另一端通过电缆护层保护器（实际上是金属氧化物非线性电阻片）接地，典型10kV电缆护层保护器额定电压通常有2800V和4000V两个等级，如果变电站发生接地故障短路时，地网电位升高水平超过额定电压，可能超过电缆护层保护器的耐受，给其正常运行带来威胁，需要通过限制地网电位升高水平予以防范。
4.2.4 接地网高电位引外风险
变电站接地网可能与外界通过金属水管、通信线路和低压线路等存在联系，变电站发生接地故障短路时，存在地网导体高电位引外的风险，给站外人员和设备带来威胁。为此，必须做好引外金属水管、通信线路和电源等的隔离措施，如：（1）外接自来水管进入站内用一段数米长的PVC管接驳，防止高电位引出；（2）门卫和主控楼供水用PVC管敷设；（3）外接通信线路在站内加装隔离变压器进行隔离；（4）通信线路引起的高电位引出及其它隔离措施，目前变电站的通信线路一般采用光缆通信线路，因此这方面的问题可以不予考虑；（5）其它从变电站引出的低压电源线必须采用隔离变压器。
随着变电站无人值守逐渐成为一种趋势，对于这类变电站，跨步电压和接触电压问题渐被淡化，更应该关注故障状态下接地网高电位引外的风险。
另一个方面，城区变电站或接近负荷中心的变电站通常采用电力电缆出线，与变电站接地网连接的电力电缆外护套也将带来地网电位升高引外的问题。如果电缆外护套两端接地（中压配电网情形），需要考虑电缆终端的对侧接地网（电缆分接箱或电缆中间分接头）电位升高对设备和人员的风险；如果电力电缆一端接地运行（高压电缆情形），则需要校核电缆护层保护器的耐受。
4.3 跨步电压和接触电压
对于本规范所关注的110kV及以上有效接地系统，根据DL/T 621-1997第3.4条中规定，在发生单相接地或同点两相接地时，变电站接地网的跨步电压和接触电压不应超过式（2）和式（3）计算的数值，即跨步电压安全限值（允许值）U s和接触电压安全限值（允许值）
U t 分别为
t U s
s ρ17.0174+= （2）
t U s
s ρ7.0174+= （3）
式中：ρs -人脚站立处地表层的电阻率（Ω?m ），t -接地短路（故障）电流持续时间（s ），与接地网热稳定校验的接地短路故障等效持续时间t e 取相同值。
GB50065-2011进一步考虑到地面表层的衰减因素，将式（2）和式（3）的跨步电压安全限值U s 和接触电压安全限值U t 分别表示为
t C U s s s ρ17.0174+=
（4） t
C U s s s ρ7.0174+= （5）
式中：C s -表层衰减系数，确定方法见GB50065-2011附录C 。
跨步电压和接触电压安全限值与人脚站立处表面的土壤电阻率ρs 和接地故障持续时间t 密切相关，从式（2）～式（5）看出，跨步电压和接触电压安全限值与接地短路（故障）电流持续时间呈现负相关性，接地短路故障切除时间越短，即越快切除接地短路故障，容许的跨步电压和接触电压水平越高，反之亦然。
目前国内对故障持续时间t s 的选取尚不统一，因接触电势和跨步电势超标直接危害到人身安全，在故障持续时间的选取上建议保守，为严格起见，取一级后备保护（主保护失灵）动作的时限，500kV 系统一般取0.35s ，220kV 和110kV 系统取0.6s ～0.7s 。
另一方面，人脚站立处表面的土壤电阻率ρs 是一个变化的量，土壤干燥（干季）时与土壤湿润（雨季）时差别很大，尤其是雷雨天气，此时地表面视在土壤电阻率很低（即使是水泥地面），跨步电压和接触电压安全限值将变得很低，为严格起见，ρs 取一般（略低）的值。
需要指出的是，随着高阻层厚度增加，跨步电压和接触电压安全限值的增加具有饱和趋势，因此，不能仅依靠在地表敷设高阻层就将接触电压和跨步电压的允许值提高到人体的允许值，要确保发电厂和变电站接地短路故障状态下的跨步电压和接触电压的提高满足人身安全要求，最基本的还需要通过适当降低地网接地阻抗来实现。
4.4 接地网导体热稳定校验
变电站设备接地导体（线）和接地网导体的截面，应按接地短路电流进行热稳定校验。 根据热稳定条件，未考虑腐蚀时，接地引下线的最小截面应符合式（6）的要求
S I c t g g
e ≥ （6）
式中：S g -接地线的最小截面（mm 2）；I g -流过接地线的短路电流稳定值（A ），根据系统5～10年发展规划，按系统最大运行方式确定；t e -短路的等效持续时间（s ），500kV 部分取0.35s ，220kV 和110kV 部分取0.6s ～0.7s ；c -接地线材料的热稳定系数，根据材料的种类、性能及最高允许温度和短路前接地线的初始温度确定。钢质材料取70，铜质材料取210。
未考虑腐蚀时，主接地网接地体和接地极的最小截面，不宜小于连接至接地网的接地导体（线）截面的75%。
同一电压等级接地体截面不同时，应按最小截面进行核算。对于腐蚀情况严重的接地体，应根据该接地体的有效截面进行接地体的热稳定校验。有效截面是指已处理过腐蚀表面的接地体的截面。
部分变电站由于运行时间较长，曾进行过多次接地网改造，接地体截面存在着多种规格，
应以最小截面进行校验。尤其是只进行接地引下线改造而主接地网未进行改造的变电站，应对其主接地网的接地体进行校验。
接地导体（线）的最大允许温度和接地导体（线）截面的热稳定校验见GB50065-2011中附录E。
首先应核算现有变电站接地引下线和主接地网能够承受的最大短路电流，以后，每年根据省电力调度中心（220kV及以上变电站）和市调（110kV变电站）当年的变电站的最大单相短路电流进行接地网和接地引下线的热稳定校验核算。同时还应结合接地装置开挖检查，接地体的腐蚀程度进行校正。
4.5 雷电流注入变电站接地网时接地网的电位暂态分布
雷直击变电站内避雷针或金属构架，或者变电站近区落雷，雷电波沿避雷线入侵而在出线构架上进入主接地网时，接地网的局部暂态电位升高不应对附近的设备或二次电缆的绝缘或正常运行造成影响。
由于变电站接地网感性分量的存在，在雷击暂态过程中，雷电流沿接地网的散流呈现局部特征，接地网导体和地表电位分布极不均匀，一般地，雷击点附近电位异常升高，电位差非常大，对雷击散流点（变电站避雷针或出线构架）附近的二次设备或电缆带来严重的骚扰，设计时，电缆沟的设计布置应适当远离雷击点。
接地网的接地阻抗直接影响接地网的局部散流特性，降低接地阻抗对雷电冲击电流的泄放的促进是直接的，因此，从限制雷电流注入变电站接地网时接地网的暂态电位和电位差考虑，变电站接地阻抗值不宜放的太宽，建议对于220kV和500kV变电站，接地阻抗不宜超过1Ω；对于110kV变电站，接地阻抗值可以进一步放宽，但不宜超过1.5Ω。
5 接地网设计的一般要求
5.1 掌握工程地点的地形地貌、土壤的种类和分层状况。实测或搜集站址土壤及江、河、湖泊等的水的电阻率、地质电测部门提供的地层土壤电阻率分布资料和关于土壤腐蚀性能的数据，以及地下水的资料。要充分考虑站址处较大范围土壤的不均匀程度。
5.2 根据有关建筑物的布置、结构、钢筋配置情况，确定可利用作为接地网的自然接地极。
水平接地网应利用直接埋入地中或水中的自然接地极，除利用自然接地极外，还应敷设以水平接地极为主的人工接地网。若为降阻目的，经评估后需要采用外扩水平接地网，应用不少于两根导体在不同地点与外扩接地装置相连接。
变电站接地网应与110kV及以上架空线路的避雷线（包括OPGW光纤地线）直接相连，且有便于分开的连接点。
接地网应与避雷线或避雷针接地装置相连接，连接线埋在地中的长度不应小于15m。5.3 接地网的埋设深度不宜小于0.8m。
5.4 水平网可采用圆钢、扁钢、铜绞线或镀铜钢绞线，垂直接地极可采用角钢、钢管或镀铜钢棒等。接地网采用钢材时，其按机械强度要求的最小尺寸应符合GB50065-2011中表4.3.4-1所列规格。接地网采用铜或镀铜钢材时，其按机械强度要求的最小尺寸应符合
GB50065-2011中表4.3.4-2所列规格。
5.5 确定接地网的型式和布置时，应考虑接地网的均压，以降低接触电位差和跨步电位差，且应符合式（2）~（5）的要求。
5.6 接地网的外缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形，圆弧的半径不宜小于均压带间距的一半。接地网内应敷设水平均压带，接地网均压带可采用等间距或不等间距布置。
5.7 接地网边缘经常有人出入的走道处，应铺设沥青路面或在地下装设两条与接地网相连的均压带。在现场有操作需要的设备处应铺设沥青、绝缘水泥或鹅卵石。
5.8 根据当前和远景年最大运行方式下一次系统电气接线、母线连接的出线线路状况、故障时系统的电抗与电阻比值等，确定设计水平年在非对称接地故障情况下最大的不对称电流有效值。
5.9 采用辅助设计工具（如接地分析软件CDEGS），计算地线分流和经接地网的最大入地电流。
5.10 根据站址土壤结构和其电阻率以及要求的接地网的接地电阻值，初步拟定接地网的尺寸及结构。采用辅助设计工具计算获得接地网的接地电阻值和地电位升高。将其与要求的限值比较，并通过修正接地网设计来满足要求。
5.11 发生接地故障后地电位升高超过2000V时，接地网及有关电气装置应符合以下要求：
（1）当仅向站内低压电气装置供电的10/0.4kV站用变压器的低压电源中性点的接地与站用变压器保护接地共用时，低压接地系统应采用（含建筑物钢筋的）总等电位联结接地系统，以确保人身的安全。
（2）采用铜带（绞线）与二次电缆屏蔽层并联敷设。铜带（绞线）至少应在两端就近与接地网连接（当接地网为钢材时，尚应注意铜、钢连接的腐蚀问题），铜带（绞线）较长时，应多点与接地网连接。二次电缆屏蔽层两端就近与铜带（绞线）连接。铜带（绞线）的截面应满足热稳定的要求。
（3）为防止转移电位引起的危害，对可能将接地网的高电位引向厂、站外或将低电位引向厂、站内的设备，应采取隔离措施。（a）10/0.4kV站用变压器向变电站外低压电气装置供电时，其0.4kV侧的短时（1min）交流耐受电压应比变电站接地网地电位升高超出30%。向变电站外供电用低压线路采用架空线，其电源中性点不在厂、站内接地，改在厂、站外适当的地方接地。（b）对外的非光纤通信设备加隔离变压器。（c）通向变电站外的管道采用绝缘段。（d）铁路轨道分别在两处加绝缘鱼尾板等。
（4）设计接地网时，应验算接触电位差和跨步电位差，并通过实测加以验证。
5.12 通过辅助设计工具计算获得地表面的接触电位差和跨步电位差分布。将最大接触电位差和最大跨步电位差与要求的限值加以比较。如不满足要求，则应采取降低措施或采取提高允许值的措施予以解决，并通过辅助设计工具计算核实。
5.13 通过热稳定校验，确定接地导体（线）和接地极的材质和相应的截面，应计及设计使用年限内土壤对其的腐蚀，以满足接地工程的寿命要求。
5.14 接地网的防腐蚀设计应符合GB50065-2011第4.3.6条的要求。
5.15 变电站电气装置中电气设备接地导体（线）的连接应符合GB50065-2011第4.3.7条第6款的要求。
5.16 在高土壤电阻率地区，推荐采取下列降低接地电阻的措施：（1）当地下较深处的土壤电阻率较低时，可采用深井式、深钻式接地极或采用深井爆破接地技术；（2）填充电阻率较低的物质或降阻剂，但应确保填充材料不会加速接地极的腐蚀；（3）不建议采用外扩水平接地网，外引自然接地极或接地装置。
6 接地网的设计流程
6.1 基本流程
为了更为准确地提高设计精度，减少设计与现场阶段实测的误差，在确保接地网安全性的前提下，充分体现接地网建设的经济性，本技术规范给出变电站接地网的设计和结合辅助设计工具的校核基本流程如图1所示，分为站址分层视在土壤电阻率实测、初步设计、理论校核、完善设计等几个基本步骤。
通过结合接地网辅助设计工具充分考虑了土壤结构参数、故障电流分布、接地网型式、安全性和经济性分析等方面的因素，为接地系统的设计提供帮助，从而可以根据电网参数和
变电站站址的实际情况，因地制宜，达到高质量和高安全性接地网设计的目的，同时最大幅度地降低施工成本。
图1 接地网设计基本流程
6.2 变电站站址土壤分层结构分析和土壤结构参数的计算
6.2.1 现场视在土壤电阻率的测量可采用土壤试样分析法和四极法，最常用温纳四极法，按照DL/T 475-2006第8.1条～第8.3条的规定进行。
6.2.2 采用温纳四极法实测得到站址多组不同电极间距的视在土壤电阻率基础数据，最长测试电极间距应与接地网尺寸（最大对角线长度）相当，对于110kV变电站，电极间距要求达到150m～200m，220kV变电站应达到250m～300m，500kV变电站则通常为400m～600m。对于站内的浅层和表层土壤，应在不同场地进行十字交叉的多组测量。
6.2.3 现场实测一般分为长距测量（反映深层土壤状况，可选变电站外不远的道路）、中距（反映中层土壤状况，可选进站道路）和短距（反映表层或浅层，可在站址进行），具体测量方案根据现场条件确定。
6.2.4 长距和中距测量时，应避免与金属管道平行。
6.2.5 长距测量时，建议采用交变直流电源（如SYSCAL型土壤分析仪）进行测量，以避免电压线和电流线互感的影响。
6.2.6 实测得到站址长距、中距和短距的一组不同电极间距的视在土壤电阻率基础数据，通过专业接地分析软件（如CDEGS，下同）进行土壤分层结构数值分析，得到土壤电阻率随测量极间距变化的曲线，进而反演得到站址多层土壤结构模型。
6.2.7 根据变电站现场实际地质情况，在进行土壤分层结构分析时，可采用水平分层、垂直分层、任意分块进行模拟。
6.3 初步设计
6.3.1 对于具体的站址条件，根据征地红线，确定主接地网的范围。
6.3.2 基于典型设计，按照第5.2～第5.7条的要求，给出主接地网的初步设计，其中接地网导体热稳定校验在考虑腐蚀因素（站址土壤腐蚀等级和设计运行年限）后，满足式（7）的要求，水平接地网和垂直接地极的布置满足均压的要求。
6.3.3 采用专业接地分析软件的绘图工具，输入主接地网的初步设计的拓扑结构（需要对接地导体进行适当的等效性处理），基于站址多层土壤结构模型，计算接地阻抗值。
6.4 变电站内故障时入地电流分布的计算
6.4.1 确定入地短路电流水平。原则上，应考虑最为典型的单相接地故障情形，选择变电站远景最大运行方式下，站内不同电压等级设备场区发生接地故障时，接地短路电流最大值，一般由设计单位提供。
6.4.2 根据设计单位提供的架空出线、杆塔以及电缆等参数，采用专业接地分析软件，在分流计算模块中进行对应的输入，计算架空地线和电缆外护套对短路电流的分流系数，考虑接地运行的变压器中性点环流的情况下，计算实际经接地网散流的入地故障电流，取短路电流水平最高的设备场区的入地故障电流值作为计算依据。
6.5 基于专业接地分析软件的接地网特性参数的计算
6.5.1采用专业接地分析软件，基于主接地网的拓扑结构、站址多层土壤结构模型和计算的地网入地短路电流值，计算变电站发生单相接地短路故障时，接地网的工频电位升高、场区最大电位差、跨步电压和接触电压等特性参数的分布。
6.5.2 为求得上述接地网特性参数的最大值，取计算的地网入地短路电流最大值，短路点取出现该最大值所在的设备场区，在该场区均匀选择数个考察点进行计算，尤其在该场区的边缘选择，以便得到跨步电压和接触电压的最大值。
6.5.3 为严格起见，变电站设备场区的压差（电位差）考虑单相接地短路点与接地网边缘的最大电位差。
6.5.4 跨步电压的观测面应包括整个接地网（包括外延水平网和射线、斜井等）的范围，及变电站红线和外扩接地网一定距离（3m~5m）的外侧。
6.5.5 接触电压的观测面选择距离变电站围墙边一定距离（3m~5m）的实际设备场区。
6.6 接地网场区跨步电压和接触电压安全限值的计算
6.6.1 对于变电站户外非水泥地面，在变电站内预留场地测量表层土壤电阻率，作为人脚站立处地表层的电阻率ρs 。对于水泥地面，参照DL/T 621-1997给出的土壤和水电阻率参考值（附录F ），混凝土置于干土中，电阻率为500~1300Ω·m ，在干燥的大气中，可达到12000~18000Ω·m ，对于水泥路面，保守起见，表面土壤电阻率ρs 可取5000Ω·m 。
6.6.2 接地短路（故障）电流持续时间取为0.35s （500kV 变电站或变电站的500kV 设备场区）和0.6s ～0.7s （220kV 、110kV 变电站或变电站的220kV 、110kV 设备场区）。
6.6.3 按照式（2）或（4）计算得到跨步电压安全限值。
6.6.4 按照式（3）或（5）计算得到接触电压安全限值。
7 接地网特性参数的安全性校核
7.1 10kV 金属氧化物避雷器对地网电位升高的耐受校核
变电站一次设备的绝缘水平和绝缘裕度普遍很高，足以耐受故障时地网电位升高，10kV 及以下避雷器是其中过电压耐受能力最薄弱的设备，地网导体电位升高过高有可能引起避雷器动作甚至动作后不能承受被赋予的能量（超过避雷器通流能力）而发生爆炸，对一次设备影响主要考核变电站发生单相接地故障时，在最严重的情况下，地网导体电位升高导致10kV 及以下电压等级的无间隙氧化锌避雷器两端非周期分量电位差，是否超过其短时过电压耐受能力，是否存在可能导致避雷器发生热崩溃而爆炸的风险。
避雷器不动作要求的接地阻抗值Z w 按式（7）计算
I U U Z xge
gf w 8.1-≤ （7）
式中，U gf –10kV 及以下避雷器工频放电电压下限值（kV ），对于10kV 避雷器，取26kV ；U xge –避雷器所在的系统标称相电压（kV ），对于10kV 避雷器，取10/3kV ；I -计算用的入地短路电流（kA ）。无间隙金属氧化物避雷器按照10kV 系统标称电压的90%选取。
以典型的10kV 无间隙金属氧化物避雷器为例，额定电压16.5kV ，电阻片通流容量为2ms 、200A 方波不少于18次，取接地短路电流持续0.5s 时避雷器短时耐受系数为1.1，避雷器所能承受的短时过电压为16.5×2×1.1 = 25.664 （kV ）。
校核时应考虑变电站发生单相接地故障时，地网导体电位与避雷器相电压相位相反的最恶劣情形，通过接地软件计算出的避雷器接地端处的地网工频电位升高稳态值为U w ；考虑地网电位升高非周期分量叠加在交流分量上引起的地电位升高冲击峰值U i =U w × D e （其中D e 为冲击系数，取2.55），避雷器相和地两端承受的短时过电压U max =U i + 10/3，将U max 值与10kV 避雷器的短时过电压耐受能力比较，以校核变电站发生单相接地故障时，在最严重的情况下，地网导体电位升高是否存在可能导致避雷器发生热崩溃而爆炸的风险。
7.2 二次设备和二次系统对地网电位升高和网内电位差的耐受校核
二次设备和二次系统的绝缘和运行对地网电位升高和网内电位差的要求相对复杂，考虑二次电缆及二次设备的绝缘耐受时，地网电位升高宜低于2000V ，最高不应超过5000V ；最大网内电位差宜低于1000V 。
7.3 外引电力电缆外护套对地网电位升高耐受校核
由于运行要求，除了10kV 及以下电力电缆外护套两端（包括电缆分接箱）直接接地外，为减少感应电压和环流，110kV 及以上电力电缆（包括部分35kV 电力电缆）外护套通常非
两端接地，包括电缆交叉互联的情形，采用一端接地，另一端通过电缆护层保护器（实际上是金属氧化物非线性电阻片）接地，典型10kV电缆护层保护器额定电压通常有2800V和4000V两个等级，如果变电站发生接地故障短路时，地网电位升高水平超过额定电压，可能超过电缆护层保护器的耐受，给其正常运行带来威胁，需要通过限制地网电位升高水平予以防范。
为校核电缆外护套保护器的耐受，考虑变电站设备场区发生单相短路故障时，通过计算主接地网电位升高，以及电缆终端（可取电缆第一个交叉互联处）的地表电位升高水平，得到电缆两端（电缆末端取电缆第一个交叉互联处）的地电位差。若主接地网地电位升高与电缆末端地电位之差大于保护器的额定电压有效值，则存在保护器损坏的风险。保护器是否损坏，除了取决于两端电位差外，还取决于承受电位差的时间（即短路持续时间），考虑后备保护动作的不利情形，此时短路持续时间可取0.7s，一般来说，氧化锌电阻片热崩溃时间在数秒以内。尽管如此，考虑最不利情况，当接地网电位升高水平较高时，需要防范电缆外护套保护器损坏的风险，通过降阻方式，限制接地故障时主地网电位升高水平。
7.4 跨步电压校核
按照整个接地网（包括外延水平网和射线、斜井等）的范围跨步电压计算的最大值，重点关注接地网边缘、大门、围墙边的区域，比对计算得到跨步电压安全限值，整个评价接地网场区的跨步电压是否满足人员安全要求，以及哪部分区域的跨步电压水平偏高，需要采取完善化设计措施。对于偏高的区域，考虑下雨或地面潮湿情形下的跨步电压校核。
7.5 接触电压校核
按照距离变电站围墙边一定距离（3m~5m）的实际设备场区接触电压计算的最大值，重点关注靠近变电站围墙的出线侧设备、经常操作的设备、主变的高压侧场区等，比对计算得到接触电压安全限值，考核接触电压是否满足人员安全要求，以及哪部分区域的接触电压水平偏高，需要采取完善化设计措施。对于偏高的区域，考虑下雨或地面潮湿情形下的接触电压校核。
8 接地网设计及评价步骤
8.1 采用专业接地分析软件，按第6.3.3确定接地网初步设计后的接地阻抗值。
8.2 按照第6.5.1条，采用专业接地分析软件，对于初步设计的接地网，在变电站远景最大系统运行方式和短路电流水平下，变电站发生单相接地短路故障时，计算得到接地网的工频电位升高，不宜超过2000V，如果变电站站址土壤条件不理想，最高不应超过5000V，且必须满足10kV金属氧化物避雷器耐受校核（第7.1条）、二次设备和二次系统的耐受校核（第7.2条）和外引电力电缆外护套耐受校核（第7.3条）。
8.3 计算的变电站场区最大电位差应满足二次设备和二次系统的耐受校核（第7.2条），宜低于1000V。
8.4 在对初步设计接地网进行校核时，除了满足第8.2和第8.3条的要求外，还应兼顾接地阻抗的水平，原则上尽可能低，以确保雷直击变电站内避雷针或金属构架，或者变电站近区落雷，雷电波沿避雷线入侵而在出线构架上进入主接地网时，接地网的局部暂态电位升高不对附近的设备或二次电缆的绝缘或正常运行造成影响。考虑到技术经济性，一般地，对于高土壤电阻率地区，220kV和500kV变电站，接地阻抗应控制在0.8Ω以内，不宜超过1Ω；110kV 变电站的接地阻抗值可以适当放宽，应控制在1.0Ω以内，不宜超过1.5Ω。
8.5 对于接地阻抗低于0.5Ω，但短路电流水平超过40kA的变电站，也要进行第8.2和8.3条的校核，不满足要求，需要降低接地阻抗设计值。
8.6 对于不满足第8.2~第8.4条参数要求的接地网，建议选择第9条推荐的降阻方式，进行降阻设计，并对降阻设计后的接地网重新按照第8.1~第8.4条进行校核，直至全部技术指标满足接地网安全运行的要求。
8.7 按照第6.5.1~第6.5.5条，采用专业接地分析软件，计算得到完成降阻设计后的变电站整个接地网场区最大跨步电压和设备场区最大接触电压的分布，考虑下雨或地面潮湿等最不利的气象条件下，如果存在超过第6.6条计算得到的跨步电压和跨步电压安全限值的局部区域，则需要对接地网进行加密和等电位等局部完善化设计。
8.8 按照相关规程和反措要求，完成引外金属水管、通信线路和电源等的隔离措施的设计，避免因场区发生单相接地短路故障时高电位外引带来的危险，如外接自来水管进入站内用一段数米长的PVC管接驳；外接通信线路在站内加装隔离变压器进行隔离；门卫和主控楼供水用PVC管敷设等。
8.9 对于站内避雷针布置的设计，应在满足变电站防雷校核前提下，尽量远离主控楼、二次电缆沟等二次系统集中的场所。避雷针应增设接地极，以便于雷电流的泄放，降低地网暂态电位。二次电缆沟和二次端子箱也宜远离变电站出线构架。
8.10 按照最终绘制的接地网设计图纸进行土建施工，按照GB 50150-2006、GB 50169-2006、GB/T17949.1-2000和DL/T 475-2006标准进行中间性（或阶段性）接地阻抗（验收）测试，如果不能满足设计要求，进行接地网变更设计，重复第8.1~第8.5条进行计算校核，直至施工后接地网接地阻抗交接验收测试结果满足要求。
8.11 绘制变电站接地网骏工图纸，按照相关标准和规定完成接地网资料移交。
9 接地网降阻方式
9.1 若通过安全性计算后，接地网的特性参数不满足安全限值要求，可采用以下方法进行接地网降阻，从而使接地网特性参数降低到安全限值以内。
9.2 考虑到日后运行维护的要求，原则上不能采取水平大面积扩网的降阻方式。
9.3 长垂直接地极及接地井。
9.3.1对于土壤条件不理想的地区以及设计时容易受到面积限值的城区，这些区域设计变电站时可以采用长垂直接地极及接地井的降阻措施。
9.3.2 采用深井式接地极要考虑屏蔽问题，深井式接地极一般应设在水平地网的边缘，深井式接地极之间的间距应达到接地极长度的2～3 倍时，才能取得较好的降阻效果。
9.3.3 现场适合于采用深井式接地极的场所较少，只有在地下有金属矿或地表土壤干燥、地下水丰富的场所才适用，而一般的地区往往都是深层土壤的土壤电阻率高于表层的土壤电阻率，不适合采用深井式接地极。
9.3.4 深井式接地极的施工费用往往大于水平接地体施工费用的几倍，就是均匀土壤采用深井式接地极也不经济。
9.4 深井爆破加压力灌注降阻剂技术。
9.4.1基于土壤置换原理（间接置换）的深孔爆破接地技术是近年来降低高土壤电阻率地区接地系统接地阻抗十分有效的方法，其主要技术核心是在深层次大范围的置换低土壤电阻率介质，形成一个内部互联同时向外延伸的立体的网状结构。
9.4.2 该方法通过爆破致裂将岩石中固有的节理裂隙贯通，适合高土壤电阻率的基岩地区土壤条件下的降阻实践，在国内取得了较为丰富的成功案例，在安全性方面也有较好的保证，宜作为降阻措施的优先选择。
9.5 电解离子接地极。
9.4.1 该方法同样采用间接置换原理，通过在土壤中泄放电解质，在土壤中形成了成片导电率良好的电解离子土壤，通过向地表纵深方向降低改善原地网外一定范围内的土壤接地电阻率，从而达到降低接地阻抗值的目的。
9.4.2 该方法最初在电信和邮电系统的小型接地装置应用，取得一定的效果，但关于其降阻效果、二次污染、腐蚀性，以及长效性存在争议，在电力系统的应用需要慎重，不推荐作为优先选择的降阻方式。
XX变电站接地网大修工程施工方案
llOkVXX变电站 接地网大修工程施工方案 批准： 审查： 编写： XXXXXX电力建设有限公司
2012年7月
一.编制依据 (2) 二工程概况 (2) 三、施工流程图 五、施工组织安排 六. 主要施工方法 1.施工准备 (8) 2?施工方法 (9) 七、 ............................................. 质量控制 10 1?质量控制目标及要求 (10) 2.质量检查 (10) 八、 ......................................... 安全文明施工 11 九、 ...................... 接地工程施工危险点分析及预控措施 12 十.施工监督验收 (13)
一、编制依据 1、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169—2006) 2、《交流电气装置接地》(DL/T621-1977) 3、H OkVXX变电站接地网大修工程《设计方案》 4、《电力建设安全工作规程》(SDJ63-2002) 二、工程概况 工程名称：llOkVXX变电站接地网大修 工程地点：llOkVXX变电站 工程内容：对110RVXX变接地网大修工程进行施工，地网阻值现为0.7欧，对地网电阻进行降阻施工，施工结束后接地电阻值应满足小于0.5欧的要求。 HOkVXX变电站位于XXX县城内，于1998年建成投运，设110kV/35kV/10kV电压等级,llOkV为户外常规布置，35kV/10kV为户内开关柜布置，主控楼与10kV配电装置楼为一栋建筑，占地而积为66mX 77m。 XX变站址土壤表层为耕作土，下层为沙土，水分含量一般，土壤 电阻率较高，全站接地变电站采用复合接地网，以水平接地体为主，以垂直接地极为辅，接地网外沿闭合，接地网内敷设水平均压带，水平接地体深埋为0. 6mo在避雷针和装有辟雷器的地方应设集中接地装置。 水平接地体采用水平接地体采用40x6〃林彳热镀锌扁钢，垂直接地
变电站接地网优化设计
编号：SM-ZD-35401 变电站接地网优化设计Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改
变电站接地网优化设计 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 摘要：接地网等间距布置存在地电位分布不均匀的问题。在建220 kV 新塘变电站采用了不等间距布置，即从地网边缘到中心，均压导体间距按负指数规律增加。运用GPC 接地参数计算程序对两种方法进行分析和计算，结果表明接地网优化设计能显著地改善导体的泄漏电流密度分布，使土壤表面的电位分布均匀，提高安全水平，节省钢材和施工费用。 关键词：变电站接地网设计 随着电力系统容量的不断增加，流经地网的入地短路电流也愈来愈大，因此要确保人身和设备的安全，维护系统的可靠运行，不仅要强调降低接地电阻，还要考虑地网上表面的电位分布。在以往接地设计中，接地网的均压导体都按3 m ，5 m ，7 m
，10 m 等间距布置，由于端部和邻近效应，地网的边角处泄漏电流远大于中心处，使地电位分布很不均匀，边角网孔电势大大高于中心网孔电势，而且这种差值随地网面积和网孔数的增加而加大。本文结合在建工程220 kV 新塘变电站的接地网设计，阐释了接地网不等间距布置的方法及其合理性。 1 接地网优化设计的合理性 1.1 改善导体的泄漏电流密度分布 面积为190 m ×170 m 的新塘变电站接地网，在导体根数相同的情况下，分别按10 m 等间距布置和平均10 m 不等间距布置。沿平行导体①、②、③、④、⑤的泄漏电流密度分布曲线。从此可见，不等间距布置的接地网，边上导体①的泄漏电流密度较等间距布置的接地网平均低15%左右；对于导体②的泄漏电流密度，这两种布置的接地网几乎相等(仅相差0.3%)；对于中部导体③、④、⑤，不等间距
接地网对变电站安全运行的影响正式版
Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 接地网对变电站安全运行 的影响正式版
接地网对变电站安全运行的影响正式 版 下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 0引言 接地网作为变电站交直流设备接地及防雷保护接地，对系统的安全运行起着重要的作用。变电站接地包含工作接地、保护接地、雷电保护接地。工作接地即在电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地；保护接地即为电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏使其有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地；雷电保护接地则是为雷电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。所以变电站接地系统的合理与
否是直接关系到人身和设备安全的重要问题。 1接地网设计 接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其它形式的雷，都将通过接地装置导入大地。因此，没有合理而良好的接地装置，就不能有效地防雷。 1.1变电站的接地网上连接着全站高低压电气设备的接地、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地，以及变电站维护检修时的一些临时接地。如果接地电阻较大，在发生电力系统接地故障或其他大电流入地时，可能造成地电位异常升高；如果接地网的网格设计不合理，则可能造成接地系统电位分
XX变电站接地网大修工程施工方案
110kVXX变电站 接地网大修工程施工方案 批准: 审查: 编写: XXXXXX电力建设有限公司 2012年7月
目录 一、编制依据1 二、工程概况2 三、接地网施工流程图3 四、施工总体要求3 五、施工组织安排4 六、主要施工方法5 1．施工准备 (5) 2．施工方法 (6) 七、质量控制10 1．质量控制目标及要求 (10) 2．质量检查 (10) 八、安全文明施工11 九、接地工程施工危险点分析及预控措施12 一、编制依据 1、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169—2006)
2、《交流电气装置接地》（DL/T621-1977） 3、110kVXX 变电站接地网大修工程《设计方案》 4、《电力建设安全工作规程》（SDJ63-2002) 二、工程概况 工程名称：110kVXX 变电站接地网大修 工程地点：110kVXX 变电站 工程内容：对110kVXX 变接地网大修工程进行施工，地网阻值现为0.7欧，对地网电阻进行降阻施工，施工结束后接地电阻值应满足小于0.5欧的要求。 110kVXX 变电站位于XXX 县城内，于1998年建成投运，设110kV/35kV/10kV 电压等级,110kV 为户外常规布置，35kV/10kV 为户内开关柜布置，主控楼与10kV 配电装置楼为一栋建筑，占地面积为66m ×77m 。 XX 变站址土壤表层为耕作土，下层为沙土，水分含量一般，土壤电阻率较高，全站接地变电站采用复合接地网，以水平接地体为主，以垂直接地极为辅，接地网外沿闭合，接地网内敷设水平均压带，水平接地体深埋为0.6m 。在避雷针和装有辟雷器的地方应设集中接地装置。水平接地体采用水平接地体采用2 406mm ?热镀锌扁钢，垂直接地体采用2 50505mm ??热镀锌角钢。 计划施工时间:计划2012年07月13日开工，于2012年08月13日竣工。
变电站接地设计及防雷技术实用版
YF-ED-J6717 可按资料类型定义编号 变电站接地设计及防雷技 术实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
变电站接地设计及防雷技术实用 版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 引言 变电站接地系统的合理与否是直接关系到 人身和设备安全的重要问题。随着电力系统规 模的不断扩大，接地系统的设计越来越复杂。 变电站接地包含工作接地、保护接地、雷电保 护接地。工作接地即为电力系统电气装置中， 为运行需要所设的接地；保护接地即为电气装 置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔 等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及 人身和设备的安全而设的接地；雷电保护接地
即为为雷电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。变电站接地网安全除了对接地阻抗有要求外，还对地网的结构、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、转移电位危害等提出了较高的要求。 1 变电站接地设计的必要性 接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其它形式的雷，都将通过接地装置导入大地。因此，没有合理而良好的接地装置，就不能有效地防雷。从避雷的角度讲，把接闪器与大地做良好的电气连接的装置称为接地装置。接地装置的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放到大地，使其与大地的异种电荷中和。 变电站的接地网上连接着全站的高低压电
变电站接地设计及防雷技术正式样本
文件编号：TP-AR-L6587 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 变电站接地设计及防雷 技术正式样本
变电站接地设计及防雷技术正式样 本 使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 引言 变电站接地系统的合理与否是直接关系到人身和 设备安全的重要问题。随着电力系统规模的不断扩 大，接地系统的设计越来越复杂。变电站接地包含工 作接地、保护接地、雷电保护接地。工作接地即为电 力系统电气装置中，为运行需要所设的接地；保护接 地即为电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路 杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人 身和设备的安全而设的接地；雷电保护接地即为为雷 电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。变电站接
地网安全除了对接地阻抗有要求外，还对地网的结构、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、转移电位危害等提出了较高的要求。 1 变电站接地设计的必要性 接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其它形式的雷，都将通过接地装置导入大地。因此，没有合理而良好的接地装置，就不能有效地防雷。从避雷的角度讲，把接闪器与大地做良好的电气连接的装置称为接地装置。接地装置的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放到大地，使其与大地的异种电荷中和。 变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地，以及变电站维护检修时的一些临时接地。如果接地电阻较大，在发生电力
变电站主接地网施工工艺流程及操作要点
变电站主接地网施工工艺流程及操作要点 变电站防雷接地是为防止电气设备意外带电造成电网、设备、人身事故的基本措施。本文从施工实际角度简述主接地网施工工艺流程及操作要点，力求能促进工程施工技术水平的提高，保证防雷接地工程的施工质量。从而确保接地装置安全运行，将对保障变电站运行安全有着十分重要的意义。 1、施工工艺流程
2、施工工艺流程及操作要点 2.1前期准备工作 2.1.1施工技术资料的准备 开工前首先应组织有关人员熟悉施工图及有关设计文件，了解设计意图，并按照设计要求做好接地施工方案、作业指导书编制等技术准备工作，并进行技术交底工作。其次根据经会审后的设计施工图编制材料清册，并校对材料规格和数量。 2.1.2施工材料的准备及材料质量保证措施 施工材料到达现场后，应对材料的规格、数量及外观质量进行检查。同时将材料厂家的产品合格证、质保书及厂家资质证明等相关文件报监理项目部审核，业主确认后方可进场使用。严禁不合格材料进入施工程序。 2.1.3施工前应配置最基本的施工人员和配备足够完好的施工机具 表1 主要施工机具的配置表 表2 主接地网施工施工人员配置表
2.1.4施工现场准备 根据业主指定的区域，首先设置接地材料加工棚、生活临时设施等。其次根据施工图纸和现场实际情况在预施工区域设置安全围栏，并悬挂安全标示牌等安全防护措施。 2.2接地沟开挖 2.2.1根据主接地网设计图纸要求，对对接地体（网）的敷设位置、网格大小进行放线。 2.2.2按照设计或规范要求的接地敷设深度进行接地沟开挖，深度按照设计或规范要求的最高标准为 准，超挖50-100mm左右。宽度为一般为500-1000mm，沟壁需放坡处理，底部如有石块应清除。 开挖完成的接地沟 2.2.3接地沟宜按场地或分区域进行开挖，充分利用土建开挖，减少重复工作，同时应及时恢复各类 安全防护措施，确保安全文明施工。 进行接地沟深度深测量 2.3垂直接地体安装 2.3.1按照设计或规范长度进行进行采购垂直接地体。 2.3.2垂直接地极采用人力锤击方式的安装，为避免垂直接地体施工时顶部敲击部位的损伤，在垂直 接地体顶部进行保护(如加自制钢管金属保护帽)。碰到强风化石时采用机械成孔安装。 2.3.3按设计图纸的位置安装垂直接地体。 2.3.4垂直接地体的埋入深度、间距必须满足设计要求。 2.3.5接地体安装结束后，顶部敲击部位应进行防腐处理。
变电站接地电阻值浅谈
0 引言 变电站接地系统的合理与否是直接关系到人身和设备安全的重要问题。随着电力系统规模的不断扩大，接地系统的设计越来越复杂。变电站接地包含工作接地、保护接地、雷电保护接地。工作接地即为电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地；保护接地即为电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地；雷电保护接地即为为雷电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。变电站接地网安全除了对接地阻抗有要求外，还对地网的结构、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、转移电位危害等提出了较高的要求。 1 变电站接地设计的必要性 接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其它形式的雷，都将通过接地装置导入大地。因此，没有合理而良好的接地装置，就不能有效地防雷。从避雷的角度讲，把接闪器与大地做良好的电气连接的装置称为接地装置。接地装置的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放到大地，使其与大地的异种电荷中和。 变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地，以及变电站维护检修时的一些临时接地。如果接地电阻较大，在发生电力系统接地故障或其他大电流入地时，可能造成地电位异常升高；如果接地网的网格设计不合理，则可能造成接地系统电位分布不均，局部电位超过规定的安全值，这会给出运行人员的安全带来威胁，还可能因
反击对低压或二次设备以及电缆绝缘造成损坏，使高压窜入控制保护系统、变电站监控和保护设备会发生误动、拒动，酿成事故，甚至是扩大事故，由此带来巨大的经济损失和社会影响。 2 变电站接地设计原则 由于变电站各级电压母线接地故障电流越来越大，在接地设计中要满足R≤2000/I是非常困难的。现行标准与原接地规程有一个很明显的区别是对接地电阻值不再规定要达到0.5Ω，而是允许放宽到5Ω，但这不是说一般情况下，接地电阻都可以采用5Ω，接地电阻放宽是有附加条件的，即：防止转移电位引起的危害，应采取各种隔离措施；考虑短路电流非周期分量的影响，当接地网电位升高时，3～10kV避雷器不应动作或动作后不应损坏，应采取均压措施，并验算接触电位差和跨步电位差是否满足要求，施工后还应进行测量和绘制电位分布曲线。变电站接地网设计时应遵循以下原则： 2.1 尽量采用建筑物地基的钢筋和自然金属接地物统一连接地来作为接地网； 2.2 尽量以自然接地物为基础，辅以人工接地体补充，外形尽可能采用闭合环形； 2.3 应采用统一接地网，用一点接地的方式接地。 3 变电站接地电阻的构成及降阻措施 3.1 接地引线电阻，是指由接地体至设备接地母线间引线本身的电阻，其阻值与引线的几何尺寸和材质有关。 3.2 接地体本身的电阻，其电阻也与接地体的几何尺寸和材质有关。
变电所的防雷保护与接地装置的设计知识讲解
精品文档 第9章变电所的防雷保护与接地装置的设计 第10章变电所的防雷保护与公共接地装置的设计 10.1变电所的防雷保护 由设计任务书中气象资料得知，化纤工厂所在地区的年雷暴雨日数为20天。虽然发生雷暴的几率不属于高频地区，但是雷电过电压产生的雷电冲击波对供电系统的危害极大，因此必须对雷电过电压加以防护。 10.1.1 直击雷防护 根据GB50057-1994有关规定，在总降压变电所和车间变电所川(其所供负荷为核心负荷，且靠近办公区和生活区，考虑防雷保护)屋顶可装设避雷带，避雷带采用直径8mm勺圆钢敷设，并经两根引下线(直径8mm与变电所公共接地装置相连，引下线应沿建筑物外墙敷设。 10.1.2雷电波入侵的防护 1.35kV 架空线路上，在距总降压变电所1km的范围内，可架设避雷线。 2. 在35kV电源进线的终端杆上装设FZ-35型阀式避雷器。其引下线采用 25mm< 4mm镀锌扁钢，下边与公共接地装置焊接相连，上面与避雷器接地 端螺栓相连。 3. 在35kV总降压变电所主变压器的高压侧，装设JYN1-35-102型高压开关 柜，其中配有FZ-35型避雷器，靠近主变压器配置，其用来防护雷电波入侵 对主变压器造成的危害。 4. 在10kV车间变电所的高压配电室的母线上，装设GG-1A(F)-54型高压开关 柜，其中配有FS-10型避雷器，靠近主变压器配置，其用来防护雷电波入侵 对主变压器造成的危害。 10.2变电所公共接地装置的设计 10.2.1. 接地电阻的要求 根据GB50057-1994规定，对于1kV以上的小接地电流系统，公共接地装置 的接地电阻应满足以下条件： R E250且R E 10 I E 式中I E的计算可根据下列经验公式计算： U N(l oh 35〔cab ) I E 350 式中，U N为电网的额定电压，单位kV; l oh为与U N侧有电联系的架空线路 长度，单位为km；l cab为与U N侧有电联系的电缆线路长度，单位为km。 1. 总降压变电所公共接地装置的接地电阻计算：
变电站接地网降阻方法及应用浅析
变电站接地网降阻方法及应用浅析 摘要：变电站接地网是维护变电站运行可靠安全，保障人员和设备安全的重要 措施，随着电力系统的发展，接地短路电流越来越大，随着集约型GIS变电站的 日益普及，占地面积小了，接地网的可用面积也小了，对接地装置可靠性提出了 更高的要求。本文浅析某220千伏变电站土壤电阻率高，通过多方案论证比较， 因地制宜，采取了外引接地网+降阻剂的措施，达到降阻目的，确保该站接地电 网满足安全运行要求。 关键词：变电站；外引；接地网；效用 在电力系统中，接地网作为变电所交直流设备接地及防雷保护接地，对系统 的安全运行起着重要的作用。根据变电站防雷设计的整体性、结构性、层次性、 目的性，及整个变电站的周围环境、地理位置、土质条件以及设备性能和用途， 采取相应雷电防护措施，保证变电站设备的安全稳定运行。 1变电站接地网电阻偏高原因分析 1.1土壤电阻率偏高 干旱地区、沙石土层等相当干燥，而大地导电基本是靠离子导电，干燥的土 壤电阻率偏高，对系统接地电阻影响较大。 1.2 设计误差 有的在设计接地时，根据地质资料查找设计手册所对应的土壤电阻率，而未 通过实地测量或者测量值不准确。特别是测量值不准确，一般是由于设计人员在 现场采用四极法测量原土层的土壤电阻率而产生的。这种方法虽然符合设计规范 要求，比较科学而且准确的，但是四极法是属于在场地中抽样测量，在接地网埋 设处地质经常出现断层，地电阻率是不均匀的，例如山坡地形往往还需要在不同 的方位、不同的方向进行测量，找出沿横向、纵向和不同深层的土壤电阻率。 1.3 施工不细致 对于不同地区变电站的接地来说，不仅精心设计重要，严格施工更重要。因 为对于地形复杂，特别是位于岩石区的变电站，接地网水平接地沟槽的开挖和垂 直接地极的打入都十分困难。而接地工程又属于隐蔽工程，施工过程中出现下列 问题都会导致地网阻偏高。 (1) 没有在原土层上施工，而是回填了一部分回填土后再施工。 (2) 下层地网引出至上层地网的连接点没有全部引出，或者是引出后没有作好 标记，导致下层地网没有与上层地网有效连接，失去下层地网应有的作用。 (3) 回填使用了部分建筑垃圾、大块的沙石等材料。没有用细土回填，分层进 行夯实。 (4) 接地网在土建施工过程中遭遇比较严重的破坏，导致全站接地网各处的接 地电阻值测量值有巨大的差异。 1.4 运行过程中产生变化 有些接地装置在建成初期是合格的，但经一定的运行周期后，因下列问题， 导致接地电阻变大。 （1）由于接地体的腐蚀，使接地体与周围土壤的接触电阻变大，特别是在山区酸性土壤中，接地体的腐蚀速度相当快，会造成一部分接地体脱离接地装置。 （2）在接地引下线与接地装置的连接部分，因锈蚀而使电阻变大或形成开路。 （3）接地引下线、接地极受外力破坏而损坏等。 2降低接地网电阻的主要措施
变电站接地网优化设计
编号：AQ-JS-05799 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 变电站接地网优化设计 Optimization design of substation grounding grid
变电站接地网优化设计 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科 学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 摘要：接地网等间距布置存在地电位分布不均匀的问题。在建220kV新塘变电站采用了不等间距布置，即从地网边缘到中心，均压导体间距按负指数规律增加。运用GPC接地参数计算程序对两种方法进行分析和计算，结果表明接地网优化设计能显著地改善导体的泄漏电流密度分布，使土壤表面的电位分布均匀，提高安全水平，节省钢材和施工费用。 关键词：变电站接地网设计 随着电力系统容量的不断增加，流经地网的入地短路电流也愈来愈大，因此要确保人身和设备的安全，维护系统的可靠运行，不仅要强调降低接地电阻，还要考虑地网上表面的电位分布。在以往接地设计中，接地网的均压导体都按3m ，5m ，7m
，10m 等间距布置，由于端部和邻近效应，地网的边角处泄漏电流远大于中心处，使地电位分布很不均匀，边角网孔电势大大高于中心网孔电势，而且这种差值随地网面积和网孔数的增加而加大。本文结合在建工程220kV新塘变电站的接地网设计，阐释了接地网不等间距布置的方法及其合理性。 1接地网优化设计的合理性 1.1改善导体的泄漏电流密度分布 面积为190m ×170m 的新塘变电站接地网，在导体根数相同的情况下，分别按10m 等间距布置和平均10m 不等间距布置。沿平行导体①、②、③、④、⑤的泄漏电流密度分布曲线。从此可见，不等间距布置的接地网，边上导体①的泄漏电流密度较等间距布置的接地网平均低15%左右；对于导体②的泄漏电流密度，这两种布置的接地网几乎相等(仅相差0.3%)；对于
变电所接地设计
浅谈变电所接地设计 【摘要】本文主要针对某市变电所接地设计方面的一些基本概念进行阐述，并结合具体工程设计，提出了一些安全、可靠、切实可行的做法，以利于变电所的安全运行。 【关键词】变电所；接地电阻；短路电流 【 abstract 】 this article mainly aims at the design of city substation grounding some basic concepts is expounded, combined with a specific engineering design, and put forward some safe, reliable, practical and feasible practice, so as to facilitate the safe operation of the substation. 【 keywords 】 substation; grounding resistance; short-circuit current 中图分类号：s611文献标识码：a 文章编号： 0、引言 接地网的重要性能就是保证人员的安全及机械的正常运行，但是接地工作很容易令人忽视，因为它是一项隐蔽工程，平时不被人所关注，对它的测定仅仅凭借观察电阻测量的数据。随着电力系统电压等级的升高及容量的增加，接地不良引起的事故扩大问题屡有发生。因此,接地问题越来越受到重视。变电所地网因其在安全中的重要地位，一次性建设、维护困难等特点在工程建设中受到重视。另外，在设计及施工时也不易控制，这也是工程建设中的难点之一。因此，为保证电力系统的安全运行，如何降低接地工程造价，本文
浅析变电站接地设计因素
浅析变电站接地设计因素 发表时间：2016-10-10T15:20:54.297Z 来源：《电力设备》2016年第14期作者：刘锡华 [导读] 变电站接地系统作为变电站交、直流设备接地及防雷保护接地，对系统的安全运行起着重要作用。 惠州电力勘察设计院有限公司） 摘要：目前大多数变电站设计工程师在进行变电站接地网设计时，都会有一个误区：普遍认为110kV及以上变电站，全站接地电阻值小于0.5欧姆时即认为合格，电阻值大于0.5欧则认为不合格，就不管短路电流的大小，也不需论证跨步电压和接触电势是否满足设计要求值。接地体的选择更是根据经验选取，没有进行上导体的动、热稳定的较验。正确的设计方法是要结合实际，通过科学计算、详细分析、合理评价经济性，得出合理的设计方案。 关键词：变电站；接地网；接地电阻；入地短路电流；跨步电压；接触电势 引言：变电站接地系统作为变电站交、直流设备接地及防雷保护接地，对系统的安全运行起着重要作用；由于变电站接地网较为隐蔽性，容易被人忽视，往往只注意最后接地电阻的测量结果；接地网的敷设存在与构筑物或建筑物基础交叉情况，增加了变电站运行中对其进行改造或更换的困难性，所以变电站接地网一经敷设，将很难对其加以改造，因此在变电站接地设计中如何降低接地电阻，优化电站接地系统的设计，从而保证变电站安全稳定运行，值得深入细致分析及解决。 1、接地设计方案考虑因素 第一步：站址现状分析。 充分结合所考虑站址气象环境条件、站址条件，气象环境条件直接影响季节系数Ψ值的选取。土壤电阻率ρ是决定接地网的关键参数，选择变电所所址时，要考虑所在地的土质情况，勘测专业在进行场地勘测中应列出接地网处的土壤分层情况和每层的土壤电阻率ρ，不能仅取表层土壤的电阻率ρ。需对站址土壤电阻率进行多层分析，决定接地网的布置形式及设计方案。 第二步：入地短路电流的计算。 入地故障电流的计算是变电站接地系统设计的基础，直接与变电站安全性能有关，这是由于入地电流将产生最严重的地电位升、跨步电压和接触电势。 系统中发生接地短路分为站内接地故障和站外接地故障。故障短路电流可分为两部分：一部分是经架空线路的避雷线（地线）回流至电源；另一部分是经变电站接地网和大地回流至电源。前者为架空地线的分流电流，后者既是入地短路电流。故障时线路将对入地电流起到分流的作用，设计接地时应当考虑变电站短路电流的分流系数，即真正通过变电站接地网入地的电流与短路电流的比，变电站的短路电流分流系数与变电站的接地电阻关系很大，变电站的接地电阻越小，其短路电流分流系数却越大，即其入地电流越多。 其中入地短路电流计算公式为： Ig = （Imax - In）Sfl （1） Ig = InSf2 （2） 需补充的是：接地计算中，对接地故障电流中的对称分量电流引入校正系数，以考虑短路电流的过冲效应。衰减系数 Df 为接地故障不对称电流有效值 IF 与接地故障对称电流有效值 If 的比值。计算公式为： Ig = （Imax - In）Sfl Df （3） Ig = InSf2 Df（4） Df———衰减系数 接地短路(故障)电流的持续时间根据《交流电气装置的接地设计规范》GB50065-2011中的相关规定，发电厂和变电站的继电保护装置配置有2 套速动主保护、近接地后备保护、断路器失灵保护和自动重合闸时，te 应按下式取值： te≥tm + tf + to （5） tm———为主保护动作时间； tf———为断路器失灵保护动作时间； to———为断路器开断时间。 配有1 套速动主保护、近或远（或远近结合的）后备保护和自动重合闸，有或无断路器失灵保护时，te 应按下式取值： te≥to + tr （6） tr———为第一级后备保护的动作时间。 一般110kV变电站配置2套主保护，切除故障电流的时间te按3-6式计算。主保护为速动保护，断路器失灵保护动作时间约为 15~20ms，断路器开断时间目前110kV及以上to为0.3s，110kV以下为0.3~0.5s。 第三步：接地系统中接地电阻值的计算及要求。 不等间距布置接地网时接地电阻值按《交流电气装置的接地设计规范》GB50065-2011中的计算公式计算： （7） 110kV变电站接地电阻值满足的要求接地电阻应满足R≤2000/Ig，当不能满足时，应满足R≤0.5Ω的要求。 根据上述规范中对于大电流接地系统接地网接地电阻要求值时，应考虑降阻措施的要求。具体降阻措施有：采用低电阻的优质回填土、外延接地网、分层敷设水平网、并入垂直接地深极、或并入垂直接地深井、斜井等，本工程建议选用接地网中并入多根垂直接地深极作为降阻措施。除此之外，对土壤电阻率非常还有可选用离子极、接地模块等物理降阻剂。 第四步：接地网接地电阻的校验。 二次设备的接地要求及地电位升校验，一般的二次电缆2s 工频耐受电压较高（≥5kV），二次设备，如综合自动化设备，其工频绝缘耐受电压为2kV、1min。从安全出发，二次系统的绝缘耐受电压可取2kV。
变电站接地网的优化设计 邱璐
变电站接地网的优化设计邱璐 发表时间：2018-01-06T20:14:14.757Z 来源：《电力设备》2017年第26期作者：邱璐 [导读] 摘要：对于变电站接地网的设计，要根据区域的地质条件，采取不同的降阻措施，以最高性价比来设计其接地网，同时应采用新技术和新材料。 （南平闽延电力勘察设计有限公司福建南平 353000） 摘要：对于变电站接地网的设计，要根据区域的地质条件，采取不同的降阻措施，以最高性价比来设计其接地网，同时应采用新技术和新材料。因此，本文对变电站接地网的优化设计进行了分析。 关键词：变电站接地系统；优化措施；地电位升；局部电位升 一、变电站接地系统设计过程中主要存在的问题 1.1接地参数目标值存在的问题 根据规定，比较大的电气系统发生接地短路故障时，包括在110kV及以上变电站的接地系统，其用于接地的电阻值R必须低于2000/I。否则就会危害到人身和设备的安全。其中I为经接变电站地网向地中散流的入地故障的电流。 但是随着现在电网容量变得很大，经变电站的接地网或者接地装置向大地中散流的短路电流I也变得越来越大，当发生短路故障时，散入地的故障电流已经到了几千安大，依据规定，用于接地的电阻的值必须要满足零点几欧姆或者以下的数值，变电站的接地电阻值R可大致计算为0.5*/S，其中 为变电站附近的土壤电阻率，S为变电站接地网的面积。即使在土壤电阻率良好的地方也难以实现，并且现在我国城乡一体化的加快，变电站的建设密度也随之加快，可以用来建设变电站接地网的土地规划的正变得越来越小，变电站的用于接地的电阻的值很难满足规定的用于接地的电阻的数值。 1.2工频接地短路时造成的地电位升高的问题 当电力系统发生工频接地短路时产生的地电位升高，是大部分变电站目前面临的比较严重的情况，它不仅会造成变电站不能正常安全的工作，还会威胁在变电站附近的人员的安全。 1.3雷电流入地时造成的局部电位升高的问题分析 当变电站遭受雷击时，变电站中用于接地的系统可能会流入很大的雷电的冲击电流，让变电站的接地网战现出复杂的暂态的特性，会引起有危险的电压会迅速升高，严重的危害着变电站的安全可靠的工作。随着电力电子技术在现代的迅猛发展，电力电子产品开始大规模地应用集成电路技术，产品的内部接线距离变得越来越小，并且产品集成度变得越来越高，这样的设计使电子元器件越来越不耐压。因此，在遭遇雷击时，引起变电站局部电位升高，局部电位升高产生的电位差很容易就能击穿或击毁室内二次系统；另外，电磁感应过电压会随着局部电位升高而产生，并且雷电冲击波或浪涌电压会在电磁感应过电压的影响下产生，这种冲击波或电压会进入到二次系统沿着与二次系统连接的电缆，影响系统运行或者损坏系统，并且产生的电磁辐射会导致电子开关或继电器不能正常工作；降低了测量仪器的效率。 二、接地工程设计实践 某220kV变电站接地网设计过程中，变电站大部分为丘陵，地质条件较差，土壤电阻率非常高，平均电阻率600Ω.m，敷设常规接地网根本无法满足系统对接地电阻的要求。针对这一实际的区域地质实况，在其接地网的设计中，从接地电阻构成的因素，采取以下几项措施，降其地网的接地电阻值，以保证使系统的接地电阻达到规范要求值。 2.1采用新型接地材料 敷设常规的人工接地极，主要采用圆钢、扁钢；垂直敷设一般采用角钢或钢管。本工程水平接地极采用铜绞线，垂直接地极采用铜覆圆钢。 2.2敷设引外接地极 因受到征地范围的限制，无法向变电站周围引外接地极，外引接地网费用高，政策处理难度大，且由于所址场地地貌属于山地，地形起伏较大，水平方向土壤电阻率存在不均压性，且变电站周围亦无较低电阻率的土壤，因此外引方案不作考虑。地下较深处的土壤电阻率较低，故采用了深钻式接地极，将接地铜棒一直打入地下水层，与站内接地网联为一体。 三、变电站接地网优化设计 3.1扩大地网面积 这种方法可以有效减少地网接地电阻，但是，面积的增大也使得电流密度的不均匀性问题越来越严重，当降阻的效果逐渐趋于饱和，而地网面积增大到一定程度时，效果就会达到顶峰，过了这个点效果会越来越差，所以，在高土壤电阻率地区建变电站的方法并不可取。再者，增大地网面积会增加资金投入，且可占地面积有限，尤其是城区用地的紧张，只能确保最起码的安全距离，所以，这一方法往往无法得到正常使用。所以，此法只适合郊区变电站。 3.2增设接地体 这主要是增设水平接地体，并将垂直接地体深深埋于地下，以便有效降阻，现阶段在很多高土壤电阻率地区推广了接地设计。但是，虽说水平接地体能在一定程度上降低接地极附近的电流密度，他们互相之间的屏蔽作用而会让效果大打折扣，加装并深埋垂直接地体，从减小冲击接地电阻来看，通常有一定的效果，但在降低地网工频电阻方面效果甚微。 3.3降低接地电阻 设计接地网之前，要先测试、研判变电站地域的地质情况，从而确定出地层电阻率较低的位置，接下来再针对不同降低接地电阻的方法进行计算，从而确定出最佳方案。 （1）接地斜井 往往原土层的土壤电阻率会比较高，为了避开深层土壤差的区域，将上层较好的土壤充分利用起来，可以利用斜井降低接地电阻。而且由于是斜井，所以深井之间的互相屏蔽作用就有所减少，这对于降低接地电阻也非常有利。接地斜井的施工方法如下：第一，利用斜钻技术在变电站地网四个角上用钻机钻出斜井，井深50米，倾斜角约在30度；斜井的方向由地网中心向外辐射。每口井内的顶部与底部分别设置一套离子接地极，从而利用其对深层土壤的电阻率加以改善，将斜井的降阻作用充分发挥出来。在井内两个离子接地极利用联结电极
变电站接地网材料的选择
变电站接地网材料的选择 编辑：万佳防雷-小黄 电力系统的接地是对系统和网上电气设备安全可靠运行及操作维护人员安全都起着重大的作用。研究接地体的布置、连接，接地体的材质等是保证系统安全稳定运行的必要措施之一，所以说设计、施工高标准的接地系统的变电站防雷工作的重中之重。 一、变电站接地网作用概述 接地网作为变电站交直流设备接地极防雷保护接地，对系统的安全运行起着重要的作用。由于接地网作为隐性工程容易被人忽视，往往只注意最后的接地电阻的测量结果。随着电力系统电压等级的升高及容量的增加，接地不良引起的事故扩大问题屡有发生。因此，接地问题越来越受到重视。变电站接地网因其在安全中的重要地位，一次性建设、维护苦难等特点在工程建设中受到重视。另外，在设计及施工时也不易控制，这也是工程建设中的难点之一。因此，为保证电力系统的安全运行，降低接地工程造价，应采用最经济、合理的接地网设计思路，本文拟重点就材料选用方面进行相关探讨。 二、变电站接地网常用材料比较 目前广泛使用的接地工程材料有各种金属材料、非金属接地体、降阻剂和离子接地系统等。 1、金属接地材料。金属接地材料（主要指铜材和钢材），由于其具备良好的导电性和经济性，很长时期以来一直是接地工程中最重要的材料之一。但是由于金属材料存在容易腐蚀的问题，对接地电阻的影响也比较大，是安全生产中的一个大的隐患，这个问题一直困扰着用户。同时，近年生产资料价格猛涨造成接地成本增加，使得金属接地材料的缺点逐渐突显，一些行业或地区已经在渐渐地减少金属接地材料的使用，转而使用其它新型的接地材料。 2、非金属接地体。非金属接地材料是目前行业里新生的一种金属接地体的替换产品，由于其特有的抗腐蚀性能和良好的导电性和较高的性价比被广大用户所接受。目前非金属接地产品主要是以石墨为主要材料。基本成分是导电能力优越的非金属材料材料符合加工成型的，加工方法有浇注成型和机械压模成型。一般来说浇注成型的产品结构松散、强度低、导电性能差，而且质量不稳定，一些小型厂家少量生产使用这样的办法：机械压模法，是使用设备在几到十几吨的压力下成型的，不仅尺寸精度较高、外观较好，更重要的是材料结构致密、电学性能好、抗大电流冲击能力强，质量也相当稳定，但是生产成本较高，批量生产多采用。选型时，尽量采用后者，特别是接地体有抗大电流或打冲击电流的要求（如电力工作地、防雷接地）时，不宜采用浇注成型的非金属接地体。非金属接地体的特点是稳定性优越，其气候、季节、寿命都是现有接地材料中最好的，是不受腐蚀的接地体，所以，不需要地网维护，也不需要定期改造，但是，非金属接地体施工需要的地网面积比传统接地面积小很多，但是在不同地质条件下也需要的保证足够接地面积才可以达到良好的效果。 3、降阻剂。降阻剂分为化学降阻剂和物理降阻剂，化学降阻剂自从发现有污染水源事故和腐蚀地网的缺陷以后基本上没有使用了，现在广泛接受的是物理降阻剂（也称为长效型降阻剂）。物理降阻剂是接地工程广泛接受的材料，属于材料学中的不定性复合材料，可以根据使用环境形成不同形状的包裹体，所以使用范围广，可以和接地环或接地体同时运用，包裹在接地环和接地体周围，达到降低接触电阻的作用。并且，降阻剂有可扩散成分，可以改善周边土壤的导电属性。 现在的较先进降阻剂都有一定的防腐能力，可以加长地网的使用寿命，其防腐原理一般来说有几种：牺牲阳极保护（电化学防护），致密覆盖金属隔绝空气，加入改善界面腐蚀电位的
【精品】牵引变电所接地防雷系统的设计
齐鲁工业大学 毕业设计 题目：牵引变电所接地防雷系统的设计 系别: 专业： 班级： 学生姓名： 指导教师: 完成日期：
摘要 牵引变电所是铁路供电系统的枢纽，它担负着电网供电的重要任务。雷电具有很强的危害性，因此应该重视牵引变电所的雷电的防护。 综合运用高电压技术、电力系统过电压、接地系统及供防雷接地的设计方法，对110kV牵引变电所进行防雷接地设计.引变电所雷击的配电技术等相关的专业知识，采用理论和实践相结合的方法，研究牵,基于常用的形式及防雷接地的几种措施，研究接地装置的类型和降阻方式 关键词雷电放电防雷保护装置防雷接地装置牵引变电所
目录 1绪论.............................................. 错误!未指定书签。2雷................................................ 错误!未指定书签。 2。1雷电........................................ 错误!未指定书签。 2。1。1雷电的发生机理....................... 错误!未指定书签。 2.1。2雷电放电.............................. 错误!未指定书签。 2。1.3雷电放电的过程........................ 错误!未指定书签。 2.1。4雷电放电的基本形式.................... 错误!未指定书签。 2.1.5雷电放电的选择性....................... 错误!未指定书签。 2.1.6我国雷电活动分布的规律................. 错误!未指定书签。 2.1.7雷电的危害............................. 错误!未指定书签。 2.1.8雷电的防护措施......................... 错误!未指定书签。 2.2雷电参数..................................... 错误!未指定书签。
大型变电站接地网优化设计
目录 摘要 (Ⅰ) 第1章：变电站接地网面临的现状··················（ 1 ） 1.1 接地网的概述·······················（ 1 ） 1.2 接电网的现状分析·····················（ 1 ）第2章：接地网优化设计的合理性··················（ 4 ） 2.1 关于接地短路电流的计算及接地要求·············（ 4 ） 2.2 对接地网优化设计的分析··················（ 6 ）第3章：城市变电站接地网设计···················（ 8 ） 3.1 三维立体接地网基本原理··················（ 8 ） 3.2 垂直超深钢镀铜接地棒垂直超深钢镀铜接地棒·········（ 9 ） 3.3 城市变电站接地网设计特点·················（ 11 ）第4章：接地网优化设计的方法····················（ 13 ） 4.1 接地网接地电阻计算及量大电阻的确定············（ 13 ） 4.2 减小接地电阻的方法···················（ 14 ） 4.3 工程设计中的几点建议···················（ 16 ）第5章：变电站接地网优化措施····················（ 18 ） 5.1 改进接地网的技术措施·················（ 18 ） 5.2 接地工程设计实践····················（ 21 ）第6章：与接地网相关问题······················（ 23 ）