变电站接地网地电位均压特性及优化设计
变电站接地网地电位均压特性及优化设计
作者：魏春霞， WEI Chun-xia
作者单位：辽宁省水利水电勘测设计研究院,辽宁 沈阳,110006
刊名：
电气开关
英文刊名：Electric Switcher
年，卷(期)：2015,53(2)
引用本文格式：魏春霞.WEI Chun-xia变电站接地网地电位均压特性及优化设计[期刊论文]-电气开关 2015(2)
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
防雷接地施工方案
目录 一、编制依据及范围 2 二、工程概况 2 三、防雷接地系统方式 4 四、施工部署 4 五、专业与结构配合 5 六、工艺流程及方法 6 七、质量保证措施8 八、接地测试及要求9 九、绿色环保及安全保证措施9 一、制依据及范围 （1）编制依据： 1)施工图纸：海淀区西北旺镇六里屯农民安置点定向安置房11t-04地块301#—308#楼电气专业施工图 2）图纸会审记录及设计变更； 3）《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303-2002）； 4）《建筑电气通用图集》 92DQ13； 5）《常用电气设备安装》； 6）《北京地区电气规程汇编》； 7)《等电位联结安装》 02D501-2 8)《建筑工程资料管理规程》DBJ01-51-2003 （2）编制范围 本方案的编制范围为海淀区西北旺镇六里屯农民安置点定向安置房11t-04地块301#楼—308#楼的防雷接地系统工程 二、工程概况
（3）现场布置情况: 电气材料、成品堆放区位置等详见下图：施工现场平面布置图 （4）工作难点: 1) 管理方面的难点： 结构工程中电气施工队伍于土建队伍的配合、交叉作业等方面，给水电施工在人员管理、现场材料的堆放、现场施工等方面都要建立相应的管理措施。 2)技术难点： 本工程需求材料大、种类多、施工中需着重控制变标高处、以保证各电位、各系统安装的准确。 三、防雷接地系统方式 本工程按三类防雷设计。配电系统接地型式采用TN-C-S系统。电子信息系统雷电防护等级为D级。低压电源电缆在入户处重复接地，之后中性线N须与保护线PE分开。所有配电回路均设专用PE线。建筑物的防雷装置应满足防直击雷、防雷电感应及雷电波的浸入。在屋顶沿女儿墙采用φ10热镀锌圆钢作避雷带。突出屋面的所有金属构建、金属物体等均与避雷带可靠焊接。突出屋面的所有非金属构筑物或管道均在其上方装设避雷带。利用建筑物钢筋混凝土或剪力墙内两根φ16以上主筋通常焊接作为防雷引下线。引下线间距不大于25米。所有外墙引下线在室外地面下1m处引出一根40χ4镀锌扁钢。扁钢伸出室外，距外墙皮的距离不小于1.5m，为人工接地体预留条件。本工程配电系统工作接地、电气设备的保护接地、防雷接地、电子信息系统接地等采用联合接地系统：要求接地电阻不大于1欧姆，当实测不能满足要求时，利用防雷接地引下线引出的镀锌扁钢，增设人工接地极。
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。
变电站防雷接地施工方案
变电站防雷接地施工方 案 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
目录
一、编制依据 1．乐化110kV变电站新建工程全站防雷接地施工图（南供设计院）。2．《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006）3．《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150-2006）4．《电气装置安装工程质量检验及评定规程》（DL/） 5．公司三整合体系文件和本工程施工组织设计 6．关于印发《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（修订版）的通知（国家电网生技〔2012〕352号） 7．《国家电网公司输变电工程标准工艺（一）施工工艺手册》《国家电网公司输变电工程标准工艺（二）施工工艺示范光盘》 《国家电网公司输变电工程标准工艺（三）工艺标准库》 《国家电网公司输变电工程标准工艺（四）典型施工方案》 8．关于印发《国家电网公司输变电工程达标投产考核办法》的通知（国家电网基建〔2011〕146号） 9．关于印发《国家电网公司输变电优质工程评选办法》的通知（国家电网基建〔2011〕148号） 二、工程概况 本工程的接地装置按设计图纸的要求如下:
以上接地装置用的钢材均要热镀锌处理，地下焊点要涂以KV导电防腐涂料。 本站接地电阻要求值应符合R≤Ω。 由于接触电势大，本工程要按设计要求采取均压措施，如设立帽檐式均压带，在操作区铺设鹅卵石及沥青混合物等。 参加作业的人员组织 分项负责人：杜程 安全负责人：徐俊 技术负责人：周运林 接地装置施工设负责人1人，电焊工3人，普工6人。 分项负责人应具有一定文化水平，能看懂图纸，领会设计意图，具有一定的施工经验，电焊工应经过专业培训并经考试合格，具有上岗证的人员担任。施工前应进行安全技术交底。 接地装置施工作业由分项工程负责人负全面责任。 作业需用的机具材料： 交流电焊机 3台 氧焊机具 1套 接地电阻测试仪 1套 手工具：镐、锹、锒头，钻井机1台和手推翻斗车3辆等 切割机和弯排机各1台，Φ电焊条100kg,沥青漆20 kg，防锈漆20 kg，银粉漆10kg，大小毛刷各10把 三、作业工期 计划从2012年5月开始，到2013年02月完成主接地网部分。 其中与道路相交的部分要先埋入水平接地体，不影响道路施工。接地装置的施工可先在无构支架基础的部分施工，在有构支架基础的地段要待基础浇制后才能施工。有一部分地区由于土建施工的影响，可能要拖到土建施工全部完成后才能完成主地网。设备接地及户内接地体敷设要随设备安装进度而定，拟在2013年03月完成。
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
防雷接地施工方案
1变电站接地的施工要求 (2) 2概述 (3) 3施工流程 (4) 4技术措施 (4) 5主要施工方法 (4) 6变电站主接地网的接地设计、布置和连接： (7)
1变电站接地的施工要求 1.1站内接触电位差超过规定值，因此在操作机构前后1m内地面铺设15cm厚混凝土，使接 触电位差满足要求。 1.2电气设备每个接地部分应以单独的接地引下线与地网主干线相连接，严禁在一个接地引 下线中串接几个需要接地的部分。 1.3接地引下线及主网的所有连接点不得采用点焊或螺栓连接。扁钢搭焊长度应不小于其宽 度的两倍并三面焊接；所有焊接点均应经防腐处理。地面以上的焊接处，刷银粉漆；地面以下及电缆沟内接地线的焊接处，刷防腐漆。 1.4室外架构接地线当地面上长度超过8m且中间无紧固点时，应每隔4m左右用一卡环固定，以确保接地扁铁牢固地紧贴在砼线杆表面。 1.5设备接地引下线应远离设备的辅助开关和二次控制回路，室内平行布置的应远离300毫 米以上，室外架构上布置的应尽量不同杆或同杆背向布置，控制箱应外附接地线并可靠接地。 1.6不得利用水泥架构内的钢筋作为接地引下线，应外敷明线与地网连接；上下层布置的变电站其上层亦应有明显的接地引下线与地网连接。 1.7电缆外皮不能用作接地引下线。 1.8设备的接地引下线与地网可靠的焊接在一起，焊口要刷防锈漆进行处理，接地线地面以上1.2米应刷黄、绿相间的色标漆，全站统一规格。 1.9在接地线引向建筑物的入口处的墙壁上，各刷一块（150m M 150mm白色底漆，中间标以黑色符号“ ”。 1.10对站内变压器中性点、充油设备和避雷器，要实行“双接地”，并与地网的两个不同点相连接，每根接地引下线均应符合热稳定的要求；电气主设备为单相架构式或落地式时，每相应单独接地，当为三相架构式时，可每组只设两根引下线，与地网的两个不同点相连接，每根接地引下线均应符合热稳定的要求。
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
110kV变电站防雷接地施工方案设计
目录 1、适用范围 (1) 2、编写依据 (1) 3、项目概况 (1) 4、施工方案 (1) 5、组织措施 (8) 6、技术措施 (14) 7、质量标准及检验要求 (16) 8、安全文明及环保措施 (16) 9、施工注意事项 (20) 附件：万达广场110kV输变电工程三级进度横道图（电气）
1、适用范围 本施工施工方案适用于万达广场110kV变电站全站水平接地主网及与铜接地主网相连接的室内环网（镀锌扁钢）的热熔焊接施工。 2、编写依据 2.1 设计图纸《万达广场110kV变电站防雷接地图》； 2.2《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010； 2.3《DB50065-2011 交流电气装置的接地》； 2.4《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50210-2011； 2.5《工程测量规范》 GB50026-2007； 2.6《国家电网公司安全工作规程》（变电部分）； 2.7《电力建设安全工作规程》（变电所部分）（DL5009·3—2013）； 2.8《建筑电气安装工程质量检验评定标准》 2.9国家电网公司《电力建设工程施工技术管理导则》； 2.10《国家电网公司输变电工程优质工程评定管理办法》 2.11《工程建设标准强制性条文-电力工程部分》 2.12《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002） 2.13《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300－2013） 2.14送变电质量、职业安全健康与环境管理体系程序文件，管理办法。 3、项目概况 万达广场110kV变电站工程接地系统包含配电装置室、主变室、开关室、电容器室和室外等接地网。接地装置安装采用垂直接地体及镀锌扁钢，设备接地由主系统接地网引接。围墙以内敷设水平接地网为主，垂直接地体为辅。主接地网的水平接地选用直径为10mm的圆铜，焊接成5米x5米方孔网格状，垂直接地体采用?12长度为2.5米的铜棒，主建筑物下接地体采用200mm2的铜绞线，室内环网采用镀锌扁钢，与室外主地网连接采用-40x5的铜带接入，接地主网之间焊接、主网与室内环网之间的焊接、主网与设备接地（即支路）之间的焊接、接地主网与垂直之间的焊接均采用热熔焊接。 4、施工方案 4.1热熔焊接原理： 铜排的热熔焊接施技术，由国外引进，工目前尚无国家标准及行业标准，因此焊接的参数和标准将按照厂家提供的《放热焊接工艺操作手册》中接头焊接照片指南及相关要求施工。 焊接原理：热熔焊是一种使铜和铜、或铜和钢进行电气连接的方法。此过程不需要外部的热源或动力。施工过程中，颗粒状金属（焊药：粒状氧化铜和铝）
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 ）
变电站接地网接地故障原因与改造建议
变电站接地网接地故障原因与改造建议 编辑：万佳防雷 变电站的接地网是维护电力系统安全可靠运行、保障运行人员和电气设备安全的重要措施。构成接地网的均压导体常因施工时焊接不良或漏焊、埋设深度不足、土壤的腐蚀、接地短路电流的电动力作用等原因 ,使地网均压导体之间或接地引线与均压导体之间存在电气连接不良故障点。若遇电力系统发生接地短路故障 ,将造成地网本身局部电位差和地网电位异常升高 ,除给运行人员的安全带来威胁外 ,还可能因反击或电缆皮环流使得二次设备的绝缘遭到破坏 ,高压窜入控制室 ,使监测或控制设备发生误动或拒动而扩大事故 ,带来巨大的经济损失和不良的社会影响。 一、原因分析 1、根据有关的开挖资料与地质资料调查情况，接地网腐蚀原因大致有以下特点：周围土壤盐碱化严重 , 导致接地体腐蚀程度高;地下水位高、土壤潮湿和容易积水使得接地体腐蚀严重 ; 接地引下线普遍在入地处和距地表面深100～400 mm 的地段腐蚀很严重; 接地体中水平敷设的扁钢因积水 ,腐蚀速度快 ,比与地面垂直敷设的钢管腐蚀严重; 厂址临近化工厂 , 大气质量恶劣 ,加重了其地网腐蚀 程度影响接地体金属腐蚀的主要因素。 ( 1)土壤的孔隙度较大 , 有利于氧和水分的保持 , 这是腐蚀发生的促进因素。当土壤含水量大于85 %时 , 氧的扩散渗透受到了阻碍 , 腐蚀减弱; 当土壤含水量小于 10 %时 ,由于水分的缺乏 ,阳极极性和土壤电阻比加大 ,腐蚀速度又急速降低。 (2) 土壤温度昼夜温差大 ,很容易在金属上凝结水分微粒 , 且因温差电池的 形成 , 加快腐蚀, 这也是开挖地网中发现同埋一处的水平接地体比垂直方向的接地体容易腐蚀的原因。 (3) 通常土壤中含盐量约为 80～1 500 mg/ L ,地处沿海地区大部分土壤的p H 值在 8. 4～9. 5 之间 ,从而加快了土壤的腐蚀速度。 (4) 土壤中含有硫酸盐 , 在缺氧的情况下 , 硫酸盐还原细菌就会繁殖起 来 , 利用金属表面的氢把SO42 -还原 , 在铁的表面的腐蚀产物是黑色 FeS。在多数情况下土壤腐蚀性均用土壤电阻率来衡量。 而土壤电阻率直接受土壤孔隙度、湿度、温度、酸度、含盐量和有机质的影响 , 因此土壤电阻率是反映土壤理化性质的一个综合指标。一般情况对于地网土壤电阻率为 30Ω·m ,腐蚀性质是非常强的。 2、据有关资料表明，在我国由于地网发生断裂、断点而引起的电力系统的事故时有发生,每次事故都带来了巨大的经济损失。总的归结发生断裂、断点的原因有： （1）在接地网竣工之后, 没有认真执行验收手续，接地网的均压导体常因施工时焊接不良或漏焊。在投入运行后发生接地短路故障，而短路故障电流的电动力作用,使地网均压导体之间或接地引线与均压导体之间存在电气连接断裂、断点现象。 （2）焊接处防腐处理不当，加上土壤的腐蚀以及可能由于热稳定不足在部分接地网在相间短路时烧断。
220KV变电站接地网的设计
220KV 变电站接地网的设计 庞国栋 (内蒙古送变电有限责任公司,内蒙古呼和浩特 010020) 摘 要:针对目前变电站和发电厂接地网的分布不均匀,以及接地电阻存在一定问题等缺陷,本文则是结合变电站接地网的设计原则,以220KV 变电站为参考地点,对接地网进行设计和计算。其中包括对短路电流和工频电阻以及均压带的计算。 关键词:变电站;接地网;短路电流;工频接地电阻;均压带 中图分类号:T M862+.3 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)12—0095—05 电力行业在我国的现代化建设中扮演着一个重要的角色,而变电站接地网对于电力系统的可靠运行和变电站工作人员的人身安全起着重要作用。随着现代社会快速化的发展,电力系统规模不断扩大,接地系统的设计也越来越复杂。所以变电站接地技术成为电力行业研究的重点之一。 接地网作为变电站交直流设备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时有发生,因此,接地问题越来越受到重视。 而本设计结合变电站接地网的一般设计原则,具体内容包括:计算接地网的保护接地电阻和工频接地电阻,设计接地网的形状和均压带的布置方式,设计变电站接地网图。对变电站人员以及设备安全可靠,解决了一些个弊病。1 变电站接地网的设计1.1 220KV 变电站资料 图1 变电站一次系统接线图 V 变电站占地总面积3平方米,变电站的接地网要求采用水平接地作为主边缘闭合的复合接地网,土壤电阻率为6欧米。站中有主变压 器型号--180000/220三绕组变压器两台,各绕组间短路电压标幺值:U k1-1=14%,U k2-3=9%,U k1-3=24%。远期220KV 母线最大系统阻抗X 1=0.0080X 0=0.0133,接线组别为Y N ,Y n0,d 11,电压比220+8* 1.25%/121/38.5/10.5KV 。 本设计按两台变压器运行以某一台变压器中性点接地考虑计算短路电流,变压器容量基准值取100MVA 。 1.2 最大短路电流的计算 1.2.1 变压器正序阻抗的计算 设基准功率取S B =100MVA,额定功率取S e =180MVA,U B =230KV 三绕组变压器各绕组间短路电压百分比分别为:U k1-2=14%,U k2-3=9%,U k 1-3=24%则各绕组的电抗为: X 1=12(U k1-2+U 1-3-U k2-3)=12 (0.14+0. 24-0.09)=0.145 X 2=12(U 1-3+U k2-3-U 1-3)=1 2(0.14+0.09-0.24)≈0 X 3=12(U k2-3+U 1-3-U k1-2)=1 2(0.09+0.24-0.14)=0.095 转化为标幺值为: X *1=X 1S B S e =-0.145×100 180=0.0806 X * 2=X 2S B S e 0 X *3=X 3S B S e =0。095×100 180=0.05281.2.2 流经接地装置的短路电流计算 发生短路时,变压器按一台中性点接地考虑,设正序阻抗为X 、负序阻抗为X 、零序阻抗为,且X =X 。 95 2012年第12期 内蒙古石油化工 收稿日期35 2202842180.1212:2012-0-2