铜接地网在变电站中的推广应用

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铜接地材料在220kV缗城变电所中的应用

铜接地材料在220kV缗城变电所中的应用

铜接地材料在220kV缗城变电所中的应用摘要:本文结合220kv缗城变电所的设计,说明铜材料在接地网中的应用。

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,接地网电阻要求越来越小;随着密集型设备的广泛应用,增加了接地网维护的难度,要求接地装置应有很强的耐腐蚀性;本文运用详细和实际的数据进行分析和计算,证明了接地网采用铜材料,对提高变电所的安全可靠性,能达到一劳永逸的效果。

关键词:变电所铜接地网等电位电阻中图分类号:f407.61 文献标识码:a 文章编号:220kv缗城变电所所区拟建场地地层主要由耕土和第四系冲积的粉土、粉砂、粉质粘土、粘土组成。

表层是粉土、粘土,且地下水位较浅。

水质分析报告显示钠、钙、镁等盐份含量较高,该区域内水质很差,对金属腐蚀很强。

因此,接地网的优化设计是该变电站设计的一个难题。

一、目前变电站接地系统普遍存在的问题变电站接地装置由于和土壤直接接触,地下接地体、接地线(尤其是焊接口)的腐蚀和锈蚀严重。

接地装置腐蚀使有效截面积逐年减小,当接地故障发生时,故障电流易将这些薄弱点烧断而扩大事故。

广东省电力试验研究所统计数据表明,对运行10年及以上的130个35—220kv变电站的接地网进行挖土检查,发现61个接地网均有不同程度的腐蚀,尤其运行20年以上的接地网腐蚀严重,近20个变电站的接地网钢材腐蚀达到甚至超过了50%。

接地体或接地引下线截面积偏小,焊接口长度不足或不牢固,造成动、热稳定容量不足。

接地引线截面积小于主地网干线截面积,由于引线承受全部故障电流,易烧断,造成事故扩大,成了接地网中的薄弱点。

一些重要设备(包括主控室、变压器开关等)未能按要求使用两根或以上的接地线分别焊于干线上。

利用设备构架基础的钢筋作为接地引下线工程施工过程中钢筋焊接不良和存在个别漏接地现象。

由于这种接地引线非常隐蔽,运行中不易发现。

忽视了地网的电位均衡问题。

由于地网内的电流密度分布不同、土壤电阻率不等、设备引下地线过长等原因,在地网内存在着局部电位差。

镀铜钢免开挖垂直接地网技术应用

镀铜钢免开挖垂直接地网技术应用

镀铜钢免开挖垂直接地网技术应用探讨摘要:镀铜钢接地棒的接地方式不仅技术上性能优异,还具有可以避免开挖,减少青赔、免维护等优点,而且具有良好的经济效益,可以在变电站、配电站、箱变、架空变压器、杆塔等广泛推广应用。

关键词:镀铜钢免开挖垂直接地网技术应用中图分类号:c39 文献标识码:a 文章编号:abstract: copper steel grounding great grounding method not only technical performance is excellent, but also has can avoid excavation, reduce the loss, free maintenance and other advantages, and has the good economic efficiency, can be in substation, power station, box with change, overhead transformer, tower, etc widely application.key words: copper steel, vertical excavation technology, application1.项目背景和项目详细内容1.1项目背景在雷雨季节,往往一次雷击会导致多处雷击跳闸和线路故障。

造成雷击跳闸事故的原因很多,包括线路的或设备耐雷水平不够等。

但国内外诸多实践证明,造成线路雷击跳闸的主要原因是接地系统不良即接地电阻达不到规定要求,造成雷电不能及时泻放,包括接地导体没有按图纸铺设,接地体埋深不够,接头生锈导致接地电阻增大,接地体腐蚀严重等间题。

目前,在国际上减少雷击跳闸事故一般有两种方法,一种是采取堵的方法,如安装避雷线,避雷器和必要的浪涌保护装置等。

另一种更为经济有效,更易于实施的方法是疏导,也就是降低输配电设备以及杆塔接地装置的接地电阻,将雷电流快速地消散到大地,并避免地电位的升高对通信,控制线路的反击。

变电所铜质接地网应用导则编制说明(新)

变电所铜质接地网应用导则编制说明(新)

《江苏省电力公司变电所铜质接地网应用导则》编制说明2005年9月国际上,铜质接地网的应用已经有很长的历史了。

我国解放前建立的电厂由于是外国人建设的,采用的也是铜质接地网。

解放后由于多种原因,电厂和变电所的接地网均采用钢质材料。

近年来,国内少数经济发达地区已经在变电所采用铜质接地网。

为了在我省推广使用铜质接地网,编制了《江苏省电力公司变电所铜质接地网应用导则》(以下简称导则)。

1 范围以下类型的变电所可以采用铜质接地网:500kV变电站220kV枢纽变电站和110KV的重要变电站220kV和110kV 城市变电站、COMPASS、HGIS、GIS变电站土壤腐蚀严重地区的110kV以上的变电所其中500kV的变电所的审批权在国网公司。

对于220kV和110kV变电所,只排除了建于农村的非枢纽变电所。

35kV以下的变电所不予考虑。

由于土壤对钢质材料的腐蚀严重程度取决于多种因数(如交换性离子的含量、总酸度、土壤含水量、土壤PH值、土壤电阻铝等),无法用一个指标表示土壤对钢质材料的腐蚀性强弱。

所以采用了“土壤腐蚀性严重的地区”这一说法。

《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)中规定了土对钢结构腐蚀性的评价指标(见下表)表土壤对钢结构腐蚀性评价这也是一组指标,而且只要有一个指标达到了就认为是达到了相应的腐蚀等级。

所以导则中采用“土壤腐蚀性严重的地区”这一说法比较合理的。

4.1条设计阶段,远景规划有时并不十分确定,投运后还有可能发生变化,为了避免在变电所规模发生变化时对地网进行改造,根据省公司苏电生【2003】1097号文的精神,对各电压等级的变电所的单相故障电流做了规定。

这些规定是偏于安全侧的,如果远景规划非常明确的话可以按照远景的短路电流设计接地网。

4.3条有关的规程和导则都选用公式(4-6)来计算发生故障时接地网的地电位升高。

其中入地短路电流的计算是关键。

应该说明的是公式(4-6)计算故障时的地电位升高只是一种简化计算方法。

关于变电站接地网及接地电阻的探讨

关于变电站接地网及接地电阻的探讨

关于变电站接地网及接地电阻的探讨随着电力系统的发展,变电站作为电能转化和分配的重要场所,其安全性和稳定性备受关注。

在变电站的各种保护措施中,接地网和接地电阻被视为关键的一环。

它们的设计和施工直接关系到变电站的安全运行和人员的生命财产安全。

本文将就变电站接地网及接地电阻进行探讨,并就其重要性、设计原则和施工要求进行详细阐述。

一、接地网及接地电阻的重要性1.1 接地网的功能接地网是变电站重要的安全保护装置之一,其主要功能有三个方面:保护人身安全、保护设备安全和保护通信系统。

接地网可以将运行中的设备和设施带有的电压迅速导入大地,从而避免触电事故的发生,保障人身安全。

接地网还可以减小系统的感应电压,保护设备的运行和延长设备的使用寿命。

接地网也对变电站内的通信系统具有重要的影响。

在大电流和电压的情况下,接地网可以保障信号的传输,确保通讯系统的正常运行。

1.2 接地电阻的作用接地电阻是评判接地网性能重要的指标之一,在设计和施工中需要严格把控。

接地电阻的主要作用是限制故障电流,从而保护人身安全和电气设备的正常运行。

当接地电阻处于合理范围内时,可以有效地将接地网与大地构成一个电气连通,形成一条较低的电阻通路,将故障电流剧减。

正确地设置接地电阻对减小接地电流、缩短故障消除时间和减轻设备的损坏程度有着重要的意义。

在变电站接地网的设计中,需遵循以下原则:(1)合理的接地体系接地体系设计时必须考虑到场地大小、环境条件、土壤导电率等因素,并根据变电站的实际情况选择合适的接地体系,确保接地设备的有效放置。

接地电阻要合理分布,主要集中在主要电气设备的周围,保证变电站的各部分都有良好的接地。

(3)提高接地电阻的平均导电率通过增大接地极的数量或者提升接地极的长度,增加大地与接地极的接触面积,提高接地电阻的平均导电率。

接地电阻设计时应充分考虑到接地网体系的布置,接地电阻应位于接地网布置的核心地带,确保最佳效果。

(2)考虑土壤情况接地电阻的设计需要充分考虑土壤的导电率、密度、湿度等情况,以便合理选择接地电阻的种类和位置。

基于铜接地网变电站适用性及对环境影响的研究

基于铜接地网变电站适用性及对环境影响的研究
2 0 0 9 / /1 2 / 1 4 2 0 1 o / 1 0 / 2 8 1 7 O . g 8 1 2 O . 8 I 7 6 . I 5 1 9 3 . 3
变 ,甚至略有提 高 。 4 . 杂 散 电 流 测 试 图4 ~5 和 表5 分 别 表 示 的是 该 变 5 0 0 k V 区 域 ,土 壤 电 位 梯 度 的测 试 结 果 。 从 图4 ~5 和 表5 中 可 以看 出 , 2 0 0 9 年1 2 月测 量 的最 大 电位梯 度值 为0 . 3 5 m Y ・ m 一 1 ,
从 图2 可 以看 出 , 该 变 5 0 0 k V 区域 土壤 氧 化 一还 原 电位 随 时 间 波 动 较 小 , 在 l 5 0 m V 左 右 :2 2 0 k V区域 土 壤 氧 化 还 原 电 位 随 时 间 变 化 是 上 升 的 , 且 在 第 一 次 测 得 的 值 最 小 为一 4 2 . 5 m Y 。 3 . 3 埋 片 自腐 蚀 电位 表4 表 示 了现 场 埋 片 的 自 腐 蚀 电 位 测 量 结 果 ,图3 是 不 同 区 域 铜 材 自 腐 蚀 电 位 随 时 间变 化 曲线 。
某5 0 0 k V 变 电站 其 主 接 地 网 以敷 设 水 平 接地网为主 ,用T J 一 2 4 0 硬铜绞线焊 接而成 , 接 地 网设计 埋设深 度为 0 . 8 米 。 为 了解 站 内 接地网 的腐蚀状况和对 环境 的影 响,开展本 项 目的应用 实 践,该变 电站运行 3 年后 我们 通 过 土 壤 电 阻 率 、土 壤 氧 化 还 原 电 位 、腐 蚀 速度测 试等多项指标 对铜接地 网的适用性和 对环境 的影响开展研 究。 2 . 土壤理 化分析 接 地 网 的腐蚀 不 同于大 气 腐蚀 、海水 腐 蚀 ,它 是 接 地 材 料 在 土 壤 环 境 中 的 腐 蚀 问 题 ,除 了 受 接 地 材 料 本 身 的 影 响 外 ,更 多 的 是受土壤 理化性质及 其他一些 因素的影 响。 表1 是某5 0 0 k V 变 电 站 内两 处 埋样 点 土 壤 理化 分析结 果。 从表1 明 显看 出 ,某 5 0 0 k V 变 电站 土 壤 五种 离子 的含量 ,H C 0 3 一 、C 1 一 、S 0 4 2 一 含 量 相对较 高,含量较低 的是C a 2 + 、M g 2 + 。 从 表 1 还 可 以 得 出 ,在 某 5 0 0 k V 变 电 站 ,不 同 取 样 点 的土 壤 , p H 、含 水 率 和 离 子 含 量 都 有 一 定 的差 别 。 3 . 现 场 埋 片 实 验 接 地 网 材 料 的 耐 腐 蚀 性 不 仅 与 材 料 本 身性 能相关 ,还 与土壤理化 性能和环境 因素 相 关 , 环 境 因 素包 括 接 地 电 阻 、 杂 散 电 流 、 温 度 等 。 所 以进 行 现 场 埋 片 实 验 , 以 便 评 价 接地 网材料在特 定环境 中耐腐蚀性 。 3 . 1 土 壤 电 阻 率 现 场监 测土 壤 电阻率 ,其结 果如表 2 所 示 ,p 1 5 表示 土 壤 温度 为 1 5 ℃ 的土 壤 电 阻率 。

镀铜接地材料在10kV配网接地系统中的应用

镀铜接地材料在10kV配网接地系统中的应用

镀铜接地材料在10kV配网接地系统中的应用摘要:在10kV配电网运行中,接地装置的施工和维护常常遇到占地政策难、支出费用高的难题,直接影响施工效率和电网安全运行,而且镀锌钢材料组建的接地系统防腐效果差,达不到运行30年的要求。

采用镀铜钢接地技术,取代镀锌角钢接地,把原来横向埋设方式,改为向纵向埋深。

改进后,安装接地装置不需要再开挖大于长30m,宽0.6m的地块,只需要在电杆及台架旁尽可能多的下插镀铜圆钢,开挖长度缩减为小于20m,宽0.6m的地块,即减少占地,又提高了接地安装效率。

关键词:镀铜钢接地安装效率引言接地系统好坏直接影响到配网线路运行的稳定性和可靠性,然而在接地系统得施工和运行维护中常常遇到一些问题,严重影响施工效率和安全运行。

1传统接地装置存在的弊端1.1开挖接地基础工程量大。

传统接地装置采用角钢作为接地体,2m长的角钢电阻为50Ω左右,根据国家标准需要将6根角钢垂直埋入地下,再用30m圆钢连接才能满足接地电阻和雷击电流释放要求。

所以,安装接地装置时需要开挖一条宽约0.6m,深0.8m,长30m的深坑。

开挖深坑耗时5.5h,安装角钢只能靠人力敲击,耗时约0.5h/每根,善后处理繁琐,其中焊接及接头防腐处理约0.5h,回填土石约0.5h,完成一组接地平均需要7h。

1.2土地征用政策处理难安装一组接地需要向政府部门申请,并交付费用。

若是水泥路面,施工更加困难,费用更多,并影响交通。

土地征用政策处理难,经常遇到群众阻拦,影响工程进度。

1.3接地体在土壤中易腐蚀土壤电阻率25Ω.m-50Ω.m,PH值5.0-6.5,酸性大,很容易腐蚀钢材,钢材腐蚀生成三氧化二铁,易碎易剥落,不能隔绝腐蚀,无法保护内部钢材不被腐蚀,也会导致接地电阻逐年升高。

同时,铁(Fe+2)相对于氢的腐蚀电位为-0.4V,相对于其他地下金属(如铜)而言,在发生双金属氧化还原反应时,作为负极(阳极)牺牲,会加快自身的腐蚀速度。

变电上铜接地网与钢接地网的技术比较-最新文档

变电上铜接地网与钢接地网的技术比较1.从技术角度比较分析铜接地网和钢接地网的特点铜、钢性能比较 :1.1导电性能铜和钢在20C时的电阻率分别是 17.24 X 10-6 (Q • mm和138X 10-6 (Q • mm,因此铜的导电率是钢的 8倍。

1.2热稳定性铜的熔点为1083C,短路时最高允许温度为 450C;而钢的熔点为1510C,短路时最高允许温度为 400C。

因此,接地体截面相同时,铜材热稳定性较好。

同等热稳定性能时,钢接地体所需的截面积为铜材的三倍。

1.3耐腐性接地体的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式,在多数情况下,这两种腐蚀同时存在。

铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的 1/10-1/50 ,是镀锌钢的耐腐蚀性的 3 倍以上,而且电气性能稳定。

铜的表面会产生附着性极强的氧化物(铜绿),能够对内部的铜起很好的保护作用,阻断腐蚀的形成。

当铜与其它金属(钢结构、水管、气管、电缆护套等)共存地下时,铜作为阴极不会受腐蚀,腐蚀的是后者。

钢材是逐层腐蚀,镀锌层具有一定的抗腐蚀性。

钢接地体接头部位经过高温电弧焊接加工后会出现点腐蚀情况,一般最多只能保证 10 年。

而铜腐蚀不存在点蚀情况,寿命较长。

2.接地体截面选择比较一般的500kV及220kV变电所中的主接地网和接地引下线都采用50X 5 (截面250mm2的镀锌扁钢。

忽略腐蚀的影响对铜接地体进行热稳定校验时,铜接地引下线的最小截面应满足下式:S式中:S—接地引下线的最小截面,mm2I —流过接地引下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 —短路电流的等效持续时间,s ;C—接地引下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引下线的初始温度确定。

计算用故障电流原则上应按变电所远景最大运行方式、站内发生接地故障时的故障电流,当系统情况不是十分明确时, 220kV 单相接地短路电流按 50kA 设计。

变电站铜材接地装置的应用

材接 地装 置 的性能 造价 进行 了分析 比较 ; 论述 了采 用铜接 地装 置的必 然性 。
关键词 : 地 装置 ; 接 腐蚀 ; 铜材
变 电站接 地 网是用 于工 作接 地 、 防雷接 地 、 保护 接地 , 保人 身 、 备和 系统 等安全 不可 缺少 的重要 确 设 装置 。在变 电站 的设计 、 施工 中对 接地 网的材 料 、 截
近 些年 , 电力 系统逐 渐开 始采 用铜 接地 装置 , 同 时在技 术政策 方面 也有 了 明文规定 , 《 如 国家 电网公
司1 8项 重大 反 事 故 措施 》 明文 规 定 “ 于 2 O V 中 对 2k 及 以上重 要变 电站 , 当站 区土 壤和 地 下 水条 件 会 引 起 钢 质 材 料 严 重 腐 蚀 时 , 采 用 铜 质 材 料 的 接 地 宜
因之一 是铜 的导 电性较 好 , 电阻率 低 , 泄流快 在 常
但几 十 年 的 实践 证 明 , 锌 钢 并 不是 解 决接 地 装置 镀
温下 ( 0 铜 和 钢 的 电阻 率 分 别是 1 ・mm 和 2 ℃) 7Q
收 稿 日期 :O 8 9 4 2 0 一O 一O
20 年第 2 期 o8 4
18 n ・ 3 mm。 由材料 电阻公 式
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耿 焱 炜 等 变 电站 铜 材 接 地 装 置 的应 用
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我 国 以前 采 用 铜 接地 装 置 , 来 又 使用 钢 接 地 后
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铜包钢接地棒及热熔焊接技术在GIS变电站的应用

d co i n h y t o n c eg o n i g s se w l d r c ya e t h o t h u i n e l ei t e s s u trsz a d t e wa o c n e t t r u dn y t m i i t f c e c s ,t e q a t a d t ft e o t h l el t l y h i me o h y — f
பைடு நூலகம்
关键词 : I 电站 ; GS变 接地网 ; 电镀铜包钢 ; 热熔焊接
A s at Go n oki t aio I bttnpo c,h ps e okma r l,h rs —sci a ae f o— b t c : ru dw r ebs f Ss s i r et tet e n t r t i s te os et n ra n r sh s G u ao j y o w f ea c ol oc
曹 海 606 ) 10 1 ( 四川 电力 物流 集 团公 司 , 四川 成 都

要 :- 4 地工程是 G S变 电站的基础工程 , 网材料 的种 类、 面积 大小和导体连接 的方 式都直接影响到接 地 系统 g I 地 截
的成本 、 品质及寿命 , 直接 关 系到变电站设备 和人 身安 全以及 电 网正 常稳 定的运行。 为 了满足相 关规 范要求 , 在广元
g o n lc rd d f p c a lt g c p e ld se l su e r u d n e ie h c d p eh t r u d ee to e ma e o s e i p a i o p rca t e s d a ag o n i g d vc ,w ih a o t t o —met ed n a l n i s sh l w lig

大型变电站防雷接地中接地网的重要性

大型变电站防雷接地中接地网的重要性白银川熊增荣摘要:防雷工程是建设中施工难度最大也是最重要的一个分项,由于环境的不同接地网的设计也存在较大差异。

系统的接地工程主要由接地体、连接线组成接地网络,其中影响接地效果的几个因素有土壤电阻率、接地体的选择.接地材料的防腐和合理的布划接地网络。

关键词:防雷工程接地网接地体接地网络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。

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。

接地的概念《美国国家电气法规》NEC第100节对“接地”一词定义如下:电气回路或设备与大地,或与代替大地的导体之间的导电的连接,可以是有意的连接,也可以是无意的连接。

在配电回路或分支回路里,所有的回路和设备都通过导电连接来互相连通,从而减少它们之间的电位差,或将电位差限制到最小值。

在上述定义里,术语“地”是个关键。

接地的主要目的就是保证电气安全。

在电击防护和为接地故障电流提供返回电源通路方面接地是很重要的。

这两个问题都可将回路和地之间加以连接来解决。

通常将一接地棒打入地内就算与大地相连接了。

对于一个建筑物的配电系统,可在靠近电源进线处打一接地棒来接地。

将回路导线与地连接(Ground)或将设备接地(Grounding)可起到如下作用:(1) 提供设备与近处金属物体间的低阻抗连接,以减少人身电击危险;(2) 给接地故障电流提供返回电源的低阻抗通路,使熔断器或断路器得以动作;(3) 给雷电感应电流提供低阻抗的对地泄放通路;(4) 给静电电荷提供对地泄放通路,以防产生电火花或电弧。

地网简介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。

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铜接地网在变电站中的推广应用
【摘要】通过对铜和钢的性能分析,首先简要介绍了铜接地体的截面及连接方式选择,然后结合铜接地网工程实践,从性价比阐述铜接地的优点,同时铜接网中的电化腐蚀的防止以及阴极保护法的缺陷进行了说明。

【关键词】变电站;接地;应用
中图分类号:tm411+.4 文献标识号:a 文章编号:2306-1499(2013)06-(页码)-页数
随着电力系统的发展,对接地的要求也越来越高。

长期、可靠、稳定的接地系统,是保证设备、人员安全和设备稳定运行的根本保障,接地系统的品质关键在于接地材料和连接方式。

接地可以说从防雷开始,发展到现在接地已经有很多,对电力系统的变电站,各种接地共用一个接地网,接地的目的,一是保障设备和人身的安全,二是保证系统、设备正常稳定的运行。

1.接地材料及选择
常用的接地材料有钢、铜和铝等,由于铝的耐腐性和机械强度差,工程中基本不采用铝做接地,为提高耐腐性钢接地要采用镀锌钢。

我国变电站接地体早期均采用钢,其主要原因是当时国情所决定并一直习惯沿用下来。

与热镀锌钢接地体相比,铜接地体在导电性能、耐腐蚀性和施工便利方面有很大的优越性。

1.1性能比较
(1)铜接地体导电性能好——铜和钢在20?c时的电阻率分别是
17.24×10-6(ω.mm)和138×10-6(ω.mm),由此可见铜的导电率是钢的8倍。

铜的熔点为1083?c,短路时最高允许温度为450?c,而钢的熔点为1510?c,短路时最高允许温度为400?c。

从热稳定性上看,截面相同时,铜材较好。

(2)铜的耐腐性强——交流接地体的腐蚀主要发生电化学腐蚀,钢对铜而言是活泼金属,自然电位低,容易被腐蚀,本体特别是电焊接头部位的杂质更容易造成点腐蚀。

锌比钢更为活泼,所以镀锌钢的镀锌层抗腐蚀性极为有限,反而降低了导电性能,对高频故障电流的集肤效应尤为明显。

钢材是逐层被腐蚀的,寿命一般不超过10年。

铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的1/5-1/10,铜的表面会产生附着性极强的氧化物(铜绿),对内部的铜起了很好的保护作用,阻断了腐蚀的形成,对同在地下的其它金属(钢结构、水管、气管、电缆护套等),铜作为阴极不会受异种金属的电化腐蚀,铜接地网截面选择时可不再考虑腐蚀的影响。

1.2截面比较
(1)截面计算公式
接地材料截面的选定要根据热稳定条件验算,按电力行业标准《交流电气装置的接地》(dl/t621-1997),根据热稳定条件,接地线的最小截面应符合下式要求:
式中: -接地引下线的最小截面,mm2; -流过接地线的短路电流稳定值,a; -短路的等效持续时间,s; -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引下线
的初始温度确定,近似取铜为210,钢为70。

(2)最小截面的计算
对110kv系统,不考虑分流时最大短路电流取30ka,短路等效持续时间一般取0.7s。

选用接地铜材的最小截面为:
选用接地钢材的最小截面为:
(3)比较结论
水平接地体截面根据(dl/t621-1997)规定,取接地引下线的75%即可,为方便可靠,水平接地体和接地线选用同规格尺寸的导体。

从上述计算得到,选用铜接地体只需钢的三分之一,考虑到腐蚀,钢材的截面还要增大。

1.3材料选择
根据材料的耐腐性、导电性能,选用铜材接地系统性能好、寿命长;根据热稳定条件计算,铜导接地体只需钢的三分之一;铜接地体可选择多股绞铜线和铜排,考虑整体机械强度及耐腐性,本站选用4mmx40mm的铜排。

2.接地体连接方式及选择
2.1传统连接方式
常用的乙炔焊、电弧焊等都只是表面搭接,内部并没有熔合,接头不致密,焊接接头的性能主要取决于操作技术工人的经验和熟练程度,所以,传统的连接法在电力铜接地系统实际施工中很少应用。

2.2放热火泥熔接连接法
(1)火泥熔接接头的外形美观一致;连接点为分子结合,没有接触面,更没有机械压力,因此,不会松弛和腐蚀;具有较大的散热面积,通电流能力与导体相同;熔点与导体相同,能承受故障大电流冲击,不至熔断。

(2)火泥熔接的熔接方法简单无需外接电源或热源;熔接材料与工具轻便;熔接速度快捷,节省人工;接头质量减少人为因素且容易直观判定。

2.3连接方式选择
采用铜做接地材料,是提高接地系统性能的一个方面,采用可靠的连接方式是保证接地系统性能的另一方面。

使用了不可靠的连接方式,接触电阻大,在故障情况下造成发热,使连接头的品质大为降低,接头最高允许温度大大低于导体本身,承受电流的能力也大大低于导体本身。

3.工程实例比较
本文以内桥110kv变电站的接地网设计为例,对铜接地网与钢接地网设计的技术、经济两方面进行比较。

3.1材料费
经计算,采用镀锌钢接地网的主材质量约为12.6吨,初期主接地网投资费用合计为88200元;采用铜接地网的主材质量约为4.26吨,投资费用合计为292000元;所以由接地主材计算,铜接地材料和连接费用大约是镀锌钢的三倍。

3.2维护与改造
采用镀锌钢接地的变电所投运10年左右,均需投巨资开挖检查
改造,同时接地网改造施工难度大,常在变电所不停电的情况下进行,需生产运行、施工及设计单位几方协同,消耗了大量的人力、物力;同时镀锌钢的焊接接头的抗腐蚀性能及通流能力远远不及铜接地网的放热熔接接头。

综合考虑铜接地网不需改造,从长远利益考虑是值得投资的。

4.结论
综上所述,与钢接地体相比而言,铜接地体具有导电性能、热稳定性能好,耐腐蚀能力强;接地网连接采用放热式火泥熔接工艺,极大地提高了导体连接质量;施工方便,可加快工程进度,投运后减少了检验维护工作量,并对土壤无污染,但初期投资有所增加,但从长远利益考虑,采用铜接地网是合理的。

参考文献
[1]陈家斌,接地技术与接地装置[m],中国电力出版社,2002.
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