变电站接地电阻阻值设计规定及质量控制要点

变电站接地电阻阻值设计规定及质量控制要点 1 设计规定

根据电力电压等级规定，110kV 及以上电压电网为大电流接地系统（即有效接地系统）；66kV 及以下电压电网为小电流接地系统（即非有效接地系统或经小电阻接地系统）。

变电站接地电阻阻值设计计算依据为《交流电气装置的接地》（DL/T 621-1997）和《电力工程电气设计手册1》。以下的规定说明摘自《交流电气装置的接地》（DL/T 621-1997），具体的计算过程可参照《电力工程电气设计手册1》。

《交流电气装置的接地》（DL/T 621-1997）第5.1.1 条款：

在有效接地和低电阻接地系统中，发电厂、变电所电气装置保护接地的接地电阻宜符合下列要求：

1) 一般情况下，接地装置的接地电阻应符合下式 I R 2000

----------------------------------------------------------（5） 式中：R ——考虑到季节变化的最大接地电阻，Ω；

I ——计算用的流经接地装置的入地短路电流，A 。采用在接地装置内、外短路时，经接地装置流入地中的最大短路电流对称分量最大值，该电流应按5～10年发展后的系统最大运行方式确定，并应考虑系统中各接地中性点间的短路电流分配，以及避雷线中分走的接地短路电流。

2) 当接地装置的接地电阻不符合式(5)要求时，可通过技术经济比较增大接地电阻，但不得大于5Ω，且应符合本标准6.2.2的要求。

《交流电气装置的接地》（DL/T 621-1997）第 6.2.2 条款：在有效接地和低电阻接地系统中，发电厂、变电所电气装置的接地装置，当接地电阻不符合式(5)的要求时，其人工接地网及有关电气装置还应符合以下要求：

a) 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、所外或将低电位引向厂、所内的设施，应采取隔离措施。例如：对外的通信设备加隔离变压器；向厂、所外供电的低压线路采用架空线，其电源中性点不在厂、所内接地，改在厂、所外适当的地方接地；通向厂、所外的管道采用绝缘段，铁路轨道分别在两处加绝缘鱼尾板等等。

b) 考虑短路电流非周期分量的影响，当接地网电位升高时，发电厂、变电所内的3～ 10kV 阀式避雷器不应动作或动作后应承受被赋与的能量。

c) 设计接地网时，应验算接触电位差和跨步电位差。

《交流电气装置的接地》（DL/T 621-1997）第6.2.3条款：当人工接地网局部地带的接触电位差、跨步电位差超过规定值，可采取局部增设水平均压带或垂直接地极铺设砾石地面或沥青地面的措施。

如何验算接触电位差和跨步电位差见《交流电气装置的接地》（DL/T 621-1997）第3.4条款：确定发电厂、变电所接地装置的型式和布置时，考虑保护接地的要求，应降低接触电位差和跨步电位差，并应符合下列要求。

a) 在110kV 及以上有效接地系统和6～35kV 低电阻接地系统发生单相接地或同点两相接地时，发电厂、变电所接地装置的接触电位差和跨步电位差不应超过下列数值：

t

U f t ρ17.0174+= （1） t U f x ρ

17.0174+= （2）

式中：U t ——接触电位差，V ；

U s ——跨步电位差，V ；

ρf ——人脚站立处地表面的土壤电阻率，Ω·m ；

t ——接地短路(故障)电流的持续时间，s 。

b) 3～66kV 不接地、经消弧线圈接地和高电阻接地系统，发生单相接地故障后，当不迅速切除故障时，此时发电厂、变电所接地装置的接触电位差和跨步电位差不应超过下列数值： f t U ρ05.050+= （3）

f x U ρ2.050+= （4）

c) 在条件特别恶劣的场所，例如水田中，接触电位差和跨步电位差的允许值宜适当降低。 2 质量控制要点

1）设计控制

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。因此，按设计手册规定大电流接地系统5.0≤R Ω（当I ＞4000A 时），一般可以直接取0.5Ω；小电流接地系统接地电阻的计算：Ω≤≤10250

I R 。 接地网全长：s t

I s ki km L ρρ25.0174....+=（m ）

当接地电阻计算值不能满足相关要求时，通过技术、经济比较后，采取的措施有：

（1）变电所内增加接地模块；

（2）深井接地加降阻剂；

（3）外引电解电极；

（4）外引接地网。

对外引接地装置与变电所内主接地网的连接，应在不同点至少有两点与主接地网可靠焊接（最好是对角连接）。

2）施工过程控制

主接地网的施工控制，从上面的计算公式可看出，接地网的接地电阻值与接地网的布置方式、均压带数目、均压带的间距（包括垂直接地体）、埋深和接地导体的直径都有很大关系，为符合设计和施工及验收规范要求，应对主要部分进行质量控制：

（1）对接地导体（镀锌扁钢、镀锌角钢或钢管）的材质、规格应符合设计要求；

（2）对水平均压带（垂直接地体）的间距应符合设计要求。设计无要求时应符合规范要求；（3）对水平均压带及垂直接地体的埋深应符合设计要求。设计无要求时应符合规范要求；（4）水平均压带、垂直接地体的搭接应采用焊接连接。搭接长必须符合规范要求。

（5）搭接部分经焊接后，热镀锌层受到损坏，损坏部分必须进行防腐处理。防腐处理可用防腐漆或沥青涂刷。

（6）最后水平均压带敷设完成后，应填写回填放行记录表，检查人员须严格按表中内容逐项进行认真检查和填写。

3）变电所主接地网接地电阻及接地网导通情况检查

1.主接地网接地电阻的测量。主接地网的接地电阻测量若在雨（雪）季节测量时，宜在雨后3～5天的晴天进行测量，测量结果值应根据土壤性质、均压带的埋深、土壤含水量等进行季节修正。

2.对主接网接地电阻的测量要求。测量时应从两个不同的方向进行，测量结果值应取最大值。测量辅助导线电流线的展放长度为变电所对角线长度的3～5倍，电压线为电流线展放的70%左右。

3.主接地网导通情况检查。在各配电装置（110kV及以下变电所可在某一点）作为测试

<2.0时说明导通良点对配电装置主要设备引下线选3～5点进行导通检查，若测量电阻Ω

好，否则应扩大检查点并进行相应的处理。

4）其他接地的质量控制

1.避雷针和避雷线（带）的安装控制

变电所防直接雷击的避雷针安装有两种：一是，独立避雷针；二是，装于构架上的避雷针，按规范规定35kV及以下电压的配电装置构架上不允许装设避雷针。

（1）独立避雷针。独立避雷针设独立接地网时，接地装置距主接地线网3m距离，接地装≤10。独立避雷针接地引下线应采用镀锌扁钢两根双侧引下，与接地装置的接地电阻应Ω