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 ） 6.1 接地网在设计过程中注意事项···············（ 23 ）
6.2 与城市接地网有关的接地·················（ 25 ）
结 束 语 ····························（ 27 ）
致 谢 ····························（ 28 ）
参考文献 ····························（ 29 ）
I
摘 要
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。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。在110kV、220kV系统采用有效接地方式，系统中的变压器的中性点直接或经消弧线圈（低电阻）接地，而对小电流接地系统的接地则是设备人员安全起着极其重要的作用。但在所有系统条件下，应使其零序与正序电抗之比（X0/X1）为正值，并且其比值应大于3，而其零序电阻与正序电抗之比（R0/X1）为正值，并且比值不大于是。接地网的设计是一十分复杂，要求又非常严格，并涉及地质学，电磁理论，电磁屏蔽，地中电流，电气测量，应用化学及钻探技术等多学科，已成为综合性极强的边缘学科。分析接地网体系结构，就其接地电阻的构成，与诸多因素相关。接地体的布置，连接，接地体的材质，埋没接地装置区域的地质及气候和化学降阻剂的应用。从理论分析及在工程实践中去探讨降低接装置电阻的措施，是保证系统安全稳定运行的必要措施。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。接地装置是保证电气设备安全运行和人身安全的主要设备。由于自然条件和施工工艺等原因，变电站的接地装置腐蚀严重，接地电阻不合格，通过实施改造措施，消除隐患，解决接地网不合格问题。随着城市变电站的小型化,其接地网的面积受到了限制,由于电网的不断扩大,系统短路电流越来越大,因而对接地网的设计提出了新的要求.就城市变电站建设中面临的问题进行了分析,针对城市电网特点,对接地网形式、接地体选择及降低中跨步电势的措施提出了建议。还对城市变电站避雷带接地方案，与民用建筑结合的接地以及二次设备接地等问题进行了探讨。同时建设重新测量本地土壤电阻率，以便在接地风设计中合理取值。本文结合在建工程 220 kV 旗山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。
关键词：变电站；接地网；接地电阻 第1页
第1章 变电站接地网面临现状
1.1 概述
随着电力工业的发展，变电站一次设备二次保护对接地装置的要求不断提高。接地装置是确保电力设备安全运行及其工作人员人身安全的重要设备。电力系统中对接地装置的要求越来越严格，变电所接地系统直接关系到变电所的正常运行，更涉及到人身与设备的安全。然而由于接地网设计考虑不全面、施工不精细、测试不准确等原因，近年来，发生了多起地网引起的事故，有的不仅烧毁了一次设备，而且还通过二次控制电缆窜入主控室，造成了事故扩大，故接地网对电力系统的安全稳定运行起到非常重要的作用。
大型枢纽变电站，就因开关室接地与主接地网之间的接地电阻不合格，引发接地网局部地电位升高，造成高电压、大电流窜入直流系统、继电保护系统、击穿保护二次电缆、造成主控楼及保护装置、二次电缆、低压配电设备全部烧毁；150MVA主变压器和220kV、110kV部分高压设备烧毁。致使多家大型发电厂被迫停机，造成电力系统解裂大面积停电。现在尤其是35kV、10kV系统接地故障，由于接地网存在缺陷导致变电站接地网局部电位升高，致使避雷器不能正确动作，甚至发生逆闪，引发母线对地放电，开关爆炸，烧毁电气设备，甚至烧断接地装置，造成大面积停电的事故时有发生。然而，因为设计、施工、验收等各个方面的因素，未能有效地解决接地装置的防腐问题。比如，福州电业局旗山变，经过多次普测和开挖检查，发现接地网锈蚀严重，接地电阻逐年升高。规程规定：变电站接地装置接地电阻应不大于0.5欧。而该站接地网接地电阻由建站时的0.46 欧升高至2007年的1.05欧。
1.2 现状分析
为了摸清福州地区地网的腐蚀情况及存在的问题，从1999年起对南郊、北郊、雄县、东郊、等运行20 年以上的变电站地网进行了挖掘检查，经检查发现如下问题。
a. 接地引下线热容量不够公司大部分变电站设备采用的接地引下线为ø12 mm圆钢，部分设备甚至用ø8 mm圆钢,而且个别站同一电压等级设备的接地引下线规格不齐，并有多点焊接。 第2页
b. 接地引下线与水平地线截面配合不当北郊220 kV部分接地引下线截面ø22 mm圆钢，而接地引下线与地网干线相连的地线截面却为ø12mm圆钢；10 kV母线桥接地引下线为ø10 mm的圆钢，主网为40×4 mm扁钢。
c. 没按图纸施工，接地引下线连接不合理东北郊变电站地网施工图为对称布置，是与西北角相对应的东北角上一条主干线，开挖检查却找不到。部分设备接地引下线不是直接引到主网，而是经过操作机构再引到主网，或就近与其它设备接地引下线相连，甚至有部分设备接地引下线直接引进电缆沟内扁铁上。
d. 后期工程的接地引下线没有与一期工程主地网相连接容城220 kV变电站二期工程1号变压器中性点没有与主地网相接；1号变压器本体与底座基础相连，但底座基础没有与主网相连，该主变长期运行在本体及中性点没有有效接地的情况下，侥幸在运行期间没有发生接地故障，并及时发现事故隐患。高店117、118、119间隔，南郊2210间隔均为新增间隔，刀闸与开关接地线相连，成独立网，没与主地网连接。
e. 部分接地网（线）腐蚀严重电缆沟接地扁钢比土壤中的腐蚀严重；土壤中的接地引下线比水平敷设的主接地网干线腐蚀严重。如水源电缆沟内扁铁多处锈蚀50%以上，甚至有几处已经锈断。
f. 重要设备未能保证多于一点接地。
接地装置的使用功能，就是实现不同的接地目地和用途。较大型接地网是各种电力设备的公共接地网，它必需满足各种综合使用功能的要求。
从旗山变电站几年来测试结果（表1）分析，接地网接地电阻呈逐年升高趋势，其特征是：
工程起始标准低，水平接地埋设 ，部分地段接地线裸露地面
设备引下线截面较小
地网焊接防腐处理不标准
地质状况不良，自然环境恶劣
表的格式见表1-1
表1-1 旗山变接地电阻测试对照表
日期 接地电阻值（欧） 测试变化值 运行时间（年）
1994年9月 0.46 ---------- -------------
1996年9月 0.5 增大0.04 2
2002年9月 0.915 增大0.415 6
2007年9月 1.05 增大0.135 5
旗山变电站接地网的不良状况接地电阻不合格、地网严重锈蚀等，直接影响设备 第3页
安全运行和系统的安全可靠性。改造目标不但要解决地网缺陷问题，还要弄清造成地网不合格的原因，从而制定切实可行的解决方案。
通过对旗山变电站地网不合格状态测试分析，得知自然环境是地网不合格的主要原因：地壤盐碱含量高；地质为沙石结构；土壤电阻率高。
通地开挖检查，发现靠近大门侧80%为沙石结构；35kV配电区域为沙粒结构；变压器及开关区域为土沙结构。当然还有其它一些原因，比如，施工时水平地网埋设较浅，地网连接没有严格按照规程规定施工等。总之，接地网不合格的主要原因是地质条件差。
随着电力系统的发展，电网短路容量越来越大，对接地的要求也越来越高。长期、可靠、稳定的接地系统，是维持设备稳定运行、保证设备和人员安全的根本保障，而选择品质好的接地材料和可靠的连接是保障接地系统长期安全可靠的重要因素。
长期以来，我国选用镀锌扁钢作为接地材料。这是因为解放初期，我国变电站的规模很小，由于经济和资源的原因，普遍采用钢质材料作为变电站的接地 (体)极的材料，这种做法一直沿用到现在。上世纪八十年代末，全国各地相继出现了一些在系统发生接地故障时，因接地网原因，造成变电站高压串入控制室，烧毁控制室和保护盘柜的重大停电事故。根据国家电网公司统计资料，运行10年以上的变电所钢接地网均有不同程度的腐蚀，20年以上的更为严重。根据接地网事故的统计分析，地网腐蚀，接地体在故障时烧断是引发接地网事故的重要因素之一。为防止该类事故的发生，各地除加大接地体及接地引下线的截面外，还制定了相应的运行维护措施，如导通检查和开挖检查，有关院校开展了检测接地体腐蚀程度的分析研究。原国家电力公司“25项反措”对此给予了高度重视，并制订了一系列反措，同时也提出：接地装置腐蚀比较严重的枢纽变电所宜采用铜质材料的接地网。
变电站接地网概况
变电站接地网概况
1 220kV及以下变电站地网
接地网的网格布置采用长孔网或方孔网，接地带布置按经验设计，水平接地带间距通常为5m~8m。除了在避雷针（线）和避雷器需加强分流处装设垂直接地极外，在地网周边和水平接地带交叉点设置2.5m~3m的垂直接地极，进所大门口设帽檐式均压带，接地网结构是水平地网与垂直接地极相结合的复合式地网。
2 500kV变电站地网
1) 部分工程仍按220kV变电站同样模式设计地网，因为500kV变电站占地面积大，把水平接地带间距加大到10 m以上，采用等间距的网格布置。并设置有大量的2.5m~3m的垂直接地极，这也是复合式接地网。
2) 另有一些工程采用不等间距网格布置，2.5m垂直接地极仅仅在避雷针（线）和避雷器引下线接地处设置，大门口设帽檐均压带……，是以水平接地带为主的地网。不等间距的网格布置尺寸的确定有两种方式：第一种是由计算机计算，输入土壤电阻率和入地故障电流等相关数据计算，计算机可输出地网布置图和电位分布曲线等相关结果；第二种是根据接地标准附录提供的比例关系，参照以往工程经验，尽量将水平接地带靠近设备，以便缩短设备引下线长度。
2 接地网形式优劣分析
长孔与方孔地网
网格布置尺寸按经验确定，没有辅助的计算程序和对计算结果进行分析，设计简单而粗略。因为接地网边缘部分的导体散流大约是中心部分的3~4倍，因此，地网边缘部分的电场强度比中心部分高，电位梯度较大，整个地网的电位分布不均匀。接地钢材用量多，经济性差。在220kV及以下的变电工程中采用长孔网或方孔网，因为入地故障电流相对较小，地网面积不大，缺点不太突出。而在500kV变电站采用，上述缺点的表现会十分明显，建议500kV变电站不采用长孔或方孔地网。
不等间距地网
水平接地体采用不等间距布置，即地网中部间距大，地网边缘间距小。根据地网散流的特点，不等间距的网格布置，正好弥补了长孔或方孔地网的缺点，其优越性体现在以下几点：各网孔电势大致相等，各网孔电势与平均值相差不超过5%，最大网孔接触电势比长孔或方孔网低40%以上；与长孔或方孔地网比较，大大减少了电位梯度分布不均匀的危险，提高了地网对人身和设备的安全水平；接地导体散流能力的利用较为充分，节约钢材和相应的施工费可达30%~40%；
变电站接地施工方案(3篇)
第1篇
一、工程概况
变电站接地系统是变电站安全稳定运行的重要保障，其作用是保证变电站内设备和人员的接地安全。本方案针对某变电站接地系统进行施工，旨在确保变电站安全稳定运行。
二、施工准备
1. 施工人员：组织具有相关专业知识和经验的施工队伍，进行现场施工。
2. 施工材料：准备足够的接地材料和施工工具，如接地棒、接地线、接地电阻测试仪、绝缘手套、绝缘靴等。
3. 施工设备：配置必要的施工设备，如挖掘机、吊车、测量仪器等。
4. 施工图纸：熟悉施工图纸，明确施工内容和要求。
5. 施工安全：制定施工安全措施，确保施工过程中人员安全。
三、施工步骤
1. 施工前准备
（1）对施工现场进行勘查，了解变电站接地系统的现状，确定施工范围。
（2）对施工人员进行安全教育和技能培训，确保施工人员掌握施工技能和安全知识。
（3）准备施工材料、设备，确保施工顺利进行。
2. 施工过程
（1）接地体施工
1）根据设计图纸，确定接地体的位置、数量和尺寸。
2）挖掘接地体基坑，深度应满足设计要求，确保接地体埋设深度。
3）检查接地体材质，确保其符合设计要求。
4）将接地体放入基坑，进行固定，确保接地体稳定。
5）回填基坑，夯实土壤，确保接地体与土壤接触良好。 （2）接地线施工
1）根据设计图纸，确定接地线的走向、长度和数量。
2）沿接地线走向，挖掘沟槽，深度应满足设计要求。
3）将接地线埋设于沟槽中，确保接地线与接地体连接牢固。
4）回填沟槽，夯实土壤，确保接地线与土壤接触良好。
（3）接地电阻测试
1）使用接地电阻测试仪，对变电站接地系统进行测试。
2）根据测试结果，分析接地系统的接地电阻是否符合设计要求。
3）如接地电阻不符合设计要求，进行整改，直至满足要求。
4. 施工验收
（1）对施工过程进行自检，确保施工质量符合设计要求。
（2）邀请相关部门进行验收，对变电站接地系统进行验收。
（3）验收合格后，进行交付使用。
变电站接地系统的重要性
２０１３年第２３期总第１４３期
Ｓｌ Ｌ＿Ｃ０Ｎ ＶＡＬＬＥＹ 固
变电站接地系统的重要性
朱虹霖 （云南省电力设计院。云南昆明６５００５１）
摘要文章探讨了变电站接地网的基本概况，简述了主要的设计原则，对当前在变电站接地系统中常用的降阻措施
进行了综述，最后以水平接地网均压带的优化设计为例，以最大接触电压值最小和最大接触电压与最小接触电压之差
最小两类目标函数，可用遗传算法求解，得出以指数函数来表征的各导体间距的最佳压缩比，从而实现导体的不均匀
布置。 关键词变电站；接地网；优化设计
中图分类号：ＴＭ７２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－７５９７（２０１３）２３－０１４５－０１
１概述
接地系统是电网的重要组成部分，所承担的任务是把某些
电气设备与大地连接，提供稳定的参考地电位，为故障电流货
雷击电流提供宣泄通道，因此接地系统对电网的安全稳定运行
具有非常重要意义。从类型上划分，可分为工作接地、保护接
地和防雷接地，完整的接地系统通常都包含这三个接地类型。
由于接地系统非常重要，因此接地系统的研究也在随着电网的
现代化和智能化在进步。先后经历了简单水平接地网、立体接
地网、复合接地网等发展阶段，不断提高其运行效率。随着我
国特高压、远距离、大容量交流输电的需要，相应的变电站接
地系统的设计要求也在不断提高，在是一个值得深入研究的电
网优化设计问题。对变电站而言，其接地系统要求能够将故障
电流和雷击电流及时传导至土壤，保障变电站内的电气设备遭
到反击过电压的破坏，同时还要保护工作人员在故障检修时免
遭地电位升高的伤害。但我国的变电站设计主要还是传统设计
方法，基于电力行业标准来进行接地网的设计，这类设计思想
对于均匀土壤具有较好的适应性，但对于非均匀土壤和不规则
接地网的适应性不足，按均匀土壤来设计可能造成较大的误差，
因此对变电站接地网的优化设计是该领域的重要研究方向。本
文将就变电站接地系统展开探讨。
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
2023年7月
目 录
一、编制依据 ............................................ 2
二、工程概况 ............................................ 2
三、施工流程图 .......................................... 3
四、施工总体规定 ........................................ 3
五、施工组织安排 ........................................ 5
六、重要施工方法 ........................................ 8
1. 施工准备 ............................................. 8
2. 施工方法 ............................................. 9
七、质量控制 ........................................... 10
1. 质量控制目的及规定 .................................. 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
变电站接地设计
1 变电站接地设计
目的：
1. 接地电阻计算。
2. 接地导体（接地极）截面计算。
3. 规范对接地网敷设要求的掌握。
4. PE线截面计算。
5. 为后续接地计算软件计算应用储备知识。
前置条件：
1. 最大接地故障不对称电流值计算。
参考规范：
1. GB 50059-2011《35～110kV变电站设计规范》
2. DL/T 5218-2012《220kV～750kV变电站设计技术规程》
3. GB/T 50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》
4. GB/T 50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》
5. GB/T 51096-2015《风力发电场设计规范》
6. GB 50797-2012《光伏发电站设计规范》
7. DL/T 1364-2014《光伏发电站防雷技术规程》
2 1. 概述
电力系统、装置或设备应按规定接地。接地按功能可分为系统接地、保护接地、雷电保护接地和防静电接地。发电厂和变电站内，不同用途和不同额定电压的电气装置或设备，除另有规定外应使用一个总的接地网。接地网的接地电阻应符合其中最小值的要求。
交流电气装置的接地设计，应遵循规定的设计步骤。设计方案、接地导体（线）和接地极材质的选用等，应因地制宜。土壤情况比较复杂地区的重要发电厂和变电站的接地网，宜经经济技术比较后确定设计方案。
备注：重要发电厂和变电站指：330kV及以上发电厂和变电站、全户内变电站、220kV枢纽变电站、66kV及以上城市变电站、紧凑型变电站及腐蚀严重地区的110kV发电厂和变电站。
变电站交流电气装置的接地设计，应符合现行国家标准《交流电气装置的接地设计规范》（GB/T 50065-2011）的有关规定；变电站建筑物的接地，应根据负载性质确定，并应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057中有关第二类或第三类防雷建筑物接地的规定。
风力发电场升压站和光伏发电站的升压站接地设计要求，与变电站的接地设计要求基本相同。
浅谈变电站二次设备等电位接地网的布设方案
浅谈变电站二次设备等电位接地网的布设方案
摘要：针对当电力系统发生接地故障或遭遇雷击时，大电流会在主接地网内产生电压差，该电压差将对二次电缆产生干扰并影响二次设备的正常运行，布设二次设备等电位接地网能有效预防主接地网的不平衡电压引入到二次系统当中，进而引起二次设备损坏及误动情况的发生。本文详细介绍了发电厂和变电站二次设备等电位接地网各组成部分的具体布设方法。
关键词：变电站；二次设备；等电位接地；地网敷设
为了保证设备和人身的安全，必须尽量减少短路故障时地网的电位升，这要求最大程度的降低接地电阻值。然而，与此对立的一个矛盾是随着电网的扩大系统单相短路电流也随着增大。再加上近年新建的水电站和变电站都建在山上或其他土壤电阻率较高的地区。因而接地阻值很难降低到标准要求的数值。即使降低到标准要求值，也无法确保短路故障时二次回路不受干扰。
1二次等电位接地网的总体布置
发电厂和变电站等电位接地网布设的位置应包括:中控室、继电保护室、机旁屏(含继电保护屏、自动控制屏、励磁屏、调速器电调屏、测量屏、故障录波屏等)、电流互感器(CT)和电压互感器(PT)端子箱、GIS汇控柜(开关站控制柜)。其中，重点是继电保护所属屏柜，因其直接影响断路器出口操作回路。
等电位接地网采用截面积不小于100 mmz的专用铜排(缆)，按屏柜方向布置。屏柜内等电位接地网专用铜排至屏柜下的专用铜排(缆)采用截面不小于50 m耐的铜排(缆)可靠连接。
二次等电位网独立组网，但又与主接地网一点相连。等电位接地网布设完毕后，必须与主接地网有一点连接。若不与主接地网相连，等电位接地网接地电阻不能满足设计要求;若与主接地网多点相连，当主接地网电位不平衡时，不平衡电压也会被引入到等电位接地网中，从而对二次设备产生干扰。
2等电位接地网各部分的布设方式
变电站小电流接地选线改造方案
变电站小电流接地选线改造方案
一、背景
随着电力负荷的快速增长，变电站接地系统的安全性和稳定性变得尤为重要。现有的变电站小电流接地选线存在一些问题，如接地电流过大、系统不稳定等。因此，需要对变电站小电流接地选线进行改造，以提高系统的安全性和稳定性。
二、分析
1.接地电流过大：现有的接地选线导致接地电阻过大，导致接地电流过大，增加了系统操作和运行的风险。
2.系统不稳定：由于接地电流过大，系统容易出现接地电位上升，导致设备故障或甚至设备损坏。
三、目标
1.降低接地电流：通过改造接地选线，降低接地电阻，减少接地电流。
2.提高系统稳定性：通过改造接地选线，减少接地电位上升，提高系统的稳定性和运行效率。
四、改造方案
1.选择合适的导体材料：选用低电阻的铜材质导体，降低接地电阻。
2.采用合理的布线方式：通过合理的布线方式，减少接地导线的长度，降低接地电位上升。
3.增加接地极数量：增加接地极的数量，将接地电流分散到多个接地极上，减少接地电阻。 4.优化接地系统布置：按照接地电流大小和系统负荷分布，合理布置接地系统，在减少接地电阻的同时，保证系统的可靠性和稳定性。
5.增加接地电流监测设备：安装接地电流监测装置，实时监测接地电流的变化情况，及时进行调整和维护。
五、实施步骤
1.综合考虑系统的情况和改造方案，确定改造的优先级和难度。
2.进行现场勘察和测量，准确获取系统的参数和实际情况。
3.根据测量结果，制定详细的改造方案和施工计划。
4.按照改造方案和施工计划，进行接地选线改造工程。
5.进行改造后的系统测试和调试，确保改造的效果符合设计要求。
6.监测和维护：定期监测接地系统的运行情况和接地电流的变化，及时进行维护和调整。
六、预期效果
1.接地电流明显降低，减小了系统的运行风险。
2.接地电位上升得到控制，提高了系统的稳定性和可靠性。
3.接地系统运行正常，减少了设备故障和损坏的可能性。
高电阻率土壤220kV变电站接地网设计方案的研究和应用
高电阻率土壤２２０ｋＶ变电站接地网设计方案的研究和应用
曾育新 武安庆 李小东
（１．新疆神火煤电有限公司，新疆鸟鲁木齐８３００００；２．沁阳沁澳铝业有限公司，河南焦作４５４５５０）
摘要：文章结合在建的工程２２０ｋＶ神火变电站的接地网设计工作，探讨了目前高土壤电阻率降阻措施及分析接 地设计参数对地电位、接触电位差、跨步电位差的影响程度，阐释了接地网设计方案、施工方法及其合理性。 关键词：高电阻率降阻；不等间距；接触电压；跨步电压 中图分类号：ＴＭ８６２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—２３７４（２０１１）２４—００８３—０３
一、概述
随着电力系统电网容量的不断增加，流经接地
网的短路电流也越来越大，因此要确保人身和设备的
安全，维护供电系统的可靠运行，电力行业标准ＤＬ／
Ｔ６２ｌ１９７规定，接地装置的接地电阻应满足Ｒ≤２０００／
Ｉ，即ＩＲ＜２ＯＯＯＶ。特别是现在普遍采用微机保护，其对
接地电阻值的要求很高，即Ｒ＜１ ｐ，２０００Ｖ难以满足要
求，在高电阻率土壤（如火烧岩、卵石、戈壁滩等）
建设的２２０ｋＶ变电站接地网设计方案的研究和应用显得
尤为必要。本文结合在建的工程２２ＯｋＶ神火变电站的工 程数据，重点探讨目前高土壤电阻率地区发电厂、变
电站的接地设计问题。在设计施工过程中如何合理确
定接地装置的设计方案，降低接地电阻，这是变电站
设计施工的重点之一。
随着电力系统的发展，输电线路的电压等级越来
越高，入地短路电流越来越大，采用自然水平复合接地
网设计，接地电阻、跨步电势、接地电势往往达不到要
求，危及操作人员和电气设备安全。为了降低接地电
阻，现在在工程设计中采取了增大地网面积、增设接地
体、采用降阻剂或局部换土、深孔爆破制烈压灌、电解
离子接地系统、并联集中式接地体等许多方法。
二、变电站接地系统设计方案
合理的设计一个安全地网，使得变电站有较低的
足够安全的接触电位差、跨步电位差、地电位是设计
高土壤电阻率的变电站接地设计
ｒ＿］ 郝 （福建省莆田电业局， 毅 福建莆田５５Ｉ １ ００） 摘要：接地是确保电气设备正常工作和安全防护的重要措施。随着电力系统容量的不断提升，入地短路电流越来越 大，要求接地电阻越来越小，而要求接地电阻太小，有时既不经济也无法实现。本文通过高土壤电阻率的福建省莆田地 区城北变接地设计实例，分析变电站接地设计中土壤电阻率、接地电阻、跨步电位差、接触电位差等之间的相互关系， 探讨高土壤率下采用灵活措施，在达到安全要求的同时，优化设计，减少不必要的投资。 关键词：土壤电阻率；接地电阻；跨步电位差；接触电位差；接地 Ｄ０Ｉ：１ ０．５９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１ ６７１—６５９６．２０１ ０．０９．００６ ｌ 前言 随着我国电力一、二次设备技术提高，变电站占地面 积越来越小，变电站设计倡导资源节约型，要求少占良田 耕地，甚至要为城市发展让路。因此，目前变电站站址遇 到土壤电阻率较高的情况时有发生。高土壤电阻率虽然对 变电站接地设计带来困难，但只要采用综合措施，不过分 要求低接地电阻，化不利为有利，同样可以做到保证设备 和人身安全，又最大限度降低造价。 ２ 接地电阻的预估 变电站接地电阻是接地设计的关键数据，因为许多设 计参数与接地电阻密切相关。接地电阻Ｒ越大，接地网地表 面的最大接触电位差、最大跨步电位差将越大，对设备和 人身安全的威胁越大，因此在设计中应首先做好接地电阻 的预估工作。 （１）根据电力行业标准ＤＬ／Ｔ６２１１９７规定，接地装置的 接地电阻值应满足Ｒ≤２０００／１，即ＩＲ＜２ＯＯＯＶ，式中Ｉ为入地 短路电流。由福建省电力勘测设计院提供的１１０ｋＶ城北变 ２０２０年短路电流，在最大运行方式下：１１０ｋＶ母线单相短路 电流：１７．２７ｋＡ（其中流回中性点电流１．３２ｋＡ）；由于无法 确定该站架空避雷线的分流系数，为此，汁算最大入地短 路电流时，根据经验选取架空避雷线的分流系数为１５％，则 最大入地短路电流：Ｉｍ＝（１７．２７一１．３２）｝（卜１５％）＝１３．５６ＫＡ。 如此大的入地短路电流，要使ＩＲ＜２ＯＯＯＶ，Ｒ约为０．１５ 欧，显然无法实现。为此按规程５．１．１中第２点要求接地电 阻应不大于５Ｑ。 （２）通常设计中，ｌＯｋＶ避雷器动作的校验是在实测接 地电阻完成后进行的。这样做弊端较多，若校验避雷器会 动作，再进行降阻或采取其它措施，施工难度大大增加， 不如在施工前设计就进行考虑。目前，避雷器工频放电电 压下限Ｕｇｆ取２４ｋＶ，我们以城北变为例，可通过下式反算 １０ｋＶ避雷器不动作时的允许接地电阻值： Ｒ≤—Ｕｇ］－Ｕｅ／￣］３ １．８， ＝！ ：０．７５Ｑ １ ８×１３ ５６ 式中，Ｉ＝ｌ３．５６Ａ，Ｕｅ＝１０ｋＶ。 ． 按照设计手册接地电阻应满足ＩＯＫＶ避雷器不应动作， 但设计手册出版于１９８７年，当时电力系统容量较低，入地 电流较小，反算的接地电阻较大。城北变的土壤电阻率高 达１２００ Ｑ・ｍ，反算接地电阻如此低，显然无法做到。根据 电力行业标准ＤＬ／Ｔ６２１１９７规定，当接地网电位升高时，避 雷器不应动作或动作后应承受被赋予的能量。这样为减少 不必要的投资，不取０．７５ Ｑ，设计中允许１０ｋＶ氧化锌避雷 器动作，为保护避雷器和及时发现避雷器故障，应加装避 雷器脱离器。 （３）接地电阻当然越小越好，但取多少合适呢？通常 设计中根据入地电流、土壤电阻率凭经验预估一个电阻 值。这样做的弊端是估大了安全达不到要求，估小了投资 会大大增加。在城北变接地设计中，我们从接地对人身安 全的最终目标出发，首次采用通过跨步电位差的上限值， 反算接地电阻的方法。过程如下： ①地面跨步电位差上限： Ｕ ：Ｔ１７４＋０．７ｘ ２５００：１９２４Ｖ … √ｆ √ｌ 城北变是在一山坡上推平后建设，下层为岩石，上层 回填土层。由于山坡推平施工中产生大量碎石，全站可铺 碎石１５０ｒａｍ，从设计手册查得：Ｐ ｓ＝２５００ Ｑ・Ｉｌｌ。 ②接地网地表面的最大跨步电位差： ｕｓｍａｘ＝Ｋｓｍａｘｕｇ＝Ｋｓｍａｘ．ＩＲ为确保人身安全，Ｕｋｌ＞Ｕｔｍａｘ＝ Ｋｔｍａｘ．ＩＲ； 即：Ｒ必须满足条件：Ｒ＜Ｕｋｌ／（Ｋｓｍａｘ．Ｉ）——（式２） 式中Ｋｓｍａｘ为最大跨步电位差系数。 ③通过接地线截面校验，采用５０ Ｘ ６热镀锌扁钢，埋深 取１．０ｍ，接地网采用６ｍＸ ６ｍ方孔网格，面积８＝７２Ｘ ３０＝２１６０ 。 计算最大电位差系数Ｋｓｍａｘ，其表达式为： Ｋｓｍａｘ＝（１．５一ｑ。）・ｌｎ（［ｈ ＋（ｈ＋Ｔ／２） ］／［ｈ２＋（ｈ— Ｔ／２） ］）／ｌｎ［２０．４・ｓ／（ｄ・ｈ）］——（式３） 收稿日期：２０１０—０２—０８修回日期：２０１０－０３－１２ 作者简介：郑毅（１９７５一），男，汉族，福建莆田籍，双学士，工程师。
变电站设备接地工艺标准
变电站设备接地工艺标准
变电站设备接地工艺标准是确保变电站设备安全运行的重要标准之一。良好的接地系统能有效减少电气事故的发生，保护设备及人员的安全。下面将介绍一些常见的变电站设备接地工艺标准。
1.接地系统类型
常见的接地系统类型包括TN-S系统、TN-C系统、TN-C-S系统、TN-C（S）系统和TT系统。根据变电站的具体情况和需求，选择合适的接地系统类型。
2.接地电阻要求
接地电阻是指接地装置和地面之间的电阻值。通常要求接地电阻的值小于规定的数值，以保证设备接地效果良好。一般来说，站点接地电阻不应超过规定的标准。
3.接地导体材质和规格
接地导体是将设备连接到地面的重要组成部分，软铜导体是常用的材料。导体的截面积和长度需要根据设备的特点和需求进行计算确定，以确保导体能够正常导电。
4.接地极的选择和布置
根据地质条件、变电站的规模和设备布置，选择合适的接地极类型，如立式接地极和水平接地极。同时，也需要合理布置接地极，确保设备的接地能够达到预期效果。
5.接地网的布置和构造 接地网是变电站设备的主要接地部分，它由接地导体、接地极和连接导线组成。接地网的布置需要根据设备的数量和布局合理设计，以实现全站的统一接地。
6.接地引线的设计和施工
接地引线连接设备和接地网，起着传导电流的作用。接地引线需要使用符合标准的导线材料，并采取适当的施工工艺，保证接地系统的可靠性和稳定性。
7.接地系统的检测和维护
定期对变电站的接地系统进行检测和维护，包括测量接地电阻值、检查接地极的连接情况、清除接地系统周围的杂物等。及时发现和解决问题，保障变电站设备的正常运行和人员的安全。
综上所述，变电站设备接地工艺标准是确保变电站设备安全运行的重要标准之一。通过合理选择和设计接地系统，严格按照标准进行施工和维护，可以提高变电站设备的安全性和可靠性，减少电气事故的发生。接地是保证电气设备和人员安全的重要措施之一。在变电站中，接地工艺至关重要，可以有效减少电气事故的发生，保护设备及人员的安全。本文将进一步介绍变电站设备接地工艺标准的相关内容。