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1、摘要：本文根據(jù)多個變電所接地項目設計的實踐，結合防雷接地技術與電力系統(tǒng)自身特點，整理了變電所接地設計的基本步驟和思路。關鍵詞：變電所接地 接地設計 設計思路引言電力系統(tǒng)統(tǒng)中，變變電所接接地安全全至關重重要，其其設計也也十分復復雜。變變電站接接地包含含工作接接地、保保護接地地、雷電電保護接接地。工工作接地地即為電電力系統(tǒng)統(tǒng)電氣裝裝置中，為運行行需要所所設的接接地；保保護接地地即為電電氣裝置置的金屬屬外殼、配電裝裝置的構構架和線線路桿塔塔等，由由于絕緣緣損壞有有可能帶帶電，為為防止其其危及人人身和設設備的安安全而設設的接地地；雷電電保護接接地即為為為雷電電保護裝裝置向大大地泄放放雷電流流而設的的接

2、地。近年來，隨著防防雷行業(yè)業(yè)的不斷斷發(fā)展，防雷接接地科研研成果的的推陳出出新，許許多防雷雷企業(yè)受受邀參與與電力系系統(tǒng)變電電所接地地項目的的設計和和施工，尤其是是在高電電阻率地地區(qū)的變變電所，其降阻阻十分困困難，防防雷企業(yè)業(yè)進行了了深度降降阻的研研究，形形成了一一套較科科學的降降阻思路路，為電電力建設設提供了了很多幫幫助。但但是，變變電所地地網安全全除了對對接地阻阻抗有要要求外，還對地地網的結結構、使使用壽命命、跨步步電位差差、接觸觸電位差差、轉移移電位危危害等提提出了較較高的要要求。因因此，一一個科學學、完善善、系統(tǒng)統(tǒng)的變電電所接地地方案應應該突破破只做降降阻設計計的思路路，綜合合考慮各各方面

3、的的要求，形成完完整的設設計方案案。一般般新建變變電所接接地設計計分為以以下步驟驟：第一步、原始信信息的收收集及勘勘察內容容。接地設計計中，原原始信息息的收集集尤為重重要，原原始信息息的準確確與全面面將直接接決定設設計的質質量。一一般變電電所地網網設計應應收集地地網的用用途、接接地電阻阻值、使使用年限限、計算算用流經經接地裝裝置的入入地短路路電流、接地短短路電流流持續(xù)的的時間、地勘勘報告、氣候候特點等等內容。對于土土壤電阻阻率較高高的變電電所，現(xiàn)現(xiàn)場勘察察應重新新測試土土壤電阻阻率并與與地勘勘報告相比較較，土壤壤電阻率率的準確確與否將將直接決決定降阻阻設計的的成敗。站內土土壤電阻阻率獲知知后，

4、還還需了解解變電所所周邊情情況，了了解河流流走向，地下水水位，周周邊植被被、土層層結構、可利用用的接地地面積以以及周邊邊典型地地點的土土壤電阻阻率。對對于工程程設計，還需要要考慮項項目實施施的難度度和成本本，現(xiàn)場場勘察時時應了解解交通、人工、機械、水電、征地費費用等多多方面情情況，達達到設計計經濟且且可實施施。第二步、降阻措措施的選選擇。變電站地地網建設設一般要要求在站站內完成成降阻及及安全保保障設計計，這對對土壤電電阻率較較低的地地區(qū)是不不難的。但是，對于很很多高土土壤電阻阻率地區(qū)區(qū)的變電電站，僅僅利用站站內的面面積是無無法達到到較高要要求的接接地電阻阻值。為為此，應應先根據(jù)據(jù)公式R：地網網

5、接地電電阻：土壤電電阻率.mS：地地網面積積m2估算地網網大概需需要的面面積，然然后確定定需要采采用的降降阻措施施。降阻阻措施的的確定應應該遵循循科學、經濟、可實施施的原則則?？茖W學的降阻阻措施一一般包括括：橫向向擴大地地網面積積、大面面積換土土、網路路回填電電阻率低低的物質質、縱向向延伸地地網至土土壤電阻阻率較低低的地方方、敷設設水下地地網、采采用高效效降阻材材料等，但針對對不同變變電所接接地項目目，還需需作經濟濟性能比比較和現(xiàn)現(xiàn)場可實實施條件件的確定定。多個個工程案案例初步步表明: 1、橫向擴擴大地網網面積的的措施需需要大量量的征地地，而征征地工作作是建設設工程中中難度很很大的一一項工作作

6、，往往往將導致致整個工工程成本本增加很很高甚至至無法實實施；22、大面面積換土土的措施施涉及到到買土、運輸、回填量量大等問問題，工工程成本本也比較較高，建建設方一一般無法法承受；3、網網路回填填電阻率率低的物物質目前前使用較較多的為為物理長長效降阻阻劑；44、縱向向延伸地地網至土土壤電阻阻率較低低的地方方的措施施使用最最多的為為深井接接地，深深井接地地的降阻阻機理分分為兩部部分，一一是通過過深井接接觸地下下水或地地下土壤壤電阻率率較低的的地方，從而降降低接地地電阻；二是通通過深井井及配套套材料，擴大及及改善接接地體周周圍土壤壤的散流流效果，從而降降低接地地電阻；5、敷敷設水下下地網措措施一般般

7、用在水水源較近近且難度度很大的的接地設設計中采采用，一一般用在在山區(qū)水水電站接接地項目目中；66、采用用高效降降阻材料料，目前前使用的的離子接接地體等等高效接接地材料料經濟性性價比較較高，尤尤其是在在高土壤壤電阻率率地區(qū)的的接地設設計中被被廣為采采用。第三步、降阻材材料的選選擇。采用高效效的降阻阻材料是是降阻的的最便捷捷方式。許多高高土壤電電阻率地地區(qū)的變變電所最最終降阻阻成功，都得益益于材料料使用的的正確。但是，材料應應用的原原則應該該在考慮慮降阻的的同時，考慮其其防腐，這關系系到地網網的使用用年限，如果材材料防腐腐蝕能力力差，不不能達到到設計年年限，同同樣會因因接地材材料的失失效而引引起變

8、電電站運行行事故。下表對對常用接接地材料料的降阻阻效果、防腐蝕蝕能力、成本作作大概的的比較，以供參參考：材料名稱稱降阻效果果耐腐蝕性性單個成本本用量總體成本本100.m500.m10000.mm鍍鋅角鋼鋼25000500500538.337191.86383.70較差低很大高銅包鋼172500038.559192.95385.90好較低很大高離子接地地體50300004.13320.66541.330好高少低通過上表表可以看看出，采采用傳統(tǒng)統(tǒng)接地材材料如角角鋼扁鋼鋼，雖然然單位材材料的價價格便宜宜，但實實際應用用于整體體項目時時，由于于其降阻阻效果差差和使用用年限低低，一方方面必須須增加用用量

9、，同同時擴大大征地面面積；另另一方面面腐蝕太太快，中中間維護護和改造造頻繁，最終產產生的費費用很高高，同時時容易給給變電所所運行帶帶來很大大的安全全隱患；而采用用降阻效效果好的的、防腐腐蝕能力力強的接接地材料料，雖然然單位材材料的價價格較高高，同樣樣在應用用于整體體項目時時，由于于其降阻阻效果好好和使用用年限長長，一方方面用量量少，不不需要大大面積征征地，另另一方面面抗腐蝕蝕能力強強，中間間不需要要維護和和改造，最終成成本反而而很低，同時保保證了地地網的穩(wěn)穩(wěn)定性和和可靠性性。所以以，設計計工作中中，應全全面綜合合比較選選擇材料料，從而而獲得最最優(yōu)化的的設計方方案。第四步、接地材材料熱校校驗及壽

10、壽命。一般校驗驗過程如如下：根據(jù)公式式：公式：接地線線最小截截面mmm2：流過接接地線的的短路電電流穩(wěn)定定值A：短路的的等效持持續(xù)時間間sC：接地地線材料料的熱穩(wěn)穩(wěn)定系數(shù)數(shù)。在校驗接接地線的的熱穩(wěn)定定時 、 及cc應采用用下表所所列數(shù)值值。接地地線的初初始溫度度一般取取40C。在在爆炸危危險場所所，應按按專用規(guī)規(guī)定執(zhí)行行。系統(tǒng)接地地方式c鋼鋁銅有效接地地單（兩）接地短短路電流流見a）和和b）70120210低電阻接接地單（兩）接地短短路電流流2s70120210不接地、消弧線線圈接地地和高電電阻接地地異點兩相相接地短短路電流流2s70120210a）發(fā)電電廠、變變電所的的繼電保保護裝置置配置有

11、有2套速速動主保保護，近近接地后后備保護護，斷路路器失靈靈保護和和自動重重合閘時時， 可可按下式式取值 式中： 主保護護動作時時間s 斷斷路器失失靈保護護動作時時間s 斷斷路器開開斷時間間sb）配有有一套速速動主保保護、近近或遠（或遠近近結合的的）后備備保護合合自動重重合閘，有或無無斷路器器失靈保保護時， 可按按下式取取值 式中： 第一級級后備保保護的動動作時間間s根據(jù)熱穩(wěn)穩(wěn)定條件件，未考考慮腐蝕蝕時，接接地裝置置接地極極的截面面不宜小小于連接接至該接接地裝置置的接地地線截面面的755。必須說明明的是，對于復復合金屬屬如銅包包鋼，表表面的銅銅層很薄薄，主要要用于防防腐蝕，熱校驗驗的時候候應該完

12、完全按鋼鋼材質校校驗，但但防腐應應采用銅銅的腐蝕蝕率計算算。 接地地材料的的壽命關關系到接接地網的的整體安安全，防防止一定定年限后后地網因因腐蝕出出現(xiàn)斷開開、接觸觸不良等等情況，導致安安全事故故。材料料經過熱熱校驗后后，還應應采集材材料埋設設環(huán)境的的腐蝕率率，以330年壽壽命為例例，計算算其被腐腐蝕程度度。材料料最終尺尺寸應該該大于滿滿足熱校校驗的尺尺寸與330年被被腐蝕尺尺寸之和和。以陜西府府谷縣XXX變電電站項目目水平接接地材料料選擇過過程如下下：熱校驗得得接地線線最小截截面為4469.4mmm2最初選擇擇600 8 熱鍍鋅鋅扁鋼作作為設備備引下線線，未考考慮腐蝕蝕時，接接地裝置置接地極極

13、的截面面： 滿滿足要求求。主接地網網腐蝕率率：0.0655mm/年；考考慮壽命命：300年主接地網網取一根根600 8 熱鍍鋅鋅扁鋼 則：600 （880.0655 300）3363mmm24699.4 mm22 不滿足要要求，需需要采用用更大型型號鋼材材或使用用銅材，最終確確定采用用經濟實實用的銅銅包鋼線線。第五步、地網跨跨步電位位差、接接觸電位位差校驗驗高接地電電阻要求求的地網網形狀一一般包含含站內均均壓地網網與站外外輔助地地網，地地網的形形狀、范范圍、網網格尺寸寸確定后后，同時時對于站站內網格格地網還還應進行行地網跨跨步電位位差、接接觸電位位差校驗驗、避雷雷器熱擊擊穿校驗驗等。如陜西府府

14、谷縣XXX變電電站項目目校驗過過程如下下：已知條件件地網埋深深H=11.8 m接地極等等效直徑徑d = （-608扁鋼鋼）土壤電阻阻率 = 4000.m接地網面面積S=328817.4m22水平接地地極總長長度L=63883.99m接地網的的外邊緣緣總長度度L0=7833.2mm均壓帶計計算根數(shù)數(shù)n = 計算用入入地短路路電流為為I223.9913AA設計接地地電阻為為R00.4接地裝置置的電位位Ug為： Ugg=IRR=233.911300.4=9.557kVV接地網地地表面的的最大接接觸電位位差 UUtmaax=KKtmaaxUg KKtmaax=KKdKLKnKP由于300300m232

15、8817.4m22Ut=1771.11V，不不滿足要要求。6.3接接地網外外的地表表面最大大跨步電電位差(T=00.8mm跨步距距離)Usmaax=KKsmaaxUg 0.0233 Usmaax=KKsmaax UUg=2220.111V允許跨步步電位差差則 Ussmaxx=2220.111V Uss=3221.00V，滿滿足要求求。根據(jù)以上上校驗發(fā)發(fā)現(xiàn)，雖雖然接地地電阻降降到了要要求的00.4，但接接觸電壓壓不能滿滿足要求求，同樣樣不能滿滿足安全全運行的的要求，通過校校驗認識識此問題題后，設設計補充充措施為為在人員員經常走走動的維維護通道道、操作作機構四四周鋪設設直徑為為50-60mmm的礫礫石，其其厚度不不小于1150-2000mm，從而保保障值守守維護人人員的生生命安全全。 第六步、設計冗冗余及補補充措施施。由于地質質結構的的復雜性性和接地地設