接地装置设计及改造技术

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　接地装置设计及改造技术

　接地装置设计及改造技术

　李景禄

　ﻫﻫﻫﻫﻫﻫﻫ ﻫﻫ ﻫ ﻫ ﻫ

　 所究研术技压电高学大工理沙长ﻫ院学程工息信与气电学大工理沙长ﻫ

　长沙电力通高技术开发有限公司

　目

　录 一、

　前言－-----－-－－-----－－--－－-－---------－-－-------------－-－---－--－-----－－--－--－--－－-------3 二、架空线路杆塔得接地装置------－－----－-------－－－-----------－-------－－---5电发、三ﻫ厂、变电所得接地装置-------－－------－--－－--－－--－--21 四、关于大中型接地网降阻措施得探讨－---－---－---------------－-－－--－--－58 五、关于接地工程中若干问题得研究－--－---－---－----－--－－------－－－------－63 六、关于接地降阻措施得研究－------－-－－--------－--－----－－--－-－---－--－－--－-70 七、关于接地降阻材料得评价－-－--－-----－－-----－--－------------－---------－-81 八、送电线路杆塔接地降阻措施得探讨-－-－－----－---－-----－-－－－---－----－－-89、九ﻫ接地降阻剂应用及接地装置腐蚀得分析--－---－－-----－-－－－-－-－----－-96装地接、十ﻫ置得腐蚀及防腐措施研究-－------－-------－------－－－--－----－--105工腐防网地接、一十ﻫ程中得阴极保护设计－-－-----－---－--------－--------11２ 十二、特殊场所得接地设计与降阻措施研究－------------－-－----------１１8 十三、地电位干扰及抗干扰措施研究－--－-－-－-－----－---－----－－----------1２４、四十ﻫ关于大中型接地网工频接地电阻测试得研究--－-------－------１33杆线宝平ＶK0１1、五十ﻫ塔接地改造及防雷效果分析--－-－-－-----－-－--１41 十六、微波站接地及降阻措施研究－-－---------－-－-------------－----－----14549-ＦPＧ、七十ﻫ高效膨润土降阻防腐剂使 用 说 明 -----------1５3 十八、GPF－94 高效膨润土降阻防腐剂得工程应用------－-----－１64得站电水区山、九十ﻫ接地设计与降阻措施探讨－--－－---－----－-－169保雷防统系电弱所电变、厂电发、十二ﻫ护研究-－------－---－-－-------－--------17４----------－--明证用应程工及告报验试、一十二ﻫ

　－--－---－-－－--－---－－----－--１8１－----－--－－-－---介简司公高通力电、二十二ﻫ--------------－－---－---------－--- ﻫ

　ﻫ一、

　前

　 言 电步跨与压电触接备设，大增得流电地接于由,大愈来愈流电路短地接,展发得统系力电着随ﻫ压也越来越大,因而直接威胁到设备与人身得安全。由于接地短路电流得增大，接地线与接地干线得热稳定也就愈来愈突出。特别就是由于发电厂、变电所微机保护与综合自动化装置得大量投运,由接地短路电流所形成得地电位干扰问题也就越来越突出,由于地电位干扰所造成得微机保护“死机”、误动而造成得事故与事故扩大得现象时有发生,从而造成了影响电力系安全运行。因而接地装置得运行与改造问题也就受到了电力系统得广泛重视。

　2００２年本人关于接地技术方面得第一本书《实用电力接地技术》由中国电力出版社出版以来,受到了广大电力系统工程技术人员与高校相关专业人员得欢迎。但本人在后续得接地实践中发现还有许多内容,特别就是接地装置运行中存得一些问题,如:地电位干扰,接地装置得腐蚀及防腐措施;接地改造得一些内容，如:降低大中型接地电阻得措施,防腐措施,接地装置设计、改造中存在得问题，在原书中不够突出与详细;同时,电力系统中从事接地工程得一些工程技术人员与高校得一些研究人员也希望对接地装置得运行与改造得有关内容再整理成书。２00５年 5 月第二本专著《接地装置运行与改造技术》由中国水利、水电出版社出版，进一步得完善了这些方面得内容。地接与行运、验试置装地接究研始开起年 58９1 从人本ﻫ设计,后又从事接地产品开发、改造工作，从 1９8７年起在全国范围内先后改造了 3００多处发电厂、变电所得接地装置与输电线路杆塔接地装置。这里即有成功得经验,也有失败得教训。特别就是到高校从事教学与科研以来对电力系统接地从各个方面进行了理论研究。比如对大中型接地装置得降阻研究、防腐研究、降阻材料得应用研究。把理论研究成果结合到实际得接地工与中,走与实践相结合得路子,也取得了一些成功与突破。这里也就就是本人近年来在工程与科研上所发表得、或即将发表得论文,或相关接地运行与改造得材料,希望能对电力系统得接地工作有所帮助,并作为对自己两本专著得补充。

　ﻫ

　作者 72-5-500２

　沙长于ﻫ ﻫ ﻫﻫ ﻫﻫﻫﻫ ﻫ

　 ﻫ

　 置装地接得塔杆路线空架、一ﻫﻫ第一节

　架空线路杆塔接地得意义及要求 ﻫ一、架空线路杆塔得意义 路线高提是就阻电地接塔杆低降,要重关至行运定稳全安得统系力电对地接塔杆路线空架ﻫ耐雷水平,减少线路雷击跳闸率得主要措施。由于杆塔接地电阻高而产生得雷击闪络事故相当多,典型得有 50０kＶ天平Ⅰ、Ⅱ回输电线路。由于大部分位于山区、地质条件较差，许多杆塔得接地电阻不合格，有不少杆塔得接地电阻在 100Ω 以上,造成线路耐雷水平低，经常发生雷电绕击、反击,使线路跳闸,影响了电网得安全稳定运行。经对线路杆塔接地进行了降阻高燥,使线路雷击跳闸率得到了有效得控制。又如,信阳 110kＶ信李线，由于部分杆塔得接地电阻不合格,在 1992 年与 1993 年多次发生雷击跳闸事故。特别就是１10kV 平宝线,因线路得部分杆塔要经过雷电流活动强烈得震雷山,杆塔得接地电阻又不合格，高得达 10０Ω 以上,因而在１995 年前，每年都要发生雷击跳闸,有得一年发生多次跳闸,１9９6 年对接地电阻不合格得杆塔接地进行了改造，改造后得 5 年间没有发生一次雷击跳闸事故。因此可见,降低杆塔接地电阻,使之达到合格范围,对防止雷击跳闸，保证电网安全就是非常重要得。

　二、架空线路杆塔接地得标准要求 电过得置装气电流交《7991-026Ｔ/LＤ准标业行力电在式型与阻电地接得塔杆路线空架对ﻫ压保护与绝缘配合》、L/Ｔ6２1-1997《交流电气装置得接地》中都提出了具体得要求。就是设计、安装与改造架空线路杆塔接地得依据。

　、1 阻电地接得塔杆ﻫ(１)有避雷线线路杆塔得接地电阻。有避雷线得线路,每基杆塔不连避雷线时得工频接地电阻,在雷季干燥时,不宜超过表 4－1 所列数值。杆得障故击雷生发常经与方地得烈强动活电雷ﻫ塔与线段,应改善接地装置,适当提高绝缘水平或架设耦合地线。

　表 1

　有避雷线得线路杆塔接地电阻１≤

　)m、Ω(率阻电壤土ﻫ00

　>100－５00

　>50０-１０00

　>100０-2000

　>20０0 接地电阻(Ω）

　10

　15

　2０

　25

　3０ 注：如土壤电阻率超过２000Ω、m，接地电阻很难降低到 30Ω 时,可采用 6-8 根总长不超过50０m 得放射形接地体,或采用连续伸长接地体，其接地电阻不受限制 (2)无避雷线线路杆塔得接地电阻。对于中雷区及多雷区 35ｋV 及 66ｋＶ无避雷线线路,宜采用措施,减少雷击引起得多相线短路与两相异地接地引起得断线事故，钢筋混凝土杆与铁塔应充分利用自然接地作用,在土壤电阻率不超过１00Ω、m 或有运行经验得地区,可不另设人工接地装置。

　需要说明得就是，作为通用行业标准,对杆塔接地电阻得要求就是比较宽松得。在多雷区,如就是联络线路或重要线路,杆塔接地电阻最好能处理到10Ω以下,因为只有这样才能提高线路得耐雷水平,有效地限制雷击跳闸率,从而保证电网得安全稳定运行。

　２、

　杆塔接地型式架压高对还条３、6 得》地接得置装气电流交《7９９1-12６T/Ｌﻫ空线路杆塔接地装置得型式做了具体得要求如下:)1（

　地湿潮得 m、Ω001≤ρ 率阻电壤土在ﻫ

　区,可利用杆塔与钢筋混凝土杆自然接地对发电厂、变电站得进线路应另设雷电保护接地装置。在居民区，当自然接地电阻符合要求时,可以不设人工接地装置。)２(

　率阻电壤土在ﻫ100Ω、m＜ρ≤300Ω、ｍ得地区,除利用铁塔与钢筋混凝土杆得 自然接地外,并应增设人工接地装置,接地极埋设深度不宜小于 0、6m。

　 (3）在土壤电阻率 3０0Ω、m＜ρ≤２００0Ω、m 得地区，可采用水平敷设得接地装置,地极埋设深度不宜小于０、5ｍ。）4(

　不长总根 8-6 用采可,区地 m、Ω０0０２>ρ 率阻电壤土在ﻫ超过 500ｍ得放射形接地级或连续伸长接地极。放射形接地极可采用长短结合得方式。接地极埋设深度不宜小于 0、3m。）5（

　闭成设敷础基塔杆绕围宜,置装地接得中田水与区民居ﻫ合环形。)6（

　杆

　 ２表ﻫ。求要得２-４表合符应，度长大最得极地接形射放ﻫ塔放射形接地极每根得最大长度 土壤电阻率(Ω、m)

　≤10０

　≤1000

　≤２000

　≤50００度长大最ﻫ(ｍ)

　40

　6０

　80

　1０0 (7)在高土壤电阻率地区采用放射形接地装置时,当在杆塔基础得放射形接地地极每根长度得1、5 倍范围内有土壤电阻率较低得地带时,可部分采用引外接地或其她措施。

　(8)雷电活动强烈得地方与经常发生雷击故障得杆塔与线段,应改善接地装置,架设避雷线,适用加强绝缘或架设耦合地线。）9（支线雷避得路线担横土凝混筋钢与担横铁杆土凝混筋钢ﻫ架、导线横担与绝缘子固定部分或瓷横担固定部分之间,宜有可靠得电气连接并与接地引下线相连。主杆非预应力钢筋如上、下以用绑扎或焊接连成电气通路，则可兼作接地引下线。

　气电得靠可有应间担横铁,母螺地接与筋钢其,杆电土凝混筋钢得线下引地接作兼筋钢用利ﻫ连接。

　(10）35kV 及以上线路互相交叉或与较低电压线路、通信线路交叉时,交叉档两端得钢筋混凝土或铁搭(上、下方线路共 4 基)不论有无避雷线,均应接地。

　ﻫﻫ 算计阻电地接塔杆路线空架

　节二第ﻫ

　 输电线路杆塔接地主要就是以防雷为主要目得,因而在架空线路杆塔接地装置得设计时就要考虑如何降低杆塔接地装置得冲击接地电阻,但在实际工程中仍以考核工频接地电阻为主，特殊地段,需要冲击接地电阻值时，用工频接地电阻乘以冲击系数 a,或通过冲击接地电阻得计算求得。

　)算计阻电地接频工塔杆路线空架、一ﻫ1（）1(式用可。阻电地接频工得置装地接平水塔杆ﻫ或式（２)计算

　 (1) )２(

　 ﻫ式中

　 ——工频接地电阻,Ω ρ——土壤电阻率,Ω、m m，伸埋得体地接平水—— ｈﻫｍ,度长得体地接平水—— Lﻫ

　d1 ——水平接地体得直径,m

　数系蔽屏——Aﻫ

　 数系状形——ＢﻫA、

　B 得值,可由相关得表格查出。

　(２)单根垂直接地极得工频接地电阻。其阻值 可用式(3)计算,当 l>>d 时，

　(3) m,度长得极地接直垂——l

　中式ﻫ

　d2 ——垂直接地极得直径，m）3(地接得体地接式合组得成构体地接平水与与极电直垂由ﻫ电阻。它实际上往往采用由几根垂直接地极再用水平接地体连接起来组成杆塔得接地装置，这时,接地电阻可用式(4）计算ﻫ)4（

　 地接合符——

　中式ﻫ体得接地电阻，Ω —— Ω,阻电地接得体地接直垂根单ﻫn ——垂直接地极得根数——蔽屏相互极电有所到虑考 ——ηﻫΩ，阻电地接得极地接平水ﻫ后得利用系数，其值可由表２-3 查出。)４（接(极地接合复得合闭缘边且主为极地接平水以ﻫ地网)得接地电阻。在电阻率较高,或行人经常出入得地方,应采用以水平接地极为主,且边缘闭合得复合接地装置,这时接地电阻可由式（４-5)计算

　 (５)

　 Ω,阻电地接得网地接合闭缘边状形意任——

　 中式ﻫ——等值(即等面积、等水平接地及总长度)方形接地网得接地电阻,Ω总得网地接—— Ｓﻫ面积,m2 d1——水平接地极得直径或等效直径,m m，度深没埋得极地接平水 —— hﻫL ——水平接地极得总长度,m L0——接地网得外缘边线总长度,m。

　(5)几种典型得以水平射线为主得杆塔接地装置得接地电阻计算。可用式(1)或式(2)计算。常用杆塔接地装置及参数见表 3,不同电阻率地区得线路典型接地装置见表 4。

　线空架计设在ﻫ路杆塔得接地装置时,应该注意到在接地体得总长度Ｌ相同时，屏蔽系数 A(或形状系数 B)愈大,则钢材间得相互屏蔽作用就愈明显，钢材得利用也就愈不充分,在第二章表２－１中得各种接地装置得形状由左到右,钢材得利用越来越差,故在条件允许得情况下,应尽量采用形状系数小得接地装置。

　 当接地装置得形状一定时,随着土壤电阻率 ρ 得变大，欲保持 R 不变，L 值得增大比 ρ 值上升得快。当土壤电阻率特别高,如在 4０00Ω、ｍ以上时,要使工频接地电阻达到３0Ω 以下较困难,可采用 6-8 条８0m 水平射线，或用 2 条连续伸长得方法来降低冲击电阻,也可以采用耦合地线或接地线,把若干基杆得接地连接起来,然后再寻找土壤电阻率低得干基杆塔,在施工方便得条件下加强这几基杆塔得接地,把接地电阻降到 10Ω 以下，这样即节省了费用,又起到了很好得防雷效果。因为对雷击塔顶或避雷线,若干基杆塔得连接线相对于雷电波得波阻抗较小，起到了很好得分流作用。同时，而连接线本身对雷电波得波头还起到了消波得作用。

　ﻫ二、架空线路杆塔得自然接地 实际上，除了人工接地体外，杆塔混凝土基础也有一定得自然接地作用,其自然接地电阻值 R２可按表４－5 估算，只有当 ρ≤3０0Ω、m 时才需要考虑自然接地得作用。因此,在设计线路接地装置时,在 ρ≤300Ω、ｍ得情况下，应考虑充分利用杆塔得自然接地。如杆塔得自然接地已符合要求,就不要用人工接地将其屏蔽起来,即使需要另设人工接地装置,也在考虑人工接地装置得形状与实际布局时,尽量减少对自然接地体得屏蔽。

　ﻫ表 4

　杆塔自然接地电阻 R2 估计值

　杆塔型式

　钢筋混凝土

　铁

　 塔

　 单杆

　双杆

　有 3－４根拉线得单、双杆

　单柱式

　门 型0、0

　ρ１、0

　ρ1、0

　ρ2、0

　ρ３、0

　)Ω(

　2Rﻫ６ρ 。度长总得钢圆或钢扁需所时地接然自塔杆用利理合当了出列 6-4 表ﻫ,护保雷防是就得目要主得地接塔杆路线空架ﻫ算计阻电地接击冲得地接塔杆路线空架、三ﻫ那么就不能不关心在雷电流作用下得冲击接地电阻。特别就是在土壤电阻率高得山区,因雷电活动十分强烈,而工频接地电阻降低到合格范围内又非常困难。这时应经过技术经济比较，采取以防雷为主得措施,尽可能降低冲击接地电阻。

　表 5

　当采用合理接地形状时,线路每杆接地所需扁钢或圆钢总长度 L（ ﻫ)m,下以ｍ６、0 深埋ﻫ土壤电阻率 ρ(Ω、m)

　100

　300

　５00

　60０

　10０0

　200０

　４00０ R 值（Ω)(工频）

　10

　１０

　15

　10

　1５

　10

　20

　10

　２0

　10

　25

　30合用采当ﻫ理得接地形状时

　不计自然接地作用时所需扁(圆钢）总长度 L

　１8

　70

　４０

　1２4

　8０

　15８

　70

　2９0

　12４

　650

　216

　４0８

　需所时用作地接然自用利理合ﻫ扁（圆钢)总长度Ｌ

　14

　60

　36

　１24

　80

　158

　70

　29０

　124

　6５0

　216

　408加增当适并,度长得线射根每制限要需，后果效得地接击冲虑考ﻫ射线得根数,此时所需扁（圆)钢得总长度 L

　1４

　６0

　36

　124

　8０

　158

　70

　290

　124

　６50

　216

　40８

　 (６) 式中

　 ——杆塔接地装置得冲击接地电阻，Ω 数系击冲——

　aﻫ

　—— 杆塔接地装置得工频接地电阻,Ω。击冲与率阻电壤土、式型得置装地接与数系击冲ﻫ电流有关，杆塔接地装置得接地冲击系数ａ,可用式(7）~式(9)计算。

　(1）铁塔接地装置

　 (7）

　式中

　 ——流过杆塔接地装置或单独接地极得冲击电流,kA钢ﻫ。m、Ω,率阻电壤土——ρﻫ筋混凝土放射型接地装置

　 (8) 钢筋混凝土杆环型接地装置 )9（

　 ﻫ

　(2）单独接地极接地电阻得冲击系数,可用式(１0)-式(1１）计算 垂直接地极

　 (10) 单端流入冲击电流得水平接地地极ﻫ)１1-4（

　 水得流电击冲入流部中ﻫ平接地极)3( ﻫ

　０3≤ρ 在仅果效得极地接然自塔杆。数系击冲得极地接然自塔杆ﻫ0Ω、m 时才加以考虑,其冲击系数可用式(12）计算

　(12)混筋钢、杆土凝混筋钢对——

　 中式ﻫ凝土桩与铁塔得基础(一个塔脚）为 0、053;对装配钢筋混凝土基础(一个塔脚）与拉线盘(带线棒）为 0、0３８ﻫ 。5-3 表得章三第瞧查可数系用利击冲得极地接式型种各ﻫ ﻫﻫ第三节

　架空线路杆塔接地得设计

　架空线路杆塔接地得设计按以下步骤进行

　一、收资(资料收集) 在设计前要收集如下资料。)1(否是就如(性要重得路线,级等压电路线如。料资路线及网电ﻫ联络线)，线路得接地短路电流，按５－10 年得发展及最大运行方式校核, (2)地理资料。线路所竟地区得地形(就是否经过山区、丘岭与河流地区）、地势、各不同地段得土壤电阻率(电阻率要测试不同深度得饿电阻率）、土质情况、土壤得饿酸碱度等。）3(ﻫ气象资料。主要就是雷电活动情况,全年得雷暴日、雷暴小日、地面落雷密度,雷电活动得区域及强度,以及全年得降雨情况,降雨分布得月份与全年土壤得干湿度,)4（就要主。况情境环ﻫ是线路经过地区钢铁得年腐蚀率，有无强腐蚀得地段等。

　计设、二ﻫ ):下如骤步计设ﻫ1（凝混是就还塔铁是就(型杆是就别特,料资得网电、路线据根ﻫ杆)得资料,以及地理、地质资料与规程要求,决定每基杆杆塔应达到得工频接地电阻值。

　(2)根据塔型、土壤电阻率与雷电活动情况决定采用什么样得接地型式。)3(型置装地接据根ﻫ式与应带到得电阻值,计算水平 体与垂直接地体得长度。

　（4）根据系统接地短路电流、环境资料、钢材得年腐蚀率与设计使用寿命校核接地引下线、水平接地体得截面。)5(，度深没埋得体地接平水定决况情得层土冻与况情势地、形地据根ﻫ在北方寒冷地区，水平接地体要埋没在冻土层以下。)6(所求要到达要出写，纸图计设据根ﻫ采取得施工方案与措施。

　ﻫ三、接地装置得热稳定效验、1得线地接,时蚀腐虑考末,件条定稳热据根ﻫ面截小最得线地接ﻫ最小截面应符合式（１３)要求

　（13) 式中

　 ——接地体与接地引线得最小截面,㎜ 2

　——流过接地线得短路电流值，Ａ（按５－10 年发展规划，按系统最大运行方式确定)——

　 s,间时续持效等得路短ﻫ

　 ｃ ——接地线材料得热稳定系数，根据材料得种类，性能及最高允许温度与短路前接地线得初始温度确定。

　 地按。值数列所 7-4 表用采应 C 及 、

　,时定稳热得线地接验校在ﻫ线得初始温度,一般取 400Ｃ。

　表 4－7

　校验接地热稳定用得 、 与 c 值 系统接地方式

　 (A)（ cﻫ)Sﻫ

　铜

　铝

　钢ﻫ有效接地

　单(两)相接地短路电流

　见下文(１)与(2)

　70

　120

　2１0电路短地接相)两(单

　地接阻电低ﻫ流

　２

　70

　１２0

　2１0接阻电高与地接圈线弧消、地接不ﻫ地

　异点两相接地短路电流

　2

　70

　120

　2１0 )1(保灵失器路断、护保备后地接近、护保动速套 2 有置配置装护保电继得站点变、厂电发ﻫ护与自动重合闸时, 可按式(14)取值。

　(14)—ｓ,间时作动护保主——

　中式ﻫ—失器路断ﻫ灵保护动作时间,ｓ—— )。ｓ,间时断开器路短ﻫ2(合结近远或(远或近,护保动速套 1 有配ﻫ得)后备保护与自动重合闸,有或无断路失灵保护时, 可按式(１5)取值ﻫ)51(

　 s，间时护保备后级一第——

　 中式ﻫ

　 根据热稳定条件,末考虑腐蚀时,接地装置地极得截面不宜小于连接至该接地装置得接地线截面得 75%。、２

　 蚀腐防得线地接ﻫ

　 敷设在大气与土壤中有腐蚀性场所得接地体与接地引下线，应根据腐蚀得性质经过技术经济比较采用热镀锌，加高效膨润土降阻防腐剂或刷沥青漆，或采用阴极保护等措施。

　在设计中对接地线腐蚀问题，建议作如下处理：

　 (1)一般情况下应吸取当地得运行经验,按当地接地线得腐蚀数据进行处理。

　 (2）当地 无数据时,可暂按下列数据处理。）1

　 得下地于埋,钢圆、钢扁得锡镀或锌镀对ﻫ部分，其腐蚀速度取０、065mm／a(指总厚度),但对于焊接处必须采取措施,如刷沥青漆等。但 0、０65ｍｍ/a 就是指一般中性土壤,如果土壤 PH 值在 6、5 以下，或土壤土质比较疏松,腐蚀率可达０、０85-0、2６5mｍ/a。南方与北方也有区别，在实际工程中应区别对待。)2

　 ﻫ如无防腐得接地线,其腐蚀速度在一般地区按如下方式处理。

　ρ=50-300Ω、ｍ地区,扁钢取 0、1-０、2 mm/a，圆钢取 0、3-０、４ mm/a; ρ＞3０0Ω、m 地区,扁钢取 0、1-０、０8 mm/a，圆钢取 0、３－0、0９ mｍ/a;m、Ω0５<ρﻫ地区,扁钢取 0、08－０、１mm/a，圆钢取 0、3－0、0９ mm/a;)3面地与应，命寿得体地接ﻫ设备一致,一般应按 25-３０年考虑,设计时可按上述防腐要求选择导线截面。)3（设敷于对ﻫ在屋内或地面上得接地线,一般均应采取防腐措施,如镀锌、镀锡或刷防腐漆。这样可不必按埋于地下条件考虑 ,只要适当留有裕量即可。最得线地接与体地接钢

　７表ﻫ小规格 种类

　规格及单位

　地上

　地下

　种类

　规格及单位

　地上

　地下

　屋

　外屋

　内屋ﻫ内

　屋外

　圆钢

　直径(㎜)

　6

　8

　１0

　角钢

　厚度(㎜)

　２、5

　3

　4 )2 ㎜(面截

　钢扁ﻫ厚度(㎜）

　4８ 4

　48

　４ﻫ84

　4、3

　5、2

　)㎜(度厚壁管

　管钢ﻫ5

　３、5

　工施得置装地接塔杆路线空架

　节四第ﻫ对于架空线路杆塔得接地装置,设计固然重要,然而施工这一环节也十分重要。因为架空线路要经过山川河流、地形往往十分复杂、交通不便利，施工难度较大。而接地工程又属于隐蔽工程,在工程完工后就不便检查,所以对架空线路得杆塔接地工程得施工,除了要按设计图纸施工外,还要制订便于操作得施工方案，由工程技术人员与工程质量监督人员对每道施工工序 进行全过程得监督,认真把好工程质量关。只有这样,才能达到设计目得与设计要求。对于杆塔接地装置得施工,应基本按如下步骤进行。、1形地际实与计设纸图果如ﻫ位定线放图按ﻫ相符,且现场施工条件又方便,应严格得按图放线定位,特别就是水平接地体与垂直接地体得饿定位。但现场情况往往十分复杂,特别就是处于深山得杆塔，地形与地质给水平接地体得布置带来了许多限制,而线路杆塔又较多,设计部门往往只就是提供粗框式得设计,有时现场根本不可能按图施工,如水平接地体得布局,有时设计人员可能没到现场,而采用 4-4 常用得饿接地体形式,而现场往往不能按规定得角度与方位布线，需根据现场实际情况具体调整,因而现场放线定位也就十分重要，现场对水平与垂直接地体得放线定位应遵守以下原则：

　(1)如条件许可。应按图放线，按图施工,不应与设计图纸有大得偏差。

　(２)如现场条件所限不能按图定位时，应遵守以下原则；

　)1土沿量尽应体地接平水ﻫ层厚、电阻率低、土壤潮湿，便于施工得方位定位。

　2)

　在倾斜地带应尽量沿等高线布局放射。

　)3行平,离远量尽应间之体地接平水ﻫ距离不宜小于 5m，以便减小形状系数与屏蔽系数。

　(3)接地体得铺设应平直。

　2、按图施工 (1)待放线定位后,开挖水平接地体得沟槽,如条件许可,水平接地体得沟槽应达到深为 0、8m，最少也应为 0、5m,在北方要根据冻土层得厚度,达到冻土层以下(比如１、5-1、8m)。因为水平接地体只有在一定得深度下,降阻效果才能发挥出来,且不易受季节得影响,另外防腐效果也好得多。因为地层深处土壤含氧量相对较低，接地体不易发生吸氧腐蚀。再者,接地体深埋后,一旦发生大电流入地,地面得电位分布也较为均匀。）２(图按再,后好挖开槽沟平水待ﻫ纸上所标明得水平接地体得规格,铺设水平接地体,并在顶端打入垂直接地体，垂直接地体应垂直打入，并防止晃动。

　(3)如土壤电阻率较高,设计中采用了降阻防腐剂或阴极保护措施，应按设计要求加入降阻剂或阴极保护材料,降阻剂与阴极保护得施工按降阻剂与阴极保护得说明施工。

　(4）焊接，当水平接地体与垂直接地体铺设

　完毕后,对各焊接头应进行可靠得焊接,焊接应采用搭接焊接，对圆钢来讲,搭接得长度应为其直径得６倍,并应双面焊接,扁钢得搭接长度应为

　其宽度得２倍,并应四面焊接。焊口质量应符合要求不得有虚焊、假焊现象。

　当圆钢采用爆压连接时,爆压得壁厚不得小于 3 ㎜,长度不得小于搭接时圆钢直径得 10 倍，对接时圆钢直径得 20 倍。

　。接连压爆或接焊用使应接连得体地接与线下引地接ﻫ扁钢与钢管、扁钢与角钢焊接时，为了连接可靠，除应在其接触部位两侧进行焊接外,并应焊以由钢带弯成得弧形(或直角形)卡子或直接由钢带本身变成弧形(或直角形)与钢管（或角钢)焊接。。阻电地接量测开打于便以，好良触接应，接连栓锌镀用应接连得塔杆与线地接ﻫ当引下线直接从架空避雷线引下时,引下线应紧靠杆身,并应每隔一定距离与杆身固定一次。ﻫ对焊口要涂沥青进行防腐处理。对接地引下线,要从与水平接地体连接处直到与杆塔得连接螺栓处,全部刷沥青，或防锈漆与黑漆进行防腐处理，因为这部分由于防腐电位得不同最容易发生化学腐蚀。

　(5)回填,当水平接地体、垂直接地体全部焊接完毕,降阻、防腐措施也施工完毕,经检查验收合格后,才能开始回填，回填要用细土回填，回填土内不得有石块与建筑垃圾等。外取得土不得有较强得腐蚀性。在回填土时应分层实,不准用砂石回填。)６(,后毕完填回在,理处面地ﻫ如就是处于山坡,或斜坡地带，为了防止雨水冲刷造成水土流失,应在回填完毕后得地表栽植草皮进行保护。

　（7)全部施工完毕后,经过一定时间再测接地电阻瞧就是都达到设计要求。

　 ﻫ第五节

　降低杆塔接地电阻得措施 在土壤电阻率高得山区,由于受地质、地势等条件得限制，架空线路得杆塔接地装置频工得ﻫ率接地电阻往往达不到要求,而杆塔接地电阻对提高线路耐雷水平,降低雷击跳闸率又十分重要，需要把接地电阻降下来,这时要根据每基杆塔得实际情况,认真查瞧地质、地势、测试杆塔周围各个不同深度得土壤电阻率,然后根据每基杆塔得实际情况经技术经济对比之后,采取有效得降阻措施。要降低杆塔得工频接地电阻，首先要做高以下工作:)1(得势地、质地好做ﻫ调查,了解杆塔工频接地电阻超标得原因,瞧杆塔所处得位置

　就是处在什么样得地形,实地勘测土层得情况与土质情况。

　（2)测试杆塔周围得土壤电阻率，瞧四周就是否有土壤电阻率低得地方可以利用,再测试不同深度得土壤电阻率,瞧地下有无可以利用得低电阻率得地层。,况情得测勘查调地实据根ﻫ采取经济有效得降阻措施。降低工频接地电阻得措施主要有以下几种方式:)１(接延外平水ﻫ地体,如杆塔所处得地方允许水平放射接地体时应计量采用水平放射得方式，因为水平放射接地体不但可以降低工频接地电阻,更重要得就是可以有效得降低冲击接地电阻,起到有效得防雷作用,关于水平放射得形状与方位可根据现场实际情况而定,水平放射得长度可按第三章得表 3-6 要求取;但如在 水平放射长度得 1、５倍范围内有较低土壤电阻率得地方,可以采用外引接地得方式。

　(2）深埋式接地极

　 择选在。极地接式埋深或,式井竖用可,低较率阻电壤土得处深较下地如ﻫ埋没地点时应注意以下几点: 1)

　选择地下水位较丰富及地下水位较高得地方。

　2)

　杆塔附近 如有金属矿体,可将接地体插入矿体上，利用矿体来延长或扩大人工接地体得几何尺寸。

　)３ 。剂阻降入灌并极地接入插,缝裂得岩山用利ﻫ

　 ）4北在ﻫ方冻土区,深埋接地体应在冻土层以下。

　５)

　深埋接地体得间距大于２0m，可不计互相屏蔽影响。)３(质物得低较率阻电充填ﻫ(降阻剂)

　)1些这但,用利合综、宜制地因以可,质物饿得率阻电低得用利以可有近附如ﻫ物质得性能具备:电阻率低、不易流失、性能稳定、易于吸收与保持水分、无腐蚀作用、施工简便、经济合理。

　2)

　施加降阻剂进行降阻,实践证明,在水平接地体周围施加高效膨润土降阻防腐剂,对降低杆塔得饿接地电阻效果明显,另外还可采用深井爆破制裂压力灌注降阻剂 得方法,关于降阻剂得使用将在本书第十六章专题讨论。

　（4）铺设水下接地装置

　 如杆塔附近有水源,而水得电阻率又较低,可以考虑利用这些水源,布置水下或水边接地极，这样也可以收到一定降阻效果。术技得真认做况情际实据根要阻降法方种那用采竟究ﻫ经济比较，从中筛选出经济、有效、合理得方法,一般情况下水平接地体施加降阻剂得方法,比较经济且效果好,如采用深井,地下一定要有低电阻率得地层才有明显效果,如若没有,采用深井爆破制裂压力灌注降阻剂得方法费用较大，而效果并不明显。若受地形、地势与土壤电阻率得限制把工频接地电阻降到合格（30Ω)比较困难时,可以考虑用 6-8 根长为 80m 得水平射线得方法来降低冲击接地电阻,或把若干基杆塔得接地用耦合地线连接起来,在这若干基塔中找出便于处理得,不接地电阻降到较低值,一般在 10Ω 以下,这样也 可以起到很好得防雷作用。

　护维及行运得置装地接塔杆

　节六第ﻫﻫ架空线路杆塔得接地装置,因运行黄鲸恶劣,极易受到腐蚀与外力破坏,经对架空输电线路杆塔接地得多年追踪调查,发现输电电路得接地主要存在以下问题: (1)腐蚀问题。容易发生腐蚀得部位主要有:)1，处接连得体地接直垂才或平水与线下引地接ﻫ由于腐蚀电位不同极易发生电化学腐蚀，有得已经形成电气上得开路。

　2)接地线与杆塔得连接螺丝处,由于腐蚀、螺丝生锈,用表计测量，接触电阻非常高,有得已经形成电气上得开路。

　3)接地引下线本身,由于所处位置比较潮湿,运行条件恶劣,运行中又没有按期进行必要得防腐保护,因而腐蚀速度较快,特别就是运行１0 年以上得接地线,作热稳定校核时不能满足短路电流热稳定得要求。

　4)水平接地题本身,有得埋深不够,特别就是一些山区得输电线路杆塔，由于地质为石头,或土层薄、埋深有得不足 30 ㎝,回填土又就是用碎石回填、土中含氧量高,极容易发生吸氧腐蚀,在酸性土壤中得接地体容易发生吸氧腐蚀;在海边得杆塔容易发生化学与电化学腐蚀。再加上设计时为了节省材料往往采用比较小得截面。由于电网得发展,接地短路电流变大,已不能

　满足接地短路电流热稳定得要求。

　(2）外力破坏问题。对于架空线路杆塔得接地装置,特别就是接地线,外力破坏就是一个特别值得注意得问题,据我们对某县 1１0ｋV 线路杆塔接地装置得调查，全线有 60%得个按她接地装置被破坏，有得接地引下线被剪断,有得接地极被挖走,对该线路得安全稳定运行造成了很大得影响。

　因而对架空线路得 杆塔接地装置要定期巡视与维护,特别要注意以下几方面得巡视检查与维护工作：)1行进期定应,复修时及应坏破被如,好完否是就线下引地接得塔杆查检视巡期定ﻫ防腐处理。

　2)定期检查接地螺栓就是否生锈，与接地线得连接就是否完好,螺丝就是否松动，应保证与接地线有可靠得电气接触。)3地出露刷冲水雨被否是就,坏破力外到遭否是就置装地接查检ﻫ面。并每隔 3 年开挖检查其腐蚀情况。

　4)每年在冬季土壤干燥时应测量杆塔接地装置得接地电阻,检查就是否超标,如超标应及时改造。

　6)

　每隔 5 年,应根据电网接地短路电流得变化与接地体得锈蚀情况,校核一次接地线与接地体得短路电流热稳定就是否满足要求,如不能满足要求应及时改造。

　ﻫ ﻫ

　ﻫ三、发电厂、变电所得接地装置 第一节

　发电厂、变电所接地得意义

　发电厂、变电所得接地好坏直接关系到设备与人身得安全,因而愈来愈受到人们得重视，因为发电厂、变电所得接地网不但要满足工频短路电流得要求,还要满足雷电冲击电流得要求。以前由于接地网得缺陷,曾发生了不少事故,事故得原因既有地网接地电阻方面得问题，又有地网均压方面得问题。随着电网得发展,特别就是发电厂、变电所内微机保护、综合自动化装置得大量应用，这样弱电元件对接地网得要求更高,地电位得干扰对监控与自动化装置得影响不得不引起人们重视。为了保证发电厂、变电所得接地网必须着重解决以下问题。)1(。高升得位电地时地入流电雷与路短地接频工到系关接直它为因,题问阻电地接得网地接ﻫ)2（设护保制控成造击反生产缆电得内沟缆电向易容部局得网地接是就别特,题问压均网地ﻫ备得损坏引发恶性事故。)3（避、线雷避如，备设雷防得有是就得重严别特,题问地接备设ﻫ雷器得接地不好，会产生很高得残压与反击过电压,如信阳县１10kV 变电所在 19９2 年做地网连通试验时发现，110kV 电压互感器、避雷器间隔与地网不通,11０kV 系统与地网不通,结果在那几年,年年雷雨时都打坏设备。

　（４）

　接地线得热稳定,如果接地线得热稳定达不到要求,在接地短路电流流过时,就会把接地线烧断,造成设备外壳带电，还容易发生高压向保护与控制线反击。如平桥电厂，在 1987年 7 月就发生过一次事故，其原因就是由于 35kV 断路器内短路,而接地线又被烧断开路，造成了高压向保护电缆反击，使继电保护瘫痪,事故扩大。)5(装地接于由，题问蚀腐得网地接ﻫ

　置在地下运行，故运行条件恶劣，特别就是在一些潮湿与有害气体存在得地方,或土壤呈酸性得地方最容易发生腐蚀。腐蚀接地网得电气参数会发生变化,甚至会造成电气设备得接地与地网之间,地网各部分之间形成电气上得开路,因而应受到特别得重视。

　求要般一得地接所电变、厂电发

　节二第ﻫ 阻电地接得所电变、厂电发、一ﻫ１、有效接地系统与低电阻接地系统 有效接地系统与低电阻接地系统中发电厂、变电所电气装置保护接地得接地电阻应符合下列要求。

　(1）

　一般情况下，接地装置得接地电阻应符合下式要求

　(1) ；Ω,阻电地接大最得化变节季到虑考——R

　中式ﻫI——流经接地装置得入地短路电流。A。

　式中(5-１)中计算用流经接地装置得入地短路电流,采用在接地网内、外短路时,经接地装置流入地中得最大短路电流对称分量最大值,该电流应按 5-１0 年发展后得系统最大运行方式确定,并应考虑系统中各接地中性点间得短路电流分配,以及避雷线中分走得接地短路电流。

　发电厂或变电所内外发生接地短路时,流经接地装置得电流可分别按下式计算

　 )2(

　ﻫ

　式中

　I——入地短路电流,A

　——发生接地短路时得最大接地短路电流，Ａ

　——发生最大接地短路电流时,流经发电厂、变电所接地中性点得最大接地短路电流，A—— 、

　 地入用算计ﻫ。数系流分频工得线雷避,时路短外或内所电变、厂电发为别分ﻫ短路电流取两式中较大得Ｉ值。)２(阻电壤土如比，制限件条受于由阻电地接得网地接当ﻫ率较高，又没法扩大地网,地下又没有可以利用得地层时,可以通过技术经济比较，适当增大接地电阻，但不得大于 5Ω,其人工接地网及有关电气装置应符合以下要求:)１

　移转止防为ﻫ电位引起得危害,对可能将接地网得高电位引向厂、所外或将低电位引向厂、所内得设施,应采取隔离措施。例如:对外得通信设备加隔离变压器;向厂、所外供电得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、所外适当得地方接地；通向厂、所外得管道采用绝缘段、铁路轨道分别在两处加绝缘雨尾板等等。)2

　接当,响影得量分期周非流电路短虑考ﻫ地网地位升高上四,发电厂、变电所内得３-10kV 阀式避雷器不应动作或动作后应承受被赋予得能量。)3

　、。压电步跨与压电触接算验应，时网地接计设ﻫ2

　地接圈线弧消、地接不ﻫ与高电阻接地系统保置装气电所电变、厂电发,中统系地接阻电高与地接圈线弧消、地接不ﻫ护接地得接地电阻应符合下列要求。

　)1（电压低用产生力电所电变、厂电发与压高ﻫ气装置共用得接地装置应符合下式要求 ﻫ)3(

　。Ω4 于大应不但ﻫ

　 ）2(置装气电压高ﻫ得接地装置,应符合下式要求 )4（

　 ﻫ

　 ﻫ式中

　 Ｒ——考虑到季节变化得最大接地电阻，Ω

　 Ｉ——计算用得接地故障电流,Ａ。

　但不宜大于 10Ω。

　应注意、变电所得接地电阻值,可包括引进线路得避雷线接地装置得散流作用。

　(3)消弧线圈接地系统中,计算用得接地故障电流应采用下列数值:①对于装有消弧线圈得发电厂、变电所电气装置得接地装置，计算电流等于接在同一接地装置中同一系统各消弧线圈额定电流总与得 1、25 倍;②对与不装消弧线圈得发电厂、变电所电气装置得接地装置计算电流,等于系统中断开最大一台消弧线圈或系统中最长线路被切除时得最大可能残余得电流值。)4（ 得压电触接与压电步跨合符应且,Ω０3 于大应不阻电地接得区地率阻电壤土高在ﻫ要求。、３ 阻电地接得地接护保电雷置装气电所电变、厂电发ﻫ(1)独立避雷针(含悬挂独立避雷线得架构)得接地电阻。在土壤电阻率不大于５００Ω、m 得地区不应大于 10Ω，允许采用较高得电阻值,但空气中与地中距离必须 符合下列要求:

　)1地接构架、分部地接备设气电所电变与厂电发、分部电带置装电配与针雷避ﻫ部分之间得空气中距离,应符合下式要求ﻫ )5(

　 中气空——

　 中式ﻫ距离,m—— 。ｍ，度高得点验校针雷避—— hﻫΩ,阻电地接击冲得针雷避ﻫ

　 )２避立独ﻫ雷针得接地装置与发电厂或变电所接地网间得地中距 ,应符合式(6)得要求 ﻫ)６(

　。离距中地——

　中式ﻫ

　 主与针雷避但,接连网地接主与可也置装地接得针雷避,时)7－5(式足满能不如ﻫ接地 网得地下连接点至 35kＶ及以下设备与主接地网得地下连接点之间,沿接地体得长度不得小于１5m。

　 )2(变在,外厂电发力水除,阻电地接得线、针雷避得上架构型门器压变ﻫ压器门型架构上与在离变压器主接地线小于１５m 得配电装置得架构上，当土壤电阻率大于350Ω、m 时，不允许装设避雷针、避雷线;如不大于 3５0Ω、m,则应根据方案比较经济效益,并经过计算后采用相应得防止反击措施,并至少遵守下列规定，方可在变压器门型构架上装设避雷针、避雷线。

　1）装在变压器门型架构上得避雷针应与地网连接,并沿不同方向引出 3－4 根放射型水平接地体。在每根水平接地体上离避雷针架构 3-5m 处装设一根垂直接地体。

　２)直接在３-35kV变压器得所有绕组线上或在离变压器电气距离不大于5m得条件下

　装设阀式避雷器。电变，时针雷避设装上构架型门器压变在，所电变得 Vk53 为压电侧压高ﻫ所接地电阻不应超过 4Ω(不包括架构基础得接地电阻)、４)求要她其ﻫ１(酥所电变与厂电发ﻫ油爆炸危险,且爆炸后有可能波及发电厂与变电所内主设备或严重影响发供电得建(构)筑物，防雷电感应得接地电阻不应大于 30Ω。

　(２)发电厂得易燃油与天然气设施防静电接地得接地电阻不应大于 30Ω。变、厂电发、二ﻫ电所得接地网均压要求 确定发电厂、变电所接地装置得型式与布置时,考虑保护接地得要求，应降低接触电位差与跨步电位差,并应符合下列要求:)1(系地接阻电低 Vk53-６与统系地接效有上以及 Vk01１在ﻫ统,发生单相接地或异点两相接地时，发电厂、变电所接地装置得接触电位差与跨步电位差

　不应超过下列数值

　(7）

　 （８)—V,差位电触接——

　中式ﻫ— ,差位电步跨ﻫＶ—— m、Ω,率阻电壤土得面表地处立战脚人ﻫt ——接地短路(故障)电流持续时间,s。

　 （２)3－66

　kV 不接地、经消弧线圈接地与高电阻接地系统，发生单相接地故障后,当不迅速切除故障时，发电厂、变电所接地装置得接触电位差与跨步电位差不应超过下列数值

　 (9))3(ﻫ）01(

　 条在ﻫ件特别恶劣得场所,例如水田中,接触电位差与跨步电位差得允许值宜适当降低。电发、三ﻫﻫ厂、变电所接地装置得热稳定)1(,面截得线地接备设气电所电变、厂电发,中统系地接效有在ﻫ应按接地短路电流进行热稳定效验。钢接地线得短时温度不应超过 4000C,铜接地线不应超过 4５0０C,铝接地线不应超过 3０00Ｃ。

　(2)效验不接地、消弧线圈接地与高电阻接地系统中电气设备接地线得热稳定时,敷设在地上得接地线长时间温度不应大于 15０0C，敷设在地下得接地线长时间温度不应大于１００0C。

　 当按 700Ｃ得允许载流量曲线选定接地线得截面时,对于敷设在地上得接地线,流过接地线得计算电流应采用单相接地故障电流得 60%;对于敷设在地下得接地线，流过接地线得计算电流应采用单相接地故障电流得 7５％。

　(3)与架空送、配电线路相连得6-66kV高压电气设备接地线,还应按两相异地短路效验热稳定,接地线得短时温度同(１）。

　ﻫ四、发电厂、变电所接地装置得防腐要求

　 (1）计及腐蚀影响后,接地装置得设计使用年限,应与地面工程设计使用年限相当。

　 (2)接地装置得防腐蚀设计,宜按当地得腐蚀数据进行。）3(

　在设敷,区地重严蚀腐在ﻫ电缆沟中得接地线与敷设在屋内或地面上得接地线,宜采用热镀锌;对埋入地下得接地体宜采用适当得防腐措施,如在接地体四周施加高效膨润土降阻防腐剂,或者采用阴极保护等措施。接地线与接地极或接地极之间得焊接点,应涂防腐材料。

　五、发电厂、变电所地网得形式要求

　 ﻫ

　利了除，置装地接得置装器电所电变、厂电发ﻫ用自然接地极外,敷设以水平接地体为主得人工接地网。

　人工接地网得外缘应闭合,外缘各角应做成圆弧形,圆弧得半径不宜小于均压带间距得一半。接地网内应敷设水平均压带。接地网得埋设深度不宜小于 0、６ｍ,有条件得埋设在 1m以下。北方冻土区应埋设在冻土层以下。,压均得网孔方但，网孔方或网孔长用采可网地接ﻫ特别就是在冲击电流作用下得均压效果要好得多。布距等不或距等用采可带压均得网地接ﻫ置。

　３5kV 以上变电所接地网边缘经常有人出入得走道外,应铺设砾石、沥青路面 或在地下装设两条与地网相连得均压带。

　 六、发电厂、变电所设备接地要求 )1(

　 :地接线地接设敷门专应位部列下中置装气电所电变、厂电发ﻫ1）

　发电机座或外壳、出线柜、中性点柜得金属底座与外壳、封闭母线得外壳；0１1

　)2 ;壳外属金得备设气电上座支件构土凝混筋钢得上以及Ｖkﻫ

　 ）3变式箱ﻫ电所得金属箱体;

　)４ ;点性中器压变得地接接直ﻫ

　 ）5联并压高、机电发、器压ﻫ抗器中性点所接消弧线圈、接地电抗器、电阻器 或变压器等得接地端子。

　6）

　得接地端子;

　)７ 。子端地接得等线、针雷避,器雷避ﻫ(２)发电厂、变电所 GIS 得接地线及其连接...