2023高壓直流接地極技術(shù)導(dǎo)則

高壓直流接地極技術(shù)導(dǎo)則11目??次目??次 1前??言 2范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1直流接地極設(shè)計 3直流接地極試驗 6直流接地極運行維護 8對周邊設(shè)施影響的評估與防護 9附 錄 A（資料性附錄）地面最大允許跨步電壓 10附 錄 B（資料性附錄）接地極極址注流試驗與電位擬合法 11附 錄 C（資料性附錄）熱導(dǎo)率、熱容率和焦炭要求 12高壓直流接地極技術(shù)導(dǎo)則范圍本標準規(guī)定了高壓直流接地極設(shè)計、試驗、運行維護中的一般原則、技術(shù)要求與方法，以及對周邊設(shè)施影響的評估與防護。本標準適用于單極和雙極運行的高壓直流輸電系統(tǒng)兩端接地極系統(tǒng)，不適用于換流站接地網(wǎng)。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。下列文件中的條款通過本文件的引用而成為本文件的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本規(guī)范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本規(guī)范。GB/T17949.1接地系統(tǒng)的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測量導(dǎo)則第1部分：常規(guī)測量DL/T475接地裝置特性參數(shù)測量導(dǎo)則DL/T2026高壓直流接地極監(jiān)測系統(tǒng)通用技術(shù)規(guī)范DL/T5224高壓直流輸電大地返回運行系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)定T/CSEE0305-2022高壓直流接地極對周邊埋地鋼質(zhì)油氣管道影響評估技術(shù)規(guī)范IEC/TS62344Designofearthelectrodestationsforhigh-voltagedirectcurrent(HVDC)links-GeneralguidelinesCIGRE675GeneralguidelinesforHVDCelectrodedesign術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。高壓直流接地極系統(tǒng)（簡稱接地極系統(tǒng)） HVDCearthelectrodesystem在高壓直流輸電系統(tǒng)中，為實現(xiàn)正常運行或故障時以大地或海水作電流回路運行而專門設(shè)計和建造的一組裝置的總稱。它主要由接地極線路、接地極饋流線和接地極組成。直流接地極 DCearthelectrode放置在大地或海中，由若干組接地導(dǎo)體和活性填充材料組成的可持續(xù)地為直流系統(tǒng)傳遞直流電流的接地裝置。接地極線路electrodelinePAGEPAGE10連接換流站中性母線與接地極饋流線的線路。接地極饋流線earthelectrodefeederline接地極和接地極線路之間的電氣連接線。它可以只含饋電電纜也可以含架空分支線加饋電電纜。高壓直流系統(tǒng)的地電流groundcurrentofHVDCSystem在高壓直流系統(tǒng)中，通過大地或海水從一個換流器的端子流向另一個換流器的端子的任一種極性的電流。該電流是一種有意施加的電流，而不是故障和泄漏電流。接地極址electrodesite接地極所在地理位置。額定電流ratedcurrentundermonopolarmode高壓直流系統(tǒng)單極運行輸送額定功率時的電流。最大過負荷電流maximumoverloadcurrent換流閥在最高環(huán)境溫度下，冷卻設(shè)備投入運行時可連續(xù)輸送的最大負荷電流。最大暫態(tài)電流maximumtransientovercurrent當系統(tǒng)發(fā)生擾動時，在幾秒鐘時間內(nèi)流過接地極的平均最大電流。不平衡電流unbalancecurrent雙極直流系統(tǒng)運行時兩極的電流之差。對于雙極對稱運行方式，由于觸發(fā)角和設(shè)備參數(shù)的差異，有不1%10Aearthingresistance接地極對大地無窮遠處的電阻?？绮诫妷簊teppotential當高壓直流接地極運行時，人體兩腳接觸該地面上水平距離為1m的任意兩點間的電位差。接觸電勢touchpotential當高壓直流接地極運行時，在地面上離導(dǎo)電的金屬物件等水平距離為1m處，與沿金屬物件離地面以上垂直距離為1.8m處兩點間的電位差。轉(zhuǎn)移電勢transferpotential接地極運行時，人站在接地極附近地面觸摸由遠方接入的接地導(dǎo)體，或人站在遠處的地面觸摸由極址接地附近引出的接地導(dǎo)體時所承受的電壓。轉(zhuǎn)移電勢為一種特殊情況下的接觸電勢，其最大可能出現(xiàn)的值為接地極電位升。直流接地極設(shè)計一般要求直流接地極的設(shè)計應(yīng)滿足對周邊電力設(shè)施、埋地油氣管道、鐵路及通信設(shè)施等環(huán)境影響的技術(shù)要求。40年。20~60天。大地運行的概率及可能造成的影響嚴重程度進行合理選取。一般情況下，校核跨步電壓和電纜截面時，可取其中兩個換流站額定電流之和的最大值；其它計算，可取其中一個換流站的最大額定電流和剩余換流站的不平衡電流之和。技術(shù)指標及限值接地電阻（最長持續(xù)運行時間大于接地極的熱時間常數(shù)），其接地電阻設(shè)計值應(yīng)滿足式（1）的要求。1 2λmI1 2λmIdρ2ρm(θmaxθc)式中：Re——接地極對無窮遠處的接地電阻,Ω；Id——接地極長時間流入大地的入地電流，A。λm——接地極埋設(shè)處的土壤等效熱導(dǎo)率，W/(m·°C)。θmax——設(shè)計允許的最高接地極溫度，°C。θc——土壤自然最高溫度，°C。ρm——接地極埋設(shè)處的土壤等效電阻率，Ω·m。ρe——極址整體大地等效電阻率，Ω·m。

（1）（最長持續(xù)運行時間遠小于接地極的熱時間常數(shù)（1）4.2.24.2.3的要求后，其接地電阻可不作具體限定。溫升跨步電壓2h（的要求：Up2s

（2）式中：Esp——最大允許跨步電壓，V；ρs——極址表層土壤電阻率，Ω·m。接觸電勢與轉(zhuǎn)移電勢2h7.42+0.008ρs。2h60V。溢流密度1A/m2；在土壤中水分含量較多的情況下或?qū)τ诖怪毙徒拥貥O，最大面電流密度取值應(yīng)按水的壓力進行修正。6~10A/m2，但若電極周圍40~50A/7A/m2控制。水中電位梯度接地極在額定電流運行時，靠近接地極附近水域中的最大電位梯度不宜大于1.25V/m。極址選擇直流接地極極址一般宜選在地形開闊、平坦，以及土壤水分充足、電阻率較低的地方。10km接受的其它接地極，新建接地極的選址可優(yōu)先向該接地極方向靠攏。條件具備時，也可采用與其共用接地極或極址的方案。在換流站距離海岸線較近的地方，如條件或政策允許，可優(yōu)先采用海洋接地極方案。（50~100km，埋地油氣管道的收50km10km。對于深層土壤電阻率特別高的極址，經(jīng)評估后收資的范圍宜進一步擴大。10km范圍內(nèi)的地形地貌、水文氣象等自4.4大地參數(shù)確定地下水位接地極址的地下水位可以通過水文地質(zhì)圖查得或在現(xiàn)場通過實地探測獲得。大地電阻率接地極址的大地電阻率一般應(yīng)通過在現(xiàn)場實地測量獲得。（2km深度范圍內(nèi)GB/T17949.11000m。極址深層大地電阻率（100km）宜采用大地電磁勘探（MT）法進行測量。測量時，應(yīng)避48h。MT法測得的試驗數(shù)據(jù)進行驗證和修正，B。對于海岸接地極或靠近海岸的海水/土壤溫度測量土壤攝氏溫度，精確度高于±0.5℃的各種測量裝置或溫度計均可采用。土壤熱導(dǎo)率直流接地極址土壤熱導(dǎo)率可用現(xiàn)場測量和現(xiàn)場取樣實驗室測定兩種方法中的一種方法來確定。對于后者，土壤樣品獲取應(yīng)考慮接地極址不同位置土壤的典型抽樣，土壤取樣的最小深度應(yīng)不小于接地極擬埋設(shè)的深度。各類土壤、雪和冰的熱導(dǎo)率見附錄C表C.1。土壤熱容率4.4.4CC.21.0×106～1.5×106（1.3×106）J/（m3·℃）的范圍內(nèi)選用。電極形狀與布置0.7~0.85之間。如雙圓環(huán)仍然難以滿3個，以降低屏蔽效應(yīng)。如果由于場地條件限制而不能采用圓環(huán)形接地極，則可根據(jù)地形條件采用類圓環(huán)形電極（如橢圓形、跑道形）或不規(guī)則形狀的電極。此時，在彎曲部位應(yīng)盡量增大曲率半徑，使電極過渡平滑。（如峽谷或湖泊）個尺寸合適的環(huán)形電極，以降低末端的溢流密度。如果幾十到幾百米深度的土壤電阻率很低，也可采用垂直或者深井接地極。3IEC/TS62344CIGRE675。1.5m~5m之間。接地極結(jié)構(gòu)與材料直流接地極的電極結(jié)構(gòu)一般宜由饋電元件和周圍填充活性材料構(gòu)成。3種材料外，還可選用鍍鉑鈦/MMO。<0.5%。BB.3的要求。DL/T5224。饋流系統(tǒng)6kV；采用架空饋流線時，宜使用兩片一般直流懸式絕緣子。饋電電纜的金屬護套在靠近導(dǎo)流管母的一側(cè)應(yīng)做好絕緣包裹，不得直接連接中心設(shè)備區(qū)的金屬構(gòu)架。輔助設(shè)施為了監(jiān)控接地電極的運行狀態(tài)，宜在引流電纜處設(shè)置能夠檢測接地極溫度和濕度的檢測井，也可根據(jù)DL/T2026。對于垂直/設(shè)計時宜視接地極極址含水條件的變化情況，可選擇裝設(shè)注水裝置。直流接地極試驗一般原則接地極安裝完成后，在系統(tǒng)投入運行前應(yīng)進行接地極驗收試驗和系統(tǒng)調(diào)試試驗。本文件中規(guī)定的試驗項目的時間順序，在沒有特殊說明時可同時或交叉進行。為了測試人員、儀器和設(shè)備的安全，試驗中的入地電流宜從小到大，分若干檔次進行。在不同的入地電流下，重復(fù)進行同一試驗項目時，應(yīng)使用同一儀表在相同的位置和方向進行。70%～80%100%1次。外觀檢查（沖刷或下陷等）在試驗前應(yīng)進行修復(fù)。檢查檢測裝置和滲水孔，防止堵塞。檢查安全標志和防護遮攔，確認完好無損，標志清晰。電流分布測試0.5～1級。接地電阻測試—試驗用直流電源提供，也可用系統(tǒng)運行時經(jīng)由接地極流散的不平衡電流或是單極大地回路運行時的入地電流。10倍。此時若不是采用接地極線路作為電流引線，則在測量時，接地極饋流線應(yīng)與接地極線路斷開。測試布DL/T475。10倍。不應(yīng)在施工后或雨后，立即測量接地電阻。電位分布和電位梯度測試10km，并繪出電位分布曲線。1m，在遠離接地極而地面電場強度很小的區(qū)域，兩個測量電極的間距宜取決于所使用的測量儀表能否測出有效的讀數(shù)。測量前應(yīng)首先確定地中雜散電流電場的干擾信號強度，并在測試中采用措施加以消除?？绮诫妷?、接觸電勢和轉(zhuǎn)移電勢測試a）接地極導(dǎo)體正上方地面距接地極導(dǎo)體徑向幾米處。b）地面不平的低洼與潮濕之處。c）散流不均勻的接地導(dǎo)體、電流密度大的導(dǎo)體上方地面。d）與周圍土壤相比，局部土壤電阻率突變的地方。試驗中需測量各種可能的轉(zhuǎn)移電勢，并且采取措施限制接觸電勢可能對人身造成的危害。溫升測試5測量溫度的計量單位采用℃，精確度為±0.5℃。宜采用合適的溫度測量儀表進行地中溫度測量。直流接地極運行維護巡視與維護261次。應(yīng)檢查接地極的礫石滲水處，發(fā)現(xiàn)有污泥等雜物堵塞滲水孔，應(yīng)及時清除。應(yīng)檢查入地電纜及接頭、桿塔基礎(chǔ)及安全警告標志等是否完好，發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時處理。接地參數(shù)測量與監(jiān)測5部分進行。131在有單極大地回路運行的年份，應(yīng)注意對周圍環(huán)境與生態(tài)影響的資料的收集。開挖與腐蝕檢查1051/3安時數(shù)后可進行一次局部開挖檢查，以確定接地極地下部分（饋電元件、連接電纜、接頭等）的運行狀況。4處，選點應(yīng)盡量分散并涵蓋不同方向和不同土質(zhì)狀況。（或上次開挖檢查腐蝕比較嚴重處。對周邊設(shè)施影響的評估與防護埋地油氣管道評估對管道的腐蝕影響，不宜單獨以單極大地運行下管道的極化電位（如-0.85V~-1.2V）或者極化電位偏移值（100mV）作為直接評價指標，而應(yīng)根據(jù)接地極單極大地或不平衡運行的電流及持續(xù)時間，計0.03mm/a。下，受影響范圍內(nèi)管道任一位置的通電電位應(yīng)滿足人身安全允許限值的要求。一般在干燥環(huán)境中不應(yīng)超過35V管道受到直流接地極干擾影響程度超過以上允許限值時，應(yīng)采取適當?shù)姆雷o措施。T/CSEE0305。變壓器直流偏磁可能產(chǎn)生直流偏磁，其數(shù)值與變壓器所處的位置及其電氣參數(shù)、系統(tǒng)接線，電網(wǎng)結(jié)線等有關(guān)，在選擇極址時應(yīng)進行模擬計算，接地極投入運行后進行實地測量。（包括電氣化鐵道的供電變壓器和機車牽引變壓器料、結(jié)構(gòu)及制造工藝有關(guān)。制造廠商宜提供相關(guān)的技術(shù)要求。如制造廠商不能提供技術(shù)要求，變壓器每相0.3%0.5%，0.7%。附 錄 A（資料性附錄）地面最大允許跨步電壓根據(jù)直流電流從人的兩腳間通過人體，腳（趾）感到輕微刺痛感覺時的電流值作為人體允許通過的直流電流限值，推薦直流接地極地面最大允許跨步電壓由式（A.1）確定式中:

EmmV/；

Id(Rb

2R0)

(A.1)dA；b；0Ω。10285140和5.3A3S考慮，代入公式(C.1)中，得到地面最大允許跨步電壓計算式:式中:

Em

7.42

0.0318s

(A.2)s——表層土壤電阻率，Ω·m。附 錄 B（資料性附錄）接地極極址注流試驗與電位擬合法接地極極址的注流試驗和電位擬合法可適用于土壤參數(shù)分布復(fù)雜（如有山、湖泊、溝渠等）地區(qū)，和數(shù)百米至數(shù)公里深處的土壤電阻率值測量。注流試驗與電位擬合法測量大地電性參數(shù)可按下列步驟執(zhí)行：10km）的地方安裝一個輔助電極，租用附近配電線路，將其中的一相或兩相，串入試驗電源后連接兩個試驗電極，另一相留作測量電位用。試驗時，給模擬電極注入一定值（5A）的直流電流，同時在模擬電極至兩電極