2021接地裝置標準化設計1

接地裝置標準化設計主要內(nèi)容一、接地的作用二、接地電阻的基本概念三、輸電線路接地的一般規(guī)定四、接地裝置型式五、接地裝置的接地電阻計算主要內(nèi)容六、接地裝置型式選擇七、新材料的應用八、接地裝置標準化設計九、桿塔接地電阻測量一、接地的作用接地通常分為系統(tǒng)接地和保護接地。系統(tǒng)接地是為了使系統(tǒng)穩(wěn)定運行，如變壓器中性點接地，信號交流時的公共電位參考點等；保護接地如電源接地故障保護、靜電接地、屏蔽接地、防雷接地等；也有的接地具有上述兩種作用。接地是電氣工程中必不可少的措施。防雷接地目的是使雷電流順利入地。一、接地的作用工作接地：是為了保證電力系統(tǒng)正常運行所需要的接地。例如中性點直接接地系統(tǒng)中的變壓器中性點接地，其作用是穩(wěn)定電網(wǎng)對地電位，從而可使對地絕緣降低。防雷接地：是針對防雷保護的需要而設置的接地。例如避雷針（線）、避雷器的接地，目的是使雷電流順利導入大地，以利于降低雷過電壓，故又稱過電壓保護接地。保護接地：也稱安全接地，是為了人身安全而設置的接地，即電氣設備外殼(包括電纜皮)必須接地，以防外殼帶電危及人身安全。一、接地的作用跨步電位差：

接地短路（故障）電流流過接地裝置時，地面上水平距離為0.8m的兩點間的電位差，稱為跨步電位差。接裝置外的地面上水平距離0.8m處對接地裝置邊緣接地極的電位差，稱為最大跨步電位差。接觸電位差：接地短路（故障）電流流過接地裝置時，大地表面形成分布電位，在地面上離桿塔水平距離0.8m處與桿塔離地面的垂直距離1.8m處兩點間的電位差，稱為接觸電位差。接地裝置中心對接地裝置接地極的最大電位差，稱為最大接觸電位差。

二、接地電阻的基本概念接地電阻一般指接地體上的工頻交流或直流電壓與通過接地體而流入地下的電流之比。散泄雷電沖擊電流時的接地電阻指電壓峰值與電流峰值之比，稱為沖擊接地電阻。接地電阻主要是電流在地下流散途徑中土壤的電阻。接地體與土壤接觸的電阻以及接地體本身的電阻小得可以忽略。電網(wǎng)中發(fā)生接地短路時，短路電流ID通過接地體向大地近似作半球形流散（接地體附近并非半球形，流散電流分布依接地體形狀而異）。越接近接地體的等位線其電位越高。因為球面積與半徑平方成正比，所以流散電流所通過的截面隨著遠離接地體而迅速增大。因電阻與電流通道的截面積成反比，故同半球形面積對應的土壤電阻隨著遠離接地體而迅速減小。二、接地電阻的基本概念一般情況下，接地裝置散泄電流時，離單個接地體20m處的電位實際上已接近零電位。接地電阻值與土壤電導率、接地體形狀、尺寸和布置方式、電流頻率等因素有關(guān)。通常根據(jù)對接地電阻值的要求，確定應埋置的接地體形狀、尺寸、數(shù)量及其布置方式，對于土壤電阻率高的地區(qū)（如山區(qū)），為了節(jié)約金屬材料，可以采取改善土壤電導率的措施，在接地體周圍土壤中填充電導率高的物質(zhì)或在接地體周圍填充一層降阻劑（含有水和強介質(zhì)的固化樹脂）等，以降低接地電阻值。接地體流入雷電流時，由于雷電流幅值很大，接地體上的電位很高，在接地體周圍的土壤中會產(chǎn)生強烈的火花放電，土壤電導率相應增大，相當于降低了散流電阻。二、接地電阻的基本概念接地點處的電位Um與接地電流I的比值定義為該點的接地電阻R，R=Um/I。當接地電流為定值時，接地電阻愈小，則電位Um愈低，反之則愈高。接地電阻主要取決于接地裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、埋入地下的深度及當?shù)氐耐寥离娮杪?。因金屬接地體的電阻率遠小于土壤電阻率，故接地體本身的電阻在接地電阻中可以忽略不計。三、輸電線路接地的一般規(guī)定設計接地裝置時，應考慮土壤干燥或凍結(jié)等季節(jié)變化的影響，接地電阻在四季中均應符合本規(guī)定的要求，但雷電保護接地的接地電阻，可只考慮在雷季中土壤干燥狀態(tài)的影響。確定輸電線路的接地裝置型式和布置時，考慮保護接地的要求，應降低接觸電位差和跨步電位差。輸電線路的下列金屬部分，均應接地。A）裝有地線的架空輸電線路桿塔；B）除瀝青地面的居民區(qū)不接地外；其它居民區(qū)內(nèi)，消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)中無地線的架空輸電線路的金屬桿塔和鋼筋混凝土桿塔。C）裝在輸電線路桿塔上的開關(guān)設備、電容器等電氣設備。三、輸電線路接地的一般規(guī)定

有地線的輸電線路，每基桿塔不連地線的工頻接地電阻，在雷季干燥時，不宜超過下表所列數(shù)值。

有地線的輸電線路桿塔的工頻接地電阻土壤電阻率≤100＞100～500＞500～1000＞1000～2000＞2000Ω·m接地電阻1015202530Ω注：如土壤電阻率超過2000Ω·m，接地電阻很難降低到30Ω時，可采用6～8根總長不超過500m的放射形接地極，或采用連續(xù)伸長接地極，接地電阻不受限制。三、輸電線路接地裝置的一般規(guī)定接地裝置應充分利用自然接地極接地，但應校驗自然接地極的熱穩(wěn)定。在高土壤電阻率地區(qū)，可采取下列降低接地電阻的措施：A）當在桿塔附近(在放射形接地極每根長度的1.5倍范圍內(nèi))有較低電阻率的土壤時，可敷設外引接地極；B）填充電阻率較低的物質(zhì)、換土、降阻劑；C）采用新型接地裝置，如接地模塊等；D）當?shù)叵螺^深處的土壤電阻率較低時，可采用深埋式接地極。三、輸電線路接地裝置的一般規(guī)定降阻劑或接地模塊應因地制宜地用在高土壤電阻率地區(qū)、林區(qū)或地形受限制地區(qū)。降阻劑、接地模塊材料的選擇及施工工藝應符合下列要求：A）使用的材料必須符合國家現(xiàn)行技術(shù)標準，通過國家相應機構(gòu)對降阻劑或接地模塊的檢驗測試，并有合格證件。且應選用長效防腐物理性降阻劑或接地模塊。B）嚴格按照生產(chǎn)廠家使用說明書規(guī)定的操作工藝施工。三、輸電線路接地裝置的一般規(guī)定人工接地極，水平敷設的可采用圓鋼、扁鋼，垂直敷設的可采用角鋼、鋼管、銅包鋼棒等。接地裝置的導體，應符合熱穩(wěn)定與均壓的要求，還應考慮腐蝕的影響。接地裝置導體的最小尺寸應符合下表所列規(guī)格。接地裝置導體的最小尺寸種類規(guī)格及單位地上地下圓鋼

扁鋼

角鋼

鋼管直徑mm

截面mm2

厚度mm

厚度mm

管臂厚度mm12

50

5

2.5

2.510

50

4

4

3.5注：架空線路桿塔的接地極引出線，應熱鍍鋅。三、輸電線路接地裝置的一般規(guī)定接地裝置的防腐蝕設計，應符合下列要求：A）計及腐蝕影響后，接地裝置的設計使用年限，應與地面工程的設計使用年限相當；B）接地裝置的防腐設計，宜按當?shù)氐母g數(shù)據(jù)進行；C）接地裝置應采用熱鍍鋅鋼材。在腐蝕嚴重地區(qū)，宜采用適合當?shù)姆栏胧┗蚣哟蠼拥貥O截面。接地線與接地極或接地極之間的焊接點，應涂防腐材料。三、輸電線路接地裝置的一般規(guī)定鋼筋混凝土桿鐵橫擔和鋼筋橫擔線路的地線支架、導線橫擔與絕緣子固定部分或瓷橫擔固定部分之間，宜有可靠的電氣連接并與接地引下線相連。主桿非預應力鋼筋如上下已用綁扎或焊接連成電氣通路，則可兼作接地引下線。利用鋼筋兼作接地引下線的鋼筋混凝土電桿，其鋼筋與接地螺母、鐵橫擔間應有可靠的電氣連接。架空線路桿塔的每一腿應與接地體引下線連接，與塔腿通過多點接地以保證可靠性。接地引下線與桿塔的連接應接觸良好，并應便于打開測量接地電阻。三、輸電線路接地裝置的一般規(guī)定接地極的連接應采用焊接，焊接必須牢固無虛焊。焊接應采用搭接焊，其搭接長度必須符合下列規(guī)定：

A）圓鋼之間搭接長度應大于圓鋼直徑的6倍，并雙面施焊；

B）圓鋼與扁鋼搭接長度不宜小于圓鋼直徑的6倍。接地裝置采用接地模塊或接地極（線）為銅與銅或銅與鋼的連接工藝應采用熱劑焊（放熱焊接），其熔接接頭必須符合下列規(guī)定：

A）被連接的導體必須完全包在接頭內(nèi)；

B）要保證連接部位的金屬完全熔化，連接牢固；

C）熱劑焊（放熱焊接）接頭的表面應平滑；三、輸電線路接地裝置的一般規(guī)定熱劑焊（放熱焊接）的接頭應無貫穿性的氣孔。接地引下線的垂直部分和接地裝置連接（焊接）部位外側(cè)100mm范圍內(nèi)應做防腐處理；在做防腐處理前，表面必須除銹并去掉焊接處殘留的焊藥。四、接地裝置型式方框帶射線接地裝置圖四、接地裝置型式L型接地裝置圖四、接地裝置型式垂直(方框深埋)接地裝置圖五、接地裝置的接地電阻計算類別名稱電阻率近似值Ω·m不同情況下電阻率的變化范圍Ω·m較濕時(一般地區(qū)、多雨區(qū))較干時(少雨區(qū)、沙漠區(qū))地下水含鹽堿時土陶粘土105～2010～1003～10泥炭、泥灰?guī)r、沼澤地2010～3050～3003～30搗碎的木炭40－－－黑土、園田土、陶土50}30～10050～30010～30白堊土、粘土60砂質(zhì)粘土10030～30080～100010～80黃土200100～20025030土壤和水的電阻率參考值五、接地裝置的接地電阻計算類別名稱電阻率近似值Ω·m不同情況下電阻率的變化范圍Ω·m較濕時(一般地區(qū)、多雨區(qū))較干時(少雨區(qū)、沙漠區(qū))地下水含鹽堿時土含砂粘土、砂土300100～10001000以上30～100河灘中的砂－300－－煤－350－－多石土壤400－－－上層紅色風化粘土、下層紅色頁巖500(30％濕度)－－－表層土夾石下層礫石600(15％濕度)－－－土壤和水的電阻率參考值五、接地裝置的接地電阻計算類別名稱電阻率近似值Ω·m不同情況下電阻率的變化范圍Ω·m較濕時(一般地區(qū)、多雨區(qū))較干時(少雨區(qū)、沙漠區(qū))地下水含鹽堿時砂砂、砂礫1000250～10001000～2500－砂層深度大于10m、地下水較深的草原、地面粘土深度不大于1.5m、底層多巖石1000－－－巖石礫石、碎石多巖山地花崗巖50005000200000－－－－－－－－－土壤和水的電阻率參考值五、接地裝置的接地電阻計算類別名稱電阻率近似值Ω·m不同情況下電阻率的變化范圍Ω·m較濕時(一般地區(qū)、多雨區(qū))較干時(少雨區(qū)、沙漠區(qū))地下水含鹽堿時混凝土在水中在濕土中在干土中在干燥的大氣中40～55100～200500～130012000～18000－－－－－－－－－－－－礦金屬礦石0.01～1―－－土壤和水的電阻率參考值五、接地裝置的接地電阻計算接地裝置設計原理：

采用靜電分析法計算接地電阻，復合接地裝置的接地電阻用下式計算：

R=U/ΣI=1/ΣB

式中：U——接地體元件的電位

I——接地體元件中的擴散電流

B——元件及元件間電導系數(shù)，由電位系數(shù)α矩陣求逆獲得。五、接地裝置的接地電阻計算

設計計算雷電保護接地裝置所采用的土壤電阻率，應采用雷季中最大可能的數(shù)值，并按下式計算：

ρ＝ρ0Ψ

式中：

ρ－土壤電阻率，Ω·m；

ρ0－雷季中無雨水時所測得的土壤電阻率，Ω·m；

Ψ－考慮土壤干燥所取的季節(jié)系數(shù)。

Ψ采用表6－1所列數(shù)值。五、接地裝置的接地電阻計算雷電保護接地裝置的季節(jié)系數(shù)埋深mΨ值水平接地極2～3m的垂直接地極0.50.8～1.02.5～3.0(深埋接地極)1.4～1.81.25～1.451.0～1.11.2～1.41.15～1.31.0～1.1注：測定土壤電阻率時，如土壤比較干燥，則應采用表中的較小值；如比較潮濕，則應采用較大值。五、接地裝置的接地電阻計算

桿塔水平接地裝置的工頻接地電阻可按下式計算：R=ρ/(2πL){ln[L2/(hd)]+At}式中的h為接地裝置埋深，d為接地裝置等效直徑，At和L的意義及取值見下表。接地裝置種類形狀參數(shù)鐵塔接地裝置At=1.76L=4（l1+l2）鋼筋混凝土桿放射型接地裝置At=2.0L=4l1+l2鋼筋混凝土桿環(huán)型接地裝置At=1.0L=8l2（當l1=0）L=4l1（當l1≠0）五、接地裝置的接地電阻計算1T-FK3φ12圓鋼埋深H(mm)方框邊長S(mm)射線長L(mm)80080004000土壤電阻率(Ω?m)工頻接地電阻計算值(Ω)工頻接地電阻不大于(Ω)30014.08151T-FK6φ12圓鋼埋深H(mm)方框邊長S(mm)射線長L(mm)600800012000土壤電阻率(Ω?m)工頻接地電阻計算值(Ω)工頻接地電阻不大于(Ω)60018.4620五、接地裝置的接地電阻計算工頻接地電阻計算算例：六、接地裝置型式選擇在土壤電阻率ρ≤100Ω·m的潮濕地區(qū)，可利用鐵塔和鋼筋混凝土桿自然接地。當自然接地電阻符合要求時，可不設人工接地裝置。

在土壤電阻率100Ω·m＜ρ≤300Ω·m的地區(qū)，除利用鐵塔和鋼筋混凝土桿的自然接地外，并應增設人工接地裝置，接地裝置的埋設深度不宜小于0.6m。在土壤電阻率300Ω·m＜ρ≤2000Ω·m的地區(qū)，可采用水平敷設的接地裝置，接地極埋設深度不宜小于0.5m。六、接地裝置型式選擇

在土壤電阻率ρ＞2000Ω·m的地區(qū)，可采用6～8根總長度不超過500m的放射形接地極或連續(xù)伸長接地極。放射形接地極可采用長短結(jié)合的方式。接地極埋設深度不宜小于0.3m。接地電阻可不受眼制。

居民區(qū)和水田中的接地裝置，宜圍繞桿塔基礎敷設成閉合環(huán)形。

在農(nóng)業(yè)耕作區(qū)，接地極的埋設深度應大于耕作深度。

在沙漠地區(qū)，考慮到較深處的沙子比較潮濕，宜適當加大接地極的埋深。

放射形接地極每根的最大長度，應符合下表的要求。六、接地裝置型式選擇放射形接地極每根的最大長度土壤電阻率Ω·m≤500≤1000≤2000≤5000最大長度m406080100六、接地裝置型式選擇

水平埋設的接地裝置適用于居民區(qū)和非居民區(qū)的鐵塔，但在埋設場地受限制的地方，可用垂直埋設；垂直埋設的接地裝置還適用于凍土深度大于0.8m的地區(qū)。

在山坡等傾斜地形敷設水平接地極時宜沿等高線開挖，接地溝底面應平整，溝深不得有負誤差，并應清除影響接地極與土壤接觸的雜物，以防止接地極受雨水沖刷外露，腐蝕生銹；水平接地極敷設應平直，以保證同土壤更好接觸。

大根開并采用高低腿（高差超過2m）桿塔接地裝置的敷設，可因地制宜采用兩個或兩個以上獨立的接地裝置。七、新材料的應用物理接地模塊采用經(jīng)防腐處理的金屬支架為電極芯，以高導電石磨粉和含電解質(zhì)導電物的硅酸鹽為主要原料，再經(jīng)高壓壓制成型，最后經(jīng)陳化處理的無極接地體。防腐離子接地體防腐例子接地體是由電極單元、HC高能回填料和防腐罩三部分組成。具有穩(wěn)定性高、降阻、防腐、壽命長、占地少和施工量小等優(yōu)點。CET專用接地裝置具有降阻高效、接地電阻穩(wěn)定、安裝方便、使用壽命長、安全性高等特點。銅包鋼接地級鋅包鋼接地級八、接地裝置標準化設計標準化設計的主要原則：安全可靠、技術(shù)先進、保護環(huán)境、控制成本、提高效率。在典型設計中，著重要處理和解決好典型設計方案的統(tǒng)一性、適應性、靈活性、先進性、可靠性和經(jīng)濟性及其相互之間的辯證統(tǒng)一關(guān)系。八、接地裝置標準化設計設計依據(jù)：交流電氣裝置的接地設計規(guī)范（GB50065-2011）電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范（GB50169－2006）110

~750kV架空輸電線路設計規(guī)范（GB50545-2010）交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合（DL/T620—1997）1000kV架空輸電線路設計規(guī)范（送審稿）1000kV特高壓交流輸變電工程過電壓和絕緣配合（GB/Z24842-2009）八、接地裝置標準化設計接地裝置標準化設計的主要內(nèi)容：在標準化設計中考慮了110kV、220kV、330kV、500kV四種電壓等級。標準化設計的土壤電阻率按六檔劃分，即：100、300、600、1000、1500、2000（Ω.m）。接地裝置埋設型式基本分為兩大類：即：水平埋設、垂直埋設。八、接地裝置標準化設計1T模塊：110kV接地裝置圖號圖名張數(shù)1T-L1L型接地裝置圖（ρ=100）11T-L3L型接地裝置圖（ρ=300）11T-L6L型接地裝置圖（ρ=600）11T-L10L型接地裝置圖（ρ=1000）11T-L15L型接地裝置圖（ρ=1500）11T-L20L型接地裝置圖（ρ=2000）11T-FK1方框帶射線（ρ=100）11T-FK3方框帶射線（ρ=300）11T-FK6方框帶射線（ρ=600）11T-FK10方框帶射線（ρ=1000）11T-FK15方框帶射線（ρ=1500）11T-FK20方框帶射線（ρ=2000）11T-CZ垂直接地裝置1八、接地裝置標準化設計八、接地裝置標準化設計八、接地裝置標準化設計八、接地裝置標準化設計2T模塊：220kV接地裝置圖號圖名張數(shù)2T-L1L型接地裝置圖（ρ=100）12T-L3L型接地裝置圖（ρ=300）12T-L6L型接地裝置圖（ρ=600）12T-L10L型接地裝置圖（ρ=1000）12T-L15L型接地裝置圖（ρ=1500）12T-L20L型接地裝置圖（ρ=2000）12T-FK1方框帶射線（ρ=100）12T-FK3方框帶射線（ρ=300）12T-FK6方框帶射線（ρ=600）12T-FK10方框帶射線（ρ=1000）12T-FK15方框帶射線（ρ=1500）12T-FK20方框帶射線（ρ=2000）12T-CZ垂直接地裝置1八、接地裝置標準化設計八、接地裝置標準化設計八、接地裝置標準化設計八、接地裝置標準化設計3T模塊：330kV接地裝置圖號圖名張數(shù)3T-L1L型接地裝置圖（ρ=100）13T-L3L型接地裝置圖（ρ=300）13T-L6L型接地裝置圖（ρ=600）13T-L10L型接地裝置圖（ρ=1000）13T-L15L型接地裝置圖（ρ=1500）13T-L20L型接地裝置圖（ρ=2000）13T-FK1方框帶射線（ρ=100）13T-FK3方框帶射線（ρ=300）13T-FK6方框帶射線（ρ=600）13T-FK10方框帶射線（ρ=1000）13T-FK15方框帶射線（ρ=1500）13T-FK20方框帶射線（ρ=2000）13T-CZ垂直接地裝置1八、接地裝置標準化設計八、接