隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增加，流經(jīng)地網(wǎng)的入地短路電流也愈來愈大，因此要確保人身和設(shè)備的安全，維護(hù)系統(tǒng)的可靠運行，不僅要強調(diào)降低接地電阻，還要考慮地網(wǎng)上表面的電位分布。在以往接地設(shè)計中，接地網(wǎng)的均壓導(dǎo)體都按3m，5m，7m，10m等間距布置，由于端部和鄰近效應(yīng)，地網(wǎng)的邊角處泄漏電流遠(yuǎn)大于中心處，使地電位分布很不均勻，邊角網(wǎng)孔電勢大大高于中心網(wǎng)孔電勢，而且這種差值隨地網(wǎng)面積和網(wǎng)孔數(shù)的增加而加大。本文結(jié)合在建工程220kV新塘變電站的接地網(wǎng)設(shè)計，闡釋了接地網(wǎng)不等間距布置的方法及其合理性。

1接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的合理性

1.1改善導(dǎo)體的泄漏電流密度分布

圖1是面積為190m×170m的新塘變電站接地網(wǎng)，在導(dǎo)體根數(shù)相同的情況下，分別按10m等間距布置和平均10m不等間距布置。沿平行導(dǎo)體①、②、③、④、⑤的泄漏電流密度分布曲線見圖2。從圖中可見，不等間距布置的接地網(wǎng)，邊上導(dǎo)體①的泄漏電流密度較等間距布置的接地網(wǎng)平均低15%左右；對于導(dǎo)體②的泄漏電流密度，這兩種布置的接地網(wǎng)幾乎相等(僅相差0.3%)；對于中部導(dǎo)體③、④、⑤，不等間距布置的接地網(wǎng)的泄漏電流較等間距布置的接地網(wǎng)分別提高了9%，14%和15%。由此可見，不等間距布置能增大中部導(dǎo)體的泄漏電流密度分布，相應(yīng)降低了邊緣導(dǎo)體的泄漏電流密度，使得中部導(dǎo)體能得到更充分的利用。

1.2均勻土壤表面的電位分布

由表1的計算結(jié)果可知，不等間距布置的接地網(wǎng)能較大地改善表面電位分布，其最大與最小網(wǎng)孔電位的相對差值不超過0.7%，使各網(wǎng)孔電位大致相等，而等間距地網(wǎng)，其最大與最小網(wǎng)孔電位的相對差值在12.2%以上。同時不等間距地網(wǎng)的最大接觸電勢較等間距地網(wǎng)的最大接觸電勢降低了60.1%，極大地提高了接地網(wǎng)的安全水平。

1關(guān)于電力接地系統(tǒng)

接地的實質(zhì)是控制變電所發(fā)生接地短路時，故障點地電位的升高，因為接地主要是為了設(shè)備及人身的安全，起作用的是電位而不是電阻，接地電阻是衡量地網(wǎng)合格的一個重要參數(shù)。接地電阻，《電力設(shè)備接地設(shè)計技術(shù)規(guī)程》中對接地電阻值有具體的規(guī)定，一般不大于0.5Ω。在高土壤電阻率地區(qū)，當(dāng)接地裝置要求做到規(guī)定的接地電阻在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上極不合理時，大接地短路電流系統(tǒng)接地電阻允許達(dá)到5Ω，但應(yīng)采取措施，如防止高電位外引采取的電位隔離措施，驗算接觸電勢，跨步電壓等。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，主要是以發(fā)生接地故障時，接地電位的升高不超過2000V進(jìn)行控制，其次以接地電阻不大于0.5Ω和5Ω進(jìn)行要求。因地層土壤特性在各層具有不同的特性，電阻率可能沿不同路徑變化。當(dāng)計算時選取的土壤電阻率合適，計算結(jié)果才能反映接地網(wǎng)的情況。我國是用四管法測量，取10米內(nèi)的土壤電阻率的平均值。實際工作中對土壤電阻率的測量不夠重視，往往是現(xiàn)場觀察一下，直接從規(guī)程中選取一個參考值進(jìn)行設(shè)計工作，有時進(jìn)行測量也是測取場地平整前的表層土壤電阻率，不能反映該地區(qū)的實際情況。這個工作是接地裝置的前期工作，必須充分注意做好。

2接地網(wǎng)設(shè)計問題

接地網(wǎng)作為變電所交直流設(shè)備接地及防雷保護(hù)接地，對系統(tǒng)的安全運行起著重要的作用。由于接地網(wǎng)作為隱性工程容易被人忽視，往往只注意最后的接地電阻的測量結(jié)果。隨著電力系統(tǒng)電壓等級的升高及容量的增加，接地不良引起的事故擴大問題屢有發(fā)生。因此，接地問題越來越受到重視。變電所地網(wǎng)因其在安全中的重要地位，一次性建設(shè)、維護(hù)困難等特點在受到重視。其問題可以歸納為以下幾點：一、土壤電阻率的測量工程土壤電阻率的測量是工程接地設(shè)計重要的第一手資料，由于受到測量設(shè)備、方法等條件的限制，土壤電阻率的測量往往不夠準(zhǔn)確。我省地處青藏高原東部，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，變電所占地雖然不大，但多為不均勻地質(zhì)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在的實測，往往只取3～4個測點，過于簡單。二、長孔地網(wǎng)均壓線與主網(wǎng)連接薄弱，均壓線距離較長，發(fā)生接地故障時，沿均壓線電壓降較大，易造成二次控制電纜和設(shè)備損壞。當(dāng)某一條均壓線斷開時，均壓帶的分流作用明顯降低，而方孔地網(wǎng)的均壓帶縱橫交錯，當(dāng)某條均壓線斷開時，對地網(wǎng)的分流效果影響不大。三、關(guān)于變電站內(nèi)一次線對二次線的影響問題隨著系統(tǒng)容量的增大及系統(tǒng)短路水平的提高，變電站內(nèi)一次線對二次線的影響問題越來越突出。系統(tǒng)發(fā)生接地短路時，強大的人地電流經(jīng)地網(wǎng)向地中流散，在接地網(wǎng)上將產(chǎn)生強大的電位升，使接地網(wǎng)上的二次設(shè)備和二次電纜呈現(xiàn)很高的電位，很可能造成二次電纜或二次絕緣的擊穿或燒毀，這就是反擊事故；人地電流可能經(jīng)電纜的外皮向地中擴散，纜皮溫度升高使其絕緣加速老化甚至燃燒，這兩種情54•況均能引起高電位引入主控制室，使控制保護(hù)設(shè)備誤動作。同時人地短路電流在地網(wǎng)中流散時，會在電纜芯線上產(chǎn)生較高的感應(yīng)電壓，嚴(yán)重影響到二次電纜的正常工作。四、國外接地裝置都使用銅材，而且截面積較大。例如某電廠主變壓器區(qū)域（比利時設(shè)備），在主變壓器周圍是TJ-150裸銅絞線；跨越主變壓器基礎(chǔ)，埋在混凝土中的是TJ-185裸銅絞線。我們設(shè)計的升壓站等，全廠接地裝置是鋼材。這就有一個鋼材被腐蝕而截面積被減少的問題。有兩個問題需要討論：一是接地裝置的服務(wù)年限；二是腐蝕速度，以及采取的相應(yīng)防腐措施。從廣東省中試所“接地網(wǎng)腐蝕調(diào)查情況”看，運行10年及以上的130個35～220千伏變電所的接地裝置的挖土檢查，有61個接地網(wǎng)有不同程度的腐蝕，占46.92??.腐蝕速度為0.1～0.4?M年。在同一個變電所接地網(wǎng)內(nèi)，園鋼腐蝕的較扁鋼快3～4倍。接地網(wǎng)的服務(wù)年限如何確定，眾說不一。

我們考慮，在設(shè)計變電所、發(fā)電廠升壓站時，是根據(jù)5～10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計的。10年以后，電力系統(tǒng)發(fā)展的大了，主要設(shè)備技術(shù)性能不能滿足要求了，就進(jìn)行更新?lián)Q代。接地網(wǎng)設(shè)計也按同一原則設(shè)計是比較合理的。五、在發(fā)生接地故障時，地面上可能出現(xiàn)很高的電位梯度，會給運行人員和設(shè)備帶來危險；在土壤電阻率很高的情況下，要使接地電阻滿足<0．5n的規(guī)定非常困難，即使?jié)M足此規(guī)定，也不可能排除危險，但是只要設(shè)計合理，也完全能夠達(dá)到安全的目的。要考慮電位梯度帶來的危險，就不可避免地要對地網(wǎng)上土壤表層的電位分布進(jìn)行計算，以往對于等間距布置均壓導(dǎo)體的矩形地網(wǎng)，均采用簡化的計算公式或者經(jīng)驗公式來計算次邊角網(wǎng)孔的網(wǎng)孔電壓。但要計算地網(wǎng)上土壤表面任何一點的電位，特別是對于復(fù)雜形狀的地網(wǎng)，這些公式還不太完善。

3關(guān)于電力系統(tǒng)接地網(wǎng)設(shè)計的幾點建議

摘要：研究經(jīng)濟(jì)有效的耐蝕接地網(wǎng)金屬材料對于提高電網(wǎng)工作穩(wěn)定性有重要意義。用電化學(xué)測試方法及電解試驗方法在實驗室進(jìn)行了金屬材料耐蝕性能篩選試驗，并在變電站現(xiàn)場進(jìn)行了小型埋置試驗。試驗結(jié)果表明，金屬材料CL2的耐蝕性能比普通碳鋼高5~7倍，這對于延長接地網(wǎng)使用壽命具有重要意義；鍍鋅鋼作為接地材料對于延長接地網(wǎng)使用壽命實際作用不太顯著。

關(guān)鍵詞：接地網(wǎng)；耐蝕金屬材料；電化學(xué)測試

1引言

變電站容量的擴大對接地網(wǎng)安全運行的要求更為嚴(yán)格，對接地體的熱穩(wěn)定性的要求更高。在我國，由于資源、經(jīng)濟(jì)等原因，接地網(wǎng)所用的材質(zhì)主要為普通碳鋼。接地網(wǎng)腐蝕通常呈現(xiàn)局部腐蝕形態(tài)，發(fā)生腐蝕后接地網(wǎng)碳鋼材料變脆、起層、松散，甚至發(fā)生斷裂。某鹽堿性土壤變電站現(xiàn)場與接地網(wǎng)連接的普通碳鋼試片埋置2年后的表面情況。一般性土壤變電站現(xiàn)場與接地網(wǎng)連接的普通碳鋼試片埋置226天后的表面情況。無論在鹽堿性土壤中還是在一般性土壤中，接地網(wǎng)的碳鋼試片腐蝕是非常嚴(yán)重的，其表面有許多局部腐蝕坑，試片邊緣也不完整。

腐蝕是導(dǎo)致接地體事故擴大的一個主要原因。因為對于運行多年的接地網(wǎng)而言，由于腐蝕性土壤環(huán)境中的電化學(xué)腐蝕以及電網(wǎng)設(shè)備等運行中的泄流造成的腐蝕使得接地體截面減小，甚至斷裂，造成接地性能不良，不能滿足熱穩(wěn)定性的要求，因而電路電流將會燒壞接地網(wǎng)，使得變電站內(nèi)出現(xiàn)高電位差，造成其它主設(shè)備的毀壞事故，還會危及人身安全。由于接地網(wǎng)埋設(shè)在地下，一旦腐蝕嚴(yán)重到使接地網(wǎng)的接地電阻不合格，甚至局部斷裂時，對接地網(wǎng)的翻修改造是相當(dāng)費勁和困難的，費用也是巨大的。因此防止接地網(wǎng)腐蝕，保證接地性能的穩(wěn)定性，延長接地網(wǎng)的使用壽命，是電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所迫切需要解決的課題。

對于接地網(wǎng)防腐蝕的研究，目前國內(nèi)主要有兩條路線[1]，一是研制耐蝕性能優(yōu)良而且經(jīng)濟(jì)性好的導(dǎo)電材料以取代目前普遍使用的碳鋼；二是采用電化學(xué)保護(hù)技術(shù)以減緩正在服役的接地網(wǎng)的腐蝕速度，延長使用壽命。原武漢水利電力大學(xué)“接地網(wǎng)防蝕研究及應(yīng)用”課題組經(jīng)過長期大量的試驗，已經(jīng)篩選出耐蝕性能優(yōu)良且價格合理的材料，可以取代目前廣泛使用的普通碳鋼。

摘要：接地網(wǎng)等間距布置存在地電位分布不均勻的問題。在建220kV新塘變電站采用了不等間距布置，即從地網(wǎng)邊緣到中心，均壓導(dǎo)體間距按負(fù)指數(shù)規(guī)律增加。運用GPC接地參數(shù)計算程序?qū)煞N方法進(jìn)行分析和計算，結(jié)果表明接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計能顯著地改善導(dǎo)體的泄漏電流密度分布，使土壤表面的電位分布均勻，提高安全水平，節(jié)省鋼材和施工費用。

關(guān)鍵詞：變電站接地網(wǎng)設(shè)計

隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增加，流經(jīng)地網(wǎng)的入地短路電流也愈來愈大，因此要確保人身和設(shè)備的安全，維護(hù)系統(tǒng)的可靠運行，不僅要強調(diào)降低接地電阻，還要考慮地網(wǎng)上表面的電位分布。在以往接地設(shè)計中，接地網(wǎng)的均壓導(dǎo)體都按3m，5m，7m，10m等間距布置，由于端部和鄰近效應(yīng)，地網(wǎng)的邊角處泄漏電流遠(yuǎn)大于中心處，使地電位分布很不均勻，邊角網(wǎng)孔電勢大大高于中心網(wǎng)孔電勢，而且這種差值隨地網(wǎng)面積和網(wǎng)孔數(shù)的增加而加大。本文結(jié)合在建工程220kV新塘變電站的接地網(wǎng)設(shè)計，闡釋了接地網(wǎng)不等間距布置的方法及其合理性。

1接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的合理性

1.1改善導(dǎo)體的泄漏電流密度分布

面積為190m×170m的新塘變電站接地網(wǎng)，在導(dǎo)體根數(shù)相同的情況下，分別按10m等間距布置和平均10m不等間距布置。沿平行導(dǎo)體①、②、③、④、⑤的泄漏電流密度分布曲線。從此可見，不等間距布置的接地網(wǎng)，邊上導(dǎo)體①的泄漏電流密度較等間距布置的接地網(wǎng)平均低15%左右；對于導(dǎo)體②的泄漏電流密度，這兩種布置的接地網(wǎng)幾乎相等(僅相差0.3%)；對于中部導(dǎo)體③、④、⑤，不等間距布置的接地網(wǎng)的泄漏電流較等間距布置的接地網(wǎng)分別提高了9%，14%和15%。由此可見，不等間距布置能增大中部導(dǎo)體的泄漏電流密度分布，相應(yīng)降低了邊緣導(dǎo)體的泄漏電流密度，使得中部導(dǎo)體能得到更充分的利用。

摘要接地網(wǎng)等間距布置存在地電位分布不均勻的問題。在建220kV新塘變電站采用了不等間距布置，即從地網(wǎng)邊緣到中心，均壓導(dǎo)體間距按負(fù)指數(shù)規(guī)律增加。運用GPC接地參數(shù)計算程序?qū)煞N方法進(jìn)行分析和計算，結(jié)果表明接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計能顯著地改善導(dǎo)體的泄漏電流密度分布，使土壤表面的電位分布均勻，提高安全水平，節(jié)省鋼材和施工費用。

隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增加，流經(jīng)地網(wǎng)的入地短路電流也愈來愈大，因此要確保人身和設(shè)備的安全，維護(hù)系統(tǒng)的可靠運行，不僅要強調(diào)降低接地電阻，還要考慮地網(wǎng)上表面的電位分布。在以往接地設(shè)計中，接地網(wǎng)的均壓導(dǎo)體都按3m，5m，7m，10m等間距布置，由于端部和鄰近效應(yīng)，地網(wǎng)的邊角處泄漏電流遠(yuǎn)大于中心處，使地電位分布很不均勻，邊角網(wǎng)孔電勢大大高于中心網(wǎng)孔電勢，而且這種差值隨地網(wǎng)面積和網(wǎng)孔數(shù)的增加而加大。本文結(jié)合在建工程220kV新塘變電站的接地網(wǎng)設(shè)計，闡釋了接地網(wǎng)不等間距布置的方法及其合理性。

1接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的合理性

1.1改善導(dǎo)體的泄漏電流密度分布

圖1是面積為190m×170m的新塘變電站接地網(wǎng)，在導(dǎo)體根數(shù)相同的情況下，分別按10m等間距布置和平均10m不等間距布置。沿平行導(dǎo)體①、②、③、④、⑤的泄漏電流密度分布曲線見圖2。從圖中可見，不等間距布置的接地網(wǎng)，邊上導(dǎo)體①的泄漏電流密度較等間距布置的接地網(wǎng)平均低15%左右；對于導(dǎo)體②的泄漏電流密度，這兩種布置的接地網(wǎng)幾乎相等(僅相差0.3%)；對于中部導(dǎo)體③、④、⑤，不等間距布置的接地網(wǎng)的泄漏電流較等間距布置的接地網(wǎng)分別提高了9%，14%和15%。由此可見，不等間距布置能增大中部導(dǎo)體的泄漏電流密度分布，相應(yīng)降低了邊緣導(dǎo)體的泄漏電流密度，使得中部導(dǎo)體能得到更充分的利用。

1.2均勻土壤表面的電位分布

1接地材料的選型

對于材料的選擇很重要因為是接地工作的主體。在接地工程中各種金屬材料被廣泛使用如扁鋼、接地體、降阻劑和離子接地系統(tǒng)等。接地體有金屬接地體（角鋼、銅棒和銅板），這類接地體壽命較短，接地電阻上升快，地網(wǎng)改造頻繁，維護(hù)費用比較高，但是從傳統(tǒng)金屬接地極（體）中派生出類特殊結(jié)構(gòu)的接地體，使用效果比較好，一般稱為離子或中空接地系統(tǒng)；金屬材料如扁鋼，也常用銅材替代，主要用于接地環(huán)的建設(shè)，大多接地工程都選用；另外就是各方面比較認(rèn)可的非金屬接地體，其使用較方便，幾乎沒有壽命的約束。降阻劑分為物理降阻劑和化學(xué)將阻劑，現(xiàn)在接地工程普遍能接受的是物理降阻劑（也稱為長效型降阻劑）。物理降阻劑有超過二十年的工程運用歷史，經(jīng)過不斷的實踐和改進(jìn)，現(xiàn)在無論是性能還是使用施工工藝都已經(jīng)是相當(dāng)成熟的產(chǎn)品了。物理降阻劑屬于材料學(xué)中的不定性復(fù)合材料，根據(jù)使用環(huán)境形成不同形狀的包裹體，可以和接地環(huán)或接地體同時運用，包裹在接地環(huán)和接地體周圍，達(dá)到降低接觸電阻的作用。因為降阻劑有可擴散成分，所以能改善周邊土壤的導(dǎo)電屬性?；瘜W(xué)降阻劑自從發(fā)現(xiàn)有污染水源事故和腐蝕地網(wǎng)的缺陷以后基本不在使用了?，F(xiàn)在的較先進(jìn)降阻劑都有一定的防腐能力，可以加長地網(wǎng)的使用壽命，其防腐原理一般來說有幾種：犧牲陽極保護(hù)（電化學(xué)防護(hù)），致密覆蓋金屬隔絕空氣，加入改善界面腐蝕電位的外加劑成分等方法。

2接地系統(tǒng)基本要求

有效接地系統(tǒng)和低電阻接地系統(tǒng)中，變電站電氣裝置保護(hù)接地的接地電阻應(yīng)符合下列要求：一般情況下，接地裝置的接地電阻應(yīng)符合：R≤2000/I式中：R為考慮到季節(jié)變化的最大接地電阻，Q；I為流經(jīng)接地裝置的入地短路電流，A。在式中，采用在接地網(wǎng)內(nèi)外短路時，經(jīng)接地裝置流入地中的最大短路電流對稱分量的最大值。該電流應(yīng)按5-10年發(fā)展后的系統(tǒng)最大運行方式確定，并應(yīng)考慮系統(tǒng)中各接地中性點間的短路電流分配，以及避雷線中分走的接地短路電流等因素。

3接地裝置的施工

3.1設(shè)備接地要求

摘要：文中介紹了接地系統(tǒng)的作用，分析了獨立接地系統(tǒng)和共用接地系統(tǒng)的性能和特點，闡述了接地電阻的構(gòu)成及施工和降阻方法。簡介了接地裝置的施工接地電阻測量方法及測量注意事項。

關(guān)鍵詞：接地系統(tǒng)構(gòu)成性能施工測量

1.概述

接地系統(tǒng)是影響用電系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、可靠運行的一個重要環(huán)節(jié)，為了用電設(shè)備系統(tǒng)穩(wěn)定的工作，須有一個接地參考點。至于如何接地，采用何種接地方式較好、較正確，人們看法不一，國內(nèi)有關(guān)規(guī)程也不夠明確和統(tǒng)一，國外用電設(shè)備廠商對接地系統(tǒng)的要求也不盡相同，但對用電設(shè)備必須可靠接地的認(rèn)識是統(tǒng)一的。接地系統(tǒng)基本分為兩種形式，一是有按需要接地系統(tǒng)的功能而單獨設(shè)計的各自的專用接地系統(tǒng)，二是將各種功能的接地系統(tǒng)聯(lián)在一起組成一個公用接地系統(tǒng)。

2.獨立接地系統(tǒng)

將系統(tǒng)的直流地（邏輯地）與交流工作地，安全保護(hù)地和防雷地、供電系統(tǒng)地相互獨立。為了防止雷擊時反擊到其它接地系統(tǒng)，還規(guī)定了它們相互之間應(yīng)保持的安全距離。采用獨立接地方式的目的，是為了保證相互不干擾，當(dāng)出現(xiàn)雷電流時，僅經(jīng)防雷接地點流入大地，使之與其它部分隔離起來。有關(guān)規(guī)程提到若把直流地（邏輯地）防雷地分離時，其間距離應(yīng)相距15米左右。在不受環(huán)境條件限制的情況下，采用專用接地系統(tǒng)也是可取的方案，因這可避免地線之間相互干擾和反擊。

1.概述

接地系統(tǒng)是影響用電系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、可靠運行的一個重要環(huán)節(jié)，為了用電設(shè)備系統(tǒng)穩(wěn)定的工作，須有一個接地參考點。至于如何接地，采用何種接地方式較好、較正確，人們看法不一，國內(nèi)有關(guān)規(guī)程也不夠明確和統(tǒng)一，國外用電設(shè)備廠商對接地系統(tǒng)的要求也不盡相同，但對用電設(shè)備必須可靠接地的認(rèn)識是統(tǒng)一的。接地系統(tǒng)基本分為兩種形式，一是有按需要接地系統(tǒng)的功能而單獨設(shè)計的各自的專用接地系統(tǒng)，二是將各種功能的接地系統(tǒng)聯(lián)在一起組成一個公用接地系統(tǒng)。

2.獨立接地系統(tǒng)

將系統(tǒng)的直流地（邏輯地）與交流工作地，安全保護(hù)地和防雷地、供電系統(tǒng)地相互獨立。為了防止雷擊時反擊到其它接地系統(tǒng)，還規(guī)定了它們相互之間應(yīng)保持的安全距離。采用獨立接地方式的目的，是為了保證相互不干擾，當(dāng)出現(xiàn)雷電流時，僅經(jīng)防雷接地點流入大地，使之與其它部分隔離起來。有關(guān)規(guī)程提到若把直流地（邏輯地）防雷地分離時，其間距離應(yīng)相距15米左右。在不受環(huán)境條件限制的情況下，采用專用接地系統(tǒng)也是可取的方案，因這可避免地線之間相互干擾和反擊。

3.共用接地系統(tǒng)

建筑物為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，鋼筋主筋實際上已成為雷電流的下引線，在這種情況下要和防雷、安全、工作三類接地系統(tǒng)分開，實際上遇到較大困難，不同接地之間保持安全距離很難滿足，接地線之間還會存在電位差，易引起放電，損害設(shè)備和危及人身安全?？紤]到獨立專用接地系統(tǒng)存在實際困難，現(xiàn)在已趨向于采用防雷、安全、工作三種接地連接在一起的接地方式，稱為共用接地系統(tǒng)。在IEC標(biāo)準(zhǔn)和lTU相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中均不提單獨接地，國標(biāo)也傾向推薦共用接地系統(tǒng)。共用接地系統(tǒng)容易均衡建筑物內(nèi)各部分的電位，降低接觸電壓和跨步電壓，排除在不同金屬部件之間產(chǎn)生閃絡(luò)的可能，接地電阻更小。

摘要：三峽水利樞紐工程地處花崗巖地帶，電站裝機數(shù)量多，單機容量大，500kV發(fā)生單相接地故障時接地裝置的入地電流可達(dá)33.3kA。按規(guī)范要求接地裝置電位不應(yīng)超過2000V，三峽電站的接地電阻應(yīng)不超過0.06Ω。當(dāng)電站接地裝置處于等效電阻率為1000Ω·m的地區(qū)時，按估算所需接地網(wǎng)面積為70km2，這是不可能做到的。故立題進(jìn)行探究。摘要：三峽電站接地電阻計算程序電位升高1前言三峽水利樞紐工程規(guī)模巨大，電站共安裝26臺單機容量700MW的水輪發(fā)電機組，在電力系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位。三峽工程的接地裝置設(shè)計能否滿足要求是關(guān)系到電站平安運行的重大新問題。由于三峽樞紐工程地處花崗巖地帶，屬高電阻率地區(qū)。按DL/T5091－1999《水力發(fā)電站接地設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定，大接地短路電流系統(tǒng)的水電廠接地裝置的接地電阻要滿足R≤2000/I。三峽電站網(wǎng)外發(fā)生500kV單相接地短路故障的最大入地短路電流可達(dá)到33.3kA，電站接地電阻應(yīng)不超過0.06W。若電站接地裝置所在地區(qū)的等效電阻率為1kW·m，可估算出接地裝置的面積為S=(0.5ρ/R)2=(0.5/0.06)2=69.5km2,這是不可能的。為此，1995年提出了“九五”國家攻關(guān)課題《三峽樞紐接地技術(shù)探究》，承擔(dān)單位有長江水利委員會設(shè)計院，武漢水利電力大學(xué)(現(xiàn)武漢大學(xué))，任務(wù)是編制立體接地裝置分布、立體電阻率分布的接地電阻計算程序。若接地裝置答應(yīng)電位升高超過2000V需探究該值還答應(yīng)提高到多少，以及如何采取電站接地網(wǎng)的均壓、防反擊和隔離辦法等。2三峽水利樞紐接地裝置的布置三峽樞紐工程的各種構(gòu)筑物有大量的結(jié)構(gòu)鋼筋，在接地設(shè)計中應(yīng)充分利用樞紐建筑物的自然接地體。根據(jù)三峽樞紐的布置，接地裝置由6部分組成摘要：①大壩接地裝置；②左岸電站接地裝置；③右岸電站接地裝置；④泄水閘接地裝置；⑤永久船閘接地裝置；⑥臨時船閘和升船機接地裝置。2.1大壩接地裝置三峽大壩全長約為2km，大壩上游迎水面結(jié)構(gòu)表層鋼筋網(wǎng)孔為20m×20m，作為垂直地網(wǎng)面積為239000m2。在上游庫底敷設(shè)人工接地網(wǎng)，網(wǎng)孔為50m×50m，水平地網(wǎng)面積為245000m2。2.2左、右岸電站接地裝置三峽左、右岸電站接地裝置布置相同，充分利用水下鋼結(jié)構(gòu)物連成一體，鋼結(jié)構(gòu)物有摘要：尾水護(hù)坦結(jié)構(gòu)鋼筋、尾水底板結(jié)構(gòu)鋼筋、蝸殼、錐管、進(jìn)水壓力鋼管等。在主、副廠房各樓層的底板四面還設(shè)置了接地干線，每層的電氣設(shè)備接地線就近和接地干線連接，每層樓板接地干線和垂直接地干線連成一體。避雷器接地引下線直接引至進(jìn)水壓力鋼管。布置變壓器、電抗器的82m高程平臺和副廠房92m高程GIS室皆利用樓板結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地裝置。500kVGIS室敷設(shè)兩條接地銅母線，GIS設(shè)備接地線和銅母線連接，銅母線和樓板中地網(wǎng)多點連接。副廠房頂上的電氣設(shè)備接地裝置和副廠房頂上人工地網(wǎng)相連接。左岸電站水平接地網(wǎng)面積為28800m2，右岸電站水平接地網(wǎng)面積為36400m2。2.3泄水閘接地裝置泄水閘全長583m，有22個底孔、23個深孔和22個表孔。閘門槽鋼結(jié)構(gòu)和上游迎水面結(jié)構(gòu)鋼筋連接，閘門槽鋼結(jié)構(gòu)頂端和壩頂門機軌道連接，底端和泄洪壩段的深孔底板接地網(wǎng)和1～7號泄洪壩段下游護(hù)坦接地網(wǎng)連接。泄洪壩段接地網(wǎng)面積為7200m2。2.4永久船閘接地裝置雙線五級船閘全長1600m，將船閘的閘室底板和側(cè)墻結(jié)構(gòu)鋼筋和貫五級船閘兩側(cè)四條輸水廊道結(jié)構(gòu)鋼筋連接一體，上下游導(dǎo)航墻的表層結(jié)構(gòu)鋼筋和船閘側(cè)墻鋼筋和人字門連接一起，永久船閘接地網(wǎng)面積為316000m2。2.5臨時船閘和升船機接地裝置臨時船閘為一級船閘，船閘上下游導(dǎo)航墻表層結(jié)構(gòu)鋼筋和閘室底板結(jié)構(gòu)鋼筋和人字門連接在一起。臨時船閘接地網(wǎng)面積為13300m2。利用升船機滑道將升船機蓄水槽接地網(wǎng)和金屬沉船箱連接，蓄水槽接地網(wǎng)面積為3300m2。臨時船閘接地網(wǎng)和升船機接地網(wǎng)緊鄰，將兩接地網(wǎng)連接在一起。以上6部分接地裝置是通過大壩上游迎水面結(jié)構(gòu)表層鋼筋、貫穿整個大壩電纜廊道的接地干線、基礎(chǔ)廊道接地裝置和壩面門機軌道連接在一起的。3接地電阻的計算方法和程序驗證三峽大壩區(qū)域散流介質(zhì)分布極其復(fù)雜，電導(dǎo)特性各不相同，用常規(guī)接地計算方法無法計算分析三峽樞紐如此復(fù)雜的立體地網(wǎng)的接地參數(shù)。武漢水利電力大學(xué)采用邊界元算法對三峽樞紐接地裝置的接地參數(shù)作了數(shù)值計算和分析，編制了計算接地電阻的程序，完全在Win98/2000環(huán)境下利用面向?qū)ο蟮?2位C開發(fā)平臺完成了三峽接地計算軟件的編制工作以及大規(guī)模的數(shù)值計算。首先根據(jù)對三峽樞紐地質(zhì)結(jié)構(gòu)的全面分析，確定了可描述三峽大壩地區(qū)散流媒質(zhì)特性的物理模型，進(jìn)而通過對三維電流場位勢新問題的域內(nèi)積分方程和邊界積分方程的推導(dǎo)，建立了能有效進(jìn)行三峽接地計算的數(shù)學(xué)模型。計算中考慮了大壩上下游水位、土壤復(fù)合分層以及長江河床目前狀況的影響，突出了不同散流媒質(zhì)電導(dǎo)特性的差異。利用在三峽模型基礎(chǔ)上編制的程序可以計算均勻土壤和雙層土壤中的一些簡單或規(guī)則的接地體的接地電阻值，根據(jù)計算結(jié)果和已有的理論或計算結(jié)果的一致性，間接地驗證了計算公式和程序的正確性。為了驗證所編制的接地電阻計算程序的正確性，1997年10月24～30日在北京東辰科學(xué)技術(shù)探究所的戶外沙池進(jìn)行了兩種地網(wǎng)模型（不同尺寸的倒T型地網(wǎng)）和土壤分層（水平3層、垂直4層）的模擬試驗，測量的接地電阻值和程序計算的接地電阻值誤差在10%以內(nèi)。1998年3月17日在武漢水利電力大學(xué)的瓊脂電解槽中（電導(dǎo)媒質(zhì)為水和瓊脂）進(jìn)行了兩種地網(wǎng)模型（L型地網(wǎng)和倒T型地網(wǎng)）和土壤分層（水平2層、垂直3層）的小比例模擬試驗，測量的接地電阻值和程序計算的接地電阻值誤差在8%以內(nèi)。利用計算程序?qū)笔「邏沃匏娬窘拥匮b置進(jìn)行了計算，電站接地電阻的計算值為0.3914Ω。1999年6月21日對電站接地電阻進(jìn)行了測量，測量采用電流電壓表任意夾角法，測得電站接地電阻為0.369～0.384Ω。測量的接地電阻值和程序計算的接地電阻值誤差為2%～6%。4三峽水利樞紐電阻率的選取根據(jù)物探部門提供的電阻率資料摘要：長江水電阻率為50Ω·m；兩岸表層土壤電阻率平均為1000Ω·m；岸邊和河床深層均為花崗巖，電阻率為15000Ω·m；江底巖石的厚度為30m,深層巖石的電阻率為22000Ω·m。按上述電阻率通過程序計算，三峽電站的接地電阻達(dá)到1.2Ω，遠(yuǎn)大于規(guī)范中0.06Ω的要求。為了獲得三峽樞紐準(zhǔn)確的電阻率原始資料，1999年3月3日對已完工的單項工程臨時船閘的接地電阻進(jìn)行了測量，測得接地電阻為0.369Ω。然后通過計算程序的反復(fù)試計算，算出三峽樞紐電阻率的實際近似值，水電阻率50Ω·m，岸邊和河床底巖石電阻率為280Ω·m；深層巖石電阻率為4400Ω·m。說明長期浸泡在水中的巖石電阻率遠(yuǎn)低于完全干燥的巖石電阻率。5三峽水利樞紐接地電阻的計算5.1三峽電站500kV系統(tǒng)單相短路電流三峽電站分左、右岸兩個電站，左岸電站裝機14臺，右岸裝機12臺，左岸電站比右岸電站和系統(tǒng)的聯(lián)系緊密，左岸電站的500kV單相短路電流比右岸電站大。兩電站500kV配電裝置為3/2接線，左、右電站間無直接的電氣連接，左、右電站的母線都分為兩段。左岸電站500kV配電裝置的母聯(lián)斷路器合上時為一廠運行，斷開時為二廠運行。當(dāng)500kV系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，單相短路電流、電站和系統(tǒng)供給電流、地網(wǎng)內(nèi)和地網(wǎng)外短路的入地短路電流見表1。5.2三峽樞紐接地電阻的計算由于三峽樞紐接地裝置的面積很大，同接地體材料為鋼材，具有較大的內(nèi)電感，接地網(wǎng)是個不等電位體，按等電位體的計算程序計算應(yīng)加以修正，計算的接地電阻修正系數(shù)為1.75。電站初期的運行水位為摘要：夏季洪水期上游水位為135m，下游水位為70m，冬季枯水期上游蓄水位為135m，下游水位為66m；電站終期的運行水位為摘要：夏季洪水期上游防洪水位為145m，下游水位為66m，冬季枯水期上游蓄水位為175m，下游水位為66m。根據(jù)水下接地網(wǎng)面積用程序計算得到三峽電站接地電阻值如下摘要：（1）初期洪水期樞紐接地電阻值為0.199Ω。（2）初期枯水期樞紐接地電阻值為0.200Ω。（3）終期洪水期樞紐接地電阻值為0.168Ω。（4）終期枯水期樞紐接地電阻值為0.162Ω。初期左岸電站分二廠運行時，接地裝置電位升高不超過3650V；終期左岸電站分二廠運行時，接地裝置電位升高不超過3066V。當(dāng)左岸電站為一廠運行時，接地裝置電位升高為6660V，若要接地裝置電位升高不超過5000V，則左岸電站運行機組不能超過11臺。最終的運行機組臺數(shù)應(yīng)根據(jù)接地電阻的測量結(jié)果決定。6三峽電站地網(wǎng)電位答應(yīng)升高值按規(guī)范要求“大接地短路電流系統(tǒng)的水力發(fā)電廠接地裝置的接地電阻宜符合R≤2000/I”，即要求接地裝置的電位不宜超過2000V。這對三峽電站顯然是不現(xiàn)實的，可以提高多少？需進(jìn)行一系列的試驗探究，關(guān)鍵是低壓裝置、控制電纜和繼電器的工頻伏秒特性。電纜的工頻伏秒特性是比較平坦的，當(dāng)電纜的屏蔽層剝掉4cm，電纜可承受工頻電壓15kV。繼電器的工頻伏秒特性更平坦，在0～30s的范圍內(nèi)可以認(rèn)為是一條水平直線，繼電器可承受工頻電壓5.5kV。故電站接地裝置的答應(yīng)電位升高到5000V應(yīng)該是容許的，只需將電纜的屏蔽層剝掉1cm就可以了。7三峽電站接地裝置的均壓和隔離辦法7.1均壓辦法由于三峽電站入地電流較大，接地裝置電位較高，使接觸電位和跨步電壓增高，會危及人身平安，因此必須對高壓配電裝置的接地裝置進(jìn)行均壓設(shè)計。廠壩間副廠房82m高程布置有500kV主變壓器、并聯(lián)電抗器、避雷器等電氣設(shè)備，若利用樓板的結(jié)構(gòu)鋼筋焊成5m×5m的網(wǎng)孔，接觸系數(shù)Kj為0.048，跨步系數(shù)KK為0.3，而答應(yīng)接觸系數(shù)Kj為0.071,答應(yīng)跨步系數(shù)KK為0.12，跨步電壓不滿足要求，需敷設(shè)帽檐。布置在主變壓器室樓上的500kVGIS，同樣可利用樓板結(jié)構(gòu)鋼筋焊成5m×5m的網(wǎng)孔，其接觸系數(shù)Kj為0.048,答應(yīng)接觸系數(shù)Kj為0.1。布置有高壓電氣設(shè)備的副廠房頂，由屋頂結(jié)構(gòu)鋼筋焊成5m×5m的網(wǎng)孔，其接觸系數(shù)Kj為0.048,答應(yīng)接觸系數(shù)Kj為0.071。因此應(yīng)在82m高程地網(wǎng)邊緣經(jīng)常有人出入的通道處敷設(shè)和接地網(wǎng)相連的“帽檐式”均壓帶。此外，對于所有明敷金屬管道，都應(yīng)有多點良好的接地以避免對人身平安帶來的危害。7.2改善地網(wǎng)內(nèi)部的電位差由于三峽樞紐地網(wǎng)較大，地網(wǎng)對角線達(dá)3500m，地網(wǎng)電位差達(dá)100％，左岸電站地網(wǎng)對角線600m，地網(wǎng)電位差也達(dá)到50％，為了減少地網(wǎng)電位差，在有可能對低壓設(shè)備產(chǎn)生較高電位差的高程上，敷設(shè)1根銅帶以減少地網(wǎng)電位差。左岸電站共敷設(shè)4條貫穿全廠的200mm2銅帶，在副廠房82m高程下部和75.3m高程下部各敷設(shè)1條貫穿左岸電站的銅帶；GIS室樓板內(nèi)橫向敷設(shè)2條銅帶，以減小控制設(shè)備和低壓電氣設(shè)備所承受的地網(wǎng)電位差，這樣電位差可控制在5％以下。如地網(wǎng)答應(yīng)電位升高到5000V,控制設(shè)備和低壓電氣設(shè)備上的電位差也不會超過250V。不會對這些設(shè)備產(chǎn)生危害。電站內(nèi)未安裝低壓避雷器，較低電壓等級的避雷器只有10kV金屬氧化物避雷器，避雷器額定電壓為17.5kV。接地裝置的電壓升高到5kV時暫態(tài)電壓為9kV，也不會對避雷器產(chǎn)生反擊。7.3轉(zhuǎn)移電位的隔離辦法三峽電站對外通信采用光纖傳輸，左、右岸電站間通信線和信號線也采用光纖傳輸。電站無低壓配電線路向電站外送電，左、右岸電站間僅有10kV廠用電有電氣聯(lián)系，而10kV電壓等級的絕緣能耐壓28kV水平。接地裝置區(qū)域內(nèi)的金屬管道應(yīng)和接地裝置多點連接，以避免在廠區(qū)發(fā)生危險，引出接地裝置外的金屬管道宜埋入地中引出。8結(jié)論（1）建立了三峽電站接地電阻計算模型，采用邊界元法編制計算電站復(fù)雜接地網(wǎng)和不同散流介質(zhì)分布的接地電阻計算程序，并對計算程序進(jìn)行了一系列的驗證試驗，誤差在10%以內(nèi)。（2）物探部門提供的三峽樞紐電阻率遠(yuǎn)高于經(jīng)在臨時船閘實測并通過計算程序試算得出的樞紐電阻率，說明長期浸泡在水中的巖石電阻率遠(yuǎn)低于完全干燥的巖石電阻率。（3）通過對電纜和繼電器的工頻伏秒特性進(jìn)行試驗，電站接地裝置的電位升高到5000V是容許的。（4）三峽電站500kV系統(tǒng)在地網(wǎng)內(nèi)和地網(wǎng)外發(fā)生單相短路時，左岸電站一廠運行時入地電流分別為20.6kA和33.3kA，二廠運行時入地電流分別為11.27kA和18.25kA。（5）利用計算程序計算得到三峽電站初期運行水位樞紐接地電阻為0.200Ω，終期運行水位樞紐接地電阻為0.168Ω。初期和終期左岸電站分二廠運行時接地裝置的電位升高不超過3650V。左岸電站以一廠運行時運行機組不超過11臺時接地裝置電位升高不超過5000V。（6）三峽接地裝置材質(zhì)為鋼材，具有內(nèi)電感，地網(wǎng)內(nèi)電位差較大。為改善地網(wǎng)內(nèi)部的電位差，可敷設(shè)幾條銅質(zhì)接地帶以減小接地鋼帶上的電位差。參考文獻(xiàn)[1DL/T5091-1999.水力發(fā)電廠接地設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則[M.中國電力出版社,1999,11

摘要：由于自然災(zāi)害的增多，尤其通信部門，非常有必要安裝防雷裝置，下面就介紹了防雷工程的方法

關(guān)鍵詞：通信防雷接地注意方法步驟

一、移動通信站的交流供電系統(tǒng)的防雷與接地一般要求

1、移動通信站的交流供電系統(tǒng)應(yīng)采用三相五線制供電方式。

2、移動通信站宜設(shè)置專用電力變壓器，電力線宜采用具有金屬護(hù)套或絕緣護(hù)套電纜穿鋼管埋地引入移動通信站，電力電纜金屬護(hù)套或鋼管兩端應(yīng)就近可靠接地。

3、當(dāng)電力變壓器設(shè)在站外時，對于地處年雷暴日大于20天、大地電阻率大于100Ω·m，電力線應(yīng)在避雷線的25°角保護(hù)范圍內(nèi)，避雷線（除終端桿處）應(yīng)每桿作一次接地。