变电站10kV系统接地方式技术改造
发表时间：2018-10-01T17:21:24.713Z 来源：《基层建设》2018年第26期作者：邵刚涛1 王小文2 王耀斌2
[导读] 摘要：近年来随着配网电缆比例大幅增加，系统对地电容电流增大，易造成接地电弧无法自熄，进一步导致相间故障扩大故障范围，故新建变电站10kV侧已多不采用该种接地方式。
1 西安长庆科技工程有限责任公司陕西西安 710018
2 长庆油田分公司水电厂陕西西安 710200
摘要：近年来随着配网电缆比例大幅增加，系统对地电容电流增大，易造成接地电弧无法自熄，进一步导致相间故障扩大故障范围，故新建变电站10kV侧已多不采用该种接地方式。中性点经小电阻接地系统能快速检测出故障线路，同时将故障快速切除，限制非故障相电压升高，对设备绝缘要求较低，造价较少，有利于发生故障时保障人身设备安全。但是故障电流较大，跳闸次数多，不利于提高供电可靠性。中性点经消弧线圈接地是目前变电站采用较多的接地方式，多经过接地变与10kV系统相联。单相接地故障发生时，消弧线圈能够自动跟踪电网电容电流产生相应的电感电流进行补偿，从而使接地点电弧熄灭，接地故障自动消除恢复正常状态，可允许带故障运行2h，提高了供电可靠性，同时降低了跳闸率。
关键词：不接地系统；故障相经电抗器接地；技术改造
1改造方案选择
某油田110kV变电站建于2001年，主要为油田用户供电，以架空线为主，早期用电负荷较轻，故变电站10kV侧采用中性点不接地形式，10kV线路投入重合闸以提高供电可靠性。随着该地区块石油开采的滚动发展，该站10kV系统馈线逐年增多，且多采用电缆架空线混合走线的方式，使得近年接地故障不断攀升，原有10kV中性点不接地方式已不能适应电网发展的需求。为兼顾供电可靠性和人身安全，亟需对该站10kV侧的接地方式进行技术改造。该110kV变电站改造前已成为该片区主要的电源点，由3条110kV线路主供，两条备用；35kV线路主供专线用户，改造前共有11回10kV馈线，分别位于两段10kV母线。由于该站建设较早，10kV未安装接地变，如需改造为中性点经消弧线圈接地则需对站用变进行改造，或者增加接地变，施工较为繁琐，工期长，投资大。故本站采用中性点经故障相小电抗接地方式，同时完善并投入选线跳闸功能，防止单相永久性接地故障时发生人身设备安全事故。
2故障相经小电抗接地方式原理
改造方案采用的10kV智能电抗器接地保护成套装置，主要由微机控制器、高压熔断器、隔离开关、电压互感器、真空断路器、电抗器、高压限流熔管和中央录波屏组成，其原理如图1所示。微机控制器实时采集三相电压、零序电压和各馈线零序电流，当电网正常运行时，真空断路器KA、KB、KC断开，该110kV变电站10kV侧为中性点不接地系统；当发生单相接地故障时，接地点的零序电流幅值最大，是非接地线路的零序电流之和，相位和非接地线路相反，并且滞后零序电压90°。微机控制器采用群体零序电流比幅比相加比零序电压相位原理进行判别，当零序电压大于整定值时，对所有馈线的零序电流幅值排序，取幅值最大的前2～4个馈线电流比相，若某线路电流与其他馈线电流方向相反，且滞后零序电压90°，则判断该线路接地，否则判为母线接地。
微机控制器首次检测到接地故障时，假定为瞬时性故障，接通相应相真空断路器，将故障相通过电抗器接地，旁路故障电流，钳制故障电压，促使弧光熄灭；延时t1时间退出电抗器，若故障消除，则系统恢复正常。若故障仍然存在，立刻再次闭合故障相真空断路器，满t2时间再分断。若故障仍存在，则判为永久性接地，再次闭合真空断路器，使故障相通过电抗器接地，经过t3延时后，由智能保护装置跳闸箱发跳闸命令切除故障线路。该智能接地保护装置能对所有类型接地故障实施有效保护，较好地解决了以往中性点经消弧线圈接地方式存在的高阻接地选线不准的缺陷，能够对难以判断的架空线路断线、电缆线路受潮、老化等高阻接地提供有效保护。
3方案实施
方案实际实施中，在每段10kV母线上各装一套智能电抗器接地保护成套装置，利用该110kV变电站已有的10kV母线电压互感器PT和高压隔离开关，将智能电抗器接地保护成套装置高压部分与母线PT并联后经过母线刀接入10kV系统，取消装置自带的电压互感器和隔离开关，将保护装置与10kV母线PT同时投退。改造工程需结合原有设备和新安装的智能接地保护装置，实施过程中需注意以下几点：（1）永久性接地的时候，智能接地保护装置跳开故障线路后，应闭锁其重合闸，防止开关重合对设备造成更大冲击，因此需将接地保护装置跳闸箱引出的跳闸线接到相应馈线继电保护装置的手跳回路上。
（2）从各段母线PT引三相电压和零序电压到对应的微机控制器，取母线上各馈线零序电流互感器CT电流经过微机控制器后再串到主控室的中央录波屏。值得注意的是，各馈线零序CT必须进行一次升流确定变比和带负荷能力，这是保证装置正确动作的前提。该工程升流过程中发现有馈线零序CT因为老化损坏出现带负荷能力不足导致无法精确传变电流，并及时进行了更换。
(3) 智能接地保护装置微机控制器应根据需要投入主/后备保护。主保护是当有单相接地、谐振等故障时，装置保护投电抗器接地，同时告警、选线及发信；后备保护是当有单相接地、谐振等故障时，装置保护动作闭锁，真空断路器不动作，仅告警、选线及发信。每台装置投入运行前均需对主保护和后备保护进行正确设定，目的是为了保证两段母线并列运行时各段保护装置协调动作。当母线并列运行时，必须只能一台为主保护，另一台为后备保护，通过装置面板上的3ZK主/后备保护设置开关和引入10kV分段500开关的一对常闭触点可实现不
Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 接地网对变电站安全运行 的影响正式版
接地网对变电站安全运行的影响正式 版 下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 0引言 接地网作为变电站交直流设备接地及防雷保护接地，对系统的安全运行起着重要的作用。变电站接地包含工作接地、保护接地、雷电保护接地。工作接地即在电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地；保护接地即为电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏使其有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地；雷电保护接地则是为雷电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。所以变电站接地系统的合理与
否是直接关系到人身和设备安全的重要问题。 1接地网设计 接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其它形式的雷，都将通过接地装置导入大地。因此，没有合理而良好的接地装置，就不能有效地防雷。 1.1变电站的接地网上连接着全站高低压电气设备的接地、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地，以及变电站维护检修时的一些临时接地。如果接地电阻较大，在发生电力系统接地故障或其他大电流入地时，可能造成地电位异常升高；如果接地网的网格设计不合理，则可能造成接地系统电位分
llOkVXX变电站 接地网大修工程施工方案 批准： 审查： 编写： XXXXXX电力建设有限公司
2012年7月
一.编制依据 (2) 二工程概况 (2) 三、施工流程图 五、施工组织安排 六. 主要施工方法 1.施工准备 (8) 2?施工方法 (9) 七、 ............................................. 质量控制 10 1?质量控制目标及要求 (10) 2.质量检查 (10) 八、 ......................................... 安全文明施工 11 九、 ...................... 接地工程施工危险点分析及预控措施 12 十.施工监督验收 (13)
一、编制依据 1、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169—2006) 2、《交流电气装置接地》(DL/T621-1977) 3、H OkVXX变电站接地网大修工程《设计方案》 4、《电力建设安全工作规程》(SDJ63-2002) 二、工程概况 工程名称：llOkVXX变电站接地网大修 工程地点：llOkVXX变电站 工程内容：对110RVXX变接地网大修工程进行施工，地网阻值现为0.7欧，对地网电阻进行降阻施工，施工结束后接地电阻值应满足小于0.5欧的要求。 HOkVXX变电站位于XXX县城内，于1998年建成投运，设110kV/35kV/10kV电压等级,llOkV为户外常规布置，35kV/10kV为户内开关柜布置，主控楼与10kV配电装置楼为一栋建筑，占地而积为66mX 77m。 XX变站址土壤表层为耕作土，下层为沙土，水分含量一般，土壤 电阻率较高，全站接地变电站采用复合接地网，以水平接地体为主，以垂直接地极为辅，接地网外沿闭合，接地网内敷设水平均压带，水平接地体深埋为0. 6mo在避雷针和装有辟雷器的地方应设集中接地装置。 水平接地体采用水平接地体采用40x6〃林彳热镀锌扁钢，垂直接地
编号：SM-ZD-35401 变电站接地网优化设计Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改
变电站接地网优化设计 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 摘要：接地网等间距布置存在地电位分布不均匀的问题。在建220 kV 新塘变电站采用了不等间距布置，即从地网边缘到中心，均压导体间距按负指数规律增加。运用GPC 接地参数计算程序对两种方法进行分析和计算，结果表明接地网优化设计能显著地改善导体的泄漏电流密度分布，使土壤表面的电位分布均匀，提高安全水平，节省钢材和施工费用。 关键词：变电站接地网设计 随着电力系统容量的不断增加，流经地网的入地短路电流也愈来愈大，因此要确保人身和设备的安全，维护系统的可靠运行，不仅要强调降低接地电阻，还要考虑地网上表面的电位分布。在以往接地设计中，接地网的均压导体都按3 m ，5 m ，7 m
，10 m 等间距布置，由于端部和邻近效应，地网的边角处泄漏电流远大于中心处，使地电位分布很不均匀，边角网孔电势大大高于中心网孔电势，而且这种差值随地网面积和网孔数的增加而加大。本文结合在建工程220 kV 新塘变电站的接地网设计，阐释了接地网不等间距布置的方法及其合理性。 1 接地网优化设计的合理性 1.1 改善导体的泄漏电流密度分布 面积为190 m ×170 m 的新塘变电站接地网，在导体根数相同的情况下，分别按10 m 等间距布置和平均10 m 不等间距布置。沿平行导体①、②、③、④、⑤的泄漏电流密度分布曲线。从此可见，不等间距布置的接地网，边上导体①的泄漏电流密度较等间距布置的接地网平均低15%左右；对于导体②的泄漏电流密度，这两种布置的接地网几乎相等(仅相差0.3%)；对于中部导体③、④、⑤，不等间距
变电站接地网存在的问题及改造意见 摘要：根据电力部通报的几次由于接地网问题引起的接地装置扩大事故的原因及分析，并结合保定供电公司地网检查中发现的问题，对地网改造的几个技术问题进行了探讨，并提出了建设性意见。 关键词：接地装置；热容量；腐蚀；变电站；接地网 近年来，国内许多地区连续发生多起因接地网不满足要求而引起的设备损坏事故。1985年东北某电厂66 kV系统C相接地，弧光过电压使一条出线隔离开关闪络，构成两相异点接地短路，线路跳闸重合不成，使刀闸弧光蔓延到刀闸两侧形成三相弧光短路。短路电流将接地引下线烧断8处，高压进入直流系统和二次回路导致全部电源开关跳闸，全厂停电。全国还发生多起同类地网事故。 1保定供电公司地网腐蚀情况 为了摸清保定供电公司地网的腐蚀情况及存在的问题，从1999年起对南郊、高碑店、雄县、上陈驿、定县等运行20 a以上的变电站地网进行了挖掘检查，经检查发现如下问题。 a. 接地引下线热容量不够公司大部分变电站设备采用的接地引
下线为?12 mm圆钢，部分设备甚至用?8 mm圆钢,而且个别站同一电压等级设备的接地引下线规格不齐，并有多点焊接。 b. 接地引下线与水平地线截面配合不当高碑店220 kV部分接地引下线截面?22 mm圆钢，而接地引下线与地网干线相连的地线截面却为?12mm圆钢；10 kV母线桥接地引下线为?10 mm的圆钢，主网为40×4 mm扁钢。 c. 没按图纸施工，接地引下线连接不合理东北郊变电站地网施工图为对称布置，是与西北角相对应的东北角上一条主干线，开挖检查却找不到。部分设备接地引下线不是直接引到主网，而是经过操作机构再引到主网，或就近与其它设备接地引下线相连，甚至有部分设备接地引下线直接引进电缆沟内扁铁上。 d. 后期工程的接地引下线没有与一期工程主地网相连接容城220 kV变电站二期工程#1变压器中性点没有与主地网相接；#1变压器本体与底座基础相连，但底座基础没有与主网相连，该主变长期运行在本体及中性点没有有效接地的情况下，侥幸在运行期间没有发生接地故障，并及时发现事故隐患。高碑店117、118、119间隔，南郊2210间隔均为新增间隔，刀闸与开关接地线相连，成独立网，没与主地网连接。
10/0.4KV变电所接地方式探讨 10/0.4KV变电所的接地，变压器中性线套管出线应在何处接地，不同的规范标准有多种不同的接地方式。 根据民用建筑电气设计与施工防雷接地03D501（08D800-8）图集，TN-S、TN-C、TN-C-S 系统变压器中性线（PNE）的接地安装方式均为自变压器套管处采用电缆穿保护管敷设接至变压器室接地端子板上（即变压器处直接接地）。同时在低压配电柜内对TN-C方式的PEN 母排、PN-C-S方式的PN母排又进行了接地，可谓是两处接地。
韩老师推荐TN-S方式单台变压器较为合理的接线方式为图7、图8所示。
根据上述两图的接地方式，增加了变压器外壳至低压配电柜PE母排的这段导体。 （原文：连接变压器外壳至低压配电柜PE母排的这段导体为变压器的保护接地导体，在变压器本身发生接地故障时，该段导体会流过故障电流，因此要求其截面不应小于低压开关柜PE母排截面）。 图7变压器外壳与中性线套管出线直接在变压器室接地，图8则在低压配电柜内接地，均为一处接地。 上述接地方式与众多文章介绍中认为低压配电柜与变压器之间的联接采取五线制是没有必要相违背。变压器外壳与PE母排相连接介决了变压器低压侧绕组发生对外壳短路时，接地故障电流以最短路径返回变压器中性点问题。缺憾是增加了变压器至低压配电室一段PE 母排。 按照国际电工IEC/60364标准的规定，一建筑物内的PEN线因含有通过三相不平衡电流的中性线，只能在建筑物内作一点接地。如果多点接地，部分中性线电流将通过其它并联通路返回电源，此部分被称为杂散电流可能导致电气火灾，设备干扰等不良后果。并规定不允许在变压器处直接接地，只允许在变电所低压配电柜内进行接地。 下图为众多老师、专家所认可推荐的在同一电源可引出TN-S、TN-C、TN-C-S、TT系统的接地方式：
变电站主接地网施工工艺流程及操作要点 变电站防雷接地是为防止电气设备意外带电造成电网、设备、人身事故的基本措施。本文从施工实际角度简述主接地网施工工艺流程及操作要点，力求能促进工程施工技术水平的提高，保证防雷接地工程的施工质量。从而确保接地装置安全运行，将对保障变电站运行安全有着十分重要的意义。 1、施工工艺流程
2、施工工艺流程及操作要点 2.1前期准备工作 2.1.1施工技术资料的准备 开工前首先应组织有关人员熟悉施工图及有关设计文件，了解设计意图，并按照设计要求做好接地施工方案、作业指导书编制等技术准备工作，并进行技术交底工作。其次根据经会审后的设计施工图编制材料清册，并校对材料规格和数量。 2.1.2施工材料的准备及材料质量保证措施 施工材料到达现场后，应对材料的规格、数量及外观质量进行检查。同时将材料厂家的产品合格证、质保书及厂家资质证明等相关文件报监理项目部审核，业主确认后方可进场使用。严禁不合格材料进入施工程序。 2.1.3施工前应配置最基本的施工人员和配备足够完好的施工机具 表1 主要施工机具的配置表 表2 主接地网施工施工人员配置表
2.1.4施工现场准备 根据业主指定的区域，首先设置接地材料加工棚、生活临时设施等。其次根据施工图纸和现场实际情况在预施工区域设置安全围栏，并悬挂安全标示牌等安全防护措施。 2.2接地沟开挖 2.2.1根据主接地网设计图纸要求，对对接地体（网）的敷设位置、网格大小进行放线。 2.2.2按照设计或规范要求的接地敷设深度进行接地沟开挖，深度按照设计或规范要求的最高标准为 准，超挖50-100mm左右。宽度为一般为500-1000mm，沟壁需放坡处理，底部如有石块应清除。 开挖完成的接地沟 2.2.3接地沟宜按场地或分区域进行开挖，充分利用土建开挖，减少重复工作，同时应及时恢复各类 安全防护措施，确保安全文明施工。 进行接地沟深度深测量 2.3垂直接地体安装 2.3.1按照设计或规范长度进行进行采购垂直接地体。 2.3.2垂直接地极采用人力锤击方式的安装，为避免垂直接地体施工时顶部敲击部位的损伤，在垂直 接地体顶部进行保护(如加自制钢管金属保护帽)。碰到强风化石时采用机械成孔安装。 2.3.3按设计图纸的位置安装垂直接地体。 2.3.4垂直接地体的埋入深度、间距必须满足设计要求。 2.3.5接地体安装结束后，顶部敲击部位应进行防腐处理。
文件编号：TP-AR-L6587 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 变电站接地设计及防雷 技术正式样本
变电站接地设计及防雷技术正式样 本 使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 引言 变电站接地系统的合理与否是直接关系到人身和 设备安全的重要问题。随着电力系统规模的不断扩 大，接地系统的设计越来越复杂。变电站接地包含工 作接地、保护接地、雷电保护接地。工作接地即为电 力系统电气装置中，为运行需要所设的接地；保护接 地即为电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路 杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人 身和设备的安全而设的接地；雷电保护接地即为为雷 电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。变电站接
地网安全除了对接地阻抗有要求外，还对地网的结构、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、转移电位危害等提出了较高的要求。 1 变电站接地设计的必要性 接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其它形式的雷，都将通过接地装置导入大地。因此，没有合理而良好的接地装置，就不能有效地防雷。从避雷的角度讲，把接闪器与大地做良好的电气连接的装置称为接地装置。接地装置的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放到大地，使其与大地的异种电荷中和。 变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地，以及变电站维护检修时的一些临时接地。如果接地电阻较大，在发生电力
内部编号：AN-QP-HT565 版本/ 修改状态：01 / 00 When Carrying Out Various Production T asks, We Should Constantly Improve Product Quality, Ensure Safe Production, Conduct Economic Accounting At The Same Time, And Win More Business Opportunities By Reducing Product Cost, So As T o Realize The Overall Management Of Safe Production. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 接地网对于变电站安全运行的影响通 用范本
接地网对于变电站安全运行的影响通用 范本 使用指引：本安全管理文件可用于贯彻执行各项生产任务时，不断提高产品质量，保证安全生产，同时进行经济核算，通过降低产品成本来赢得更多商业机会，最终实现对安全生产工作全面管理。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 0引言 接地网作为变电站交直流设备接地及防雷保护接地，对系统的安全运行起着重要的作用。变电站接地包含工作接地、保护接地、雷电保护接地。工作接地即在电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地；保护接地即为电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏使其有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地；雷电保护接地则是为雷电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。所以变电站接地系统的合理与否
110kVXX变电站 接地网大修工程施工方案 批准: 审查: 编写: XXXXXX电力建设有限公司 2012年7月
目录 一、编制依据1 二、工程概况2 三、接地网施工流程图2 四、施工总体要求3 五、施工组织安排4 六、主要施工方法5 1．施工准备 (5) 2．施工方法 (6) 七、质量控制9 1．质量控制目标及要求 (9) 2．质量检查 (10) 八、安全文明施工10 九、接地工程施工危险点分析及预控措施11 一、编制依据 1、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169—2006) 2、《交流电气装置接地》（DL/T621-1977） 3、110kVXX变电站接地网大修工程《设计方案》 4、《电力建设安全工作规程》（SDJ63-2002)
二、工程概况 工程名称：110kVXX 变电站接地网大修 工程地点：110kVXX 变电站 工程内容：对110kVXX 变接地网大修工程进行施工，地网阻值现为0.7欧，对地网电阻进行降阻施工，施工结束后接地电阻值应满足小于0.5欧的要求。 110kVXX 变电站位于XXX 县城内，于1998年建成投运，设110kV/35kV/10kV 电压等级,110kV 为户外常规布置，35kV/10kV 为户内开关柜布置，主控楼与10kV 配电装置楼为一栋建筑，占地面积为66m ×77m 。 XX 变站址土壤表层为耕作土，下层为沙土，水分含量一般，土壤电阻率较高，全站接地变电站采用复合接地网，以水平接地体为主，以垂直接地极为辅，接地网外沿闭合，接地网内敷设水平均压带，水平接地体深埋为0.6m 。在避雷针和装有辟雷器的地方应设集中接地装 置。水平接地体采用水平接地体采用2 406mm ?热镀锌扁钢，垂直接地 体采用2 50505mm ??热镀锌角钢。 计划施工时间:计划2012年07月13日开工，于2012年08月13日竣工。
基于变电站接地系统应用的研究 发表时间：2019-08-30T16:42:07.120Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：潘家豪 [导读] 摘要：本文主要对变电站接地系统应用进行分析和了解。 佛山市南海区南三路7号供电所大厦 摘要：本文主要对变电站接地系统应用进行分析和了解。电力系统的接地问题是一个看似简单、而实际上却非常复杂又至关重要的问题，它直接关系到人身及设备的安全。为了正确应用接地技术，提高电网防雷击，避免短路电流造成人员伤害，有必要对电网接地技术进行深入的研究。 关键词：变电站；接地系统；分类；作用 引言 接地系统对于维护电力系统的安全可靠运行以及保障电气设备与运行人员安全有着至关重要的意义。所谓接地就是将电力系统及其电气设备的某些部分与大地相连接，提供故障电流及雷电流的泄流通道，稳定电位。就其功能而言主要分为：工作接地、保护接地和防雷接地。一个良好的接地系统是这三者的统一，可以在短路故障电流或雷击等大电流冲击入地时及时抑制接地网的地电位升高，将电流顺利由接地体引入地下，确保站内工作人员和电气设备的安全。 一、接地系统的基本概念 接地，比较直观的就是接大地。实际上，接地是一个系统级的概念，接大地已经不能清晰地描述系统接地的概念了。为了清楚表达接地的概念，可以引用亨利.奥特的定义：“接地是为电流返回其源提供的低阻抗通道”。从工程实用观点来看就是在线路或电气设备发生接地故障时为故障电流流回电源提供一条低电阻路径。因此，接地就是把电气系统、电路或设备与大地连接，或者与范围广泛且能用来代替大地的等效金属导体连接。其目的在于确定与之相连接的导体电位并使之大致维持在大地电位或维持在代替大地的等效金属导体的电位，以便传导电流来往于大地或等效金属导体之间。 接地的目的主要是防止人身触电伤亡、保证电力系统正常运行、保护输电线路和变配电设备以及用电设备绝缘免遭损坏；预防火灾、防止雷击损坏设备和防止静电放电的危害等。接地的作用主要是利用接地极把故障电流或雷电流快速自如地泄放进大地土壤中，以达到保护人身安全和电气设备安全的目的。 二、接地系统分类 1.工作接地 为了满足电力系统或电气设备的运行要求，而将电力系统的某一点进行接地，称为工作接地，如电力系统的中性点接地、电力系统中性经消弧线圈接地、在直流系统中还包括相线接地等。工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位。这个基准电位一般设定为零，该基准电位可以设为电路系统中的某一点、一段或一块等，当该基准电位与大地连接时，视为相对的零电位。工作接地的接地线是电气设备工作回路的一个组成部分，其作用是稳定电网对地电位，从而可使对地绝缘降低，如发电机或变压器的中性点接地。其功能是保证电力系统在正常及故障情况下具有适当的运行条件，保证电力设备绝缘所需的工作条件和保证继电保护及自动装置的正常工作。 2.防雷接地 为了防止雷电过电压对人身或设备产生危害而设置的过电压保护设备的接地，称为防雷接地，如避雷针、避雷器的接地。防雷接地的作用是被雷电电流引入大地。建筑物和电气设备的防雷主要是用避雷器。在架空输电线路的设计中，防雷设计是决定输电线路可靠性的一个重要因素。随着电网的发展，由于雷击输电线路引起的事故也日益增多，尤其在雷电活动强烈、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击输电线路而引起的变电站跳闸开率导致事故率更高，这将给社会带来巨大的经济损失。接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷、感应雷、或其他形式的雷，最终都是把雷电流送入大地。因此没有合理而良好的接地系统是不可能可靠接地避雷的。接地电阻越小，散流就越快，被雷击物体高电位保持时间就越短，危险性就越小。 3.保护接地 保护接地是指电气装置正常情况下不带电的金属部分与接地装置连接起来，以防止该部分在故障情况下突然带电而对人体造成伤害的接地方式。在电力系统中，由于电气装置绝缘老化、磨损或被过电压击穿等原因，都会使原来不带电的部分带电，或者使带低压电的部分带上高压电，这些意外的不正常带电将会引起电气设备损坏和人身触电伤亡事故。为了避免事故，通常采用保护接地的防护措施。保护接地适用于电源中性点不接地或经阻抗接地的系统。对于电源中性点直接接地的农村低电压电网和由城市公用配电变压器供电的低压用户，由于不便于统一管理，为了避免接地与保护接零混用而引起事故，所以也应采用保护接地方式。 三、接地系统的理论基础 利用边界积分方程法作为接地研究的理论基础，进而开展一系列的计算，包括接地电阻、跨步电势及接触电势值的计算，特别适合计算基于分块均匀土壤介质中复杂的接地系统，并根据计算结果提出相应满足设计要求的方案，其原理的实际应用案例己有研究及论证。边界积分方程用于计算变电站接地系统主要基于以下步骤： 恒定电流场的电位Ψ满足拉普拉斯方程：▽2Ψ=0 及边界条件：Ψ=Ψ0在接地导体表面 设接地体表面上任一点尸的电流密度为δP，把整个大地看成是一个均匀媒介，并设均匀媒介的电阻率为ρ0，把媒介分界面条件用一个等效源来等效，并设分界面上任意一点Q的等效电流密度为δQ，则可得任意一点M的电位为： 其中S包括接地体表面和媒介分界面，δ包括接地体表面的电流密度和媒介分界面上的等效电流密度，r（M，N）为M点到N点之间的距离。 四、变电站接地系统的选型及作用 变电站接地系统一般采用网格状型式布置，对于一些土壤电阻高，接地电阻不易降到规程要求的许可值，或者由于地理环境限制，无法大面积敷设接地网的变电站，近些年来出现了一种新型的接地型式，如深井压力灌注式、电解地极等型式、复合接地网等型式。网格状
编号：AQ-JS-05799 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 变电站接地网优化设计 Optimization design of substation grounding grid
变电站接地网优化设计 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科 学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 摘要：接地网等间距布置存在地电位分布不均匀的问题。在建220kV新塘变电站采用了不等间距布置，即从地网边缘到中心，均压导体间距按负指数规律增加。运用GPC接地参数计算程序对两种方法进行分析和计算，结果表明接地网优化设计能显著地改善导体的泄漏电流密度分布，使土壤表面的电位分布均匀，提高安全水平，节省钢材和施工费用。 关键词：变电站接地网设计 随着电力系统容量的不断增加，流经地网的入地短路电流也愈来愈大，因此要确保人身和设备的安全，维护系统的可靠运行，不仅要强调降低接地电阻，还要考虑地网上表面的电位分布。在以往接地设计中，接地网的均压导体都按3m ，5m ，7m
，10m 等间距布置，由于端部和邻近效应，地网的边角处泄漏电流远大于中心处，使地电位分布很不均匀，边角网孔电势大大高于中心网孔电势，而且这种差值随地网面积和网孔数的增加而加大。本文结合在建工程220kV新塘变电站的接地网设计，阐释了接地网不等间距布置的方法及其合理性。 1接地网优化设计的合理性 1.1改善导体的泄漏电流密度分布 面积为190m ×170m 的新塘变电站接地网，在导体根数相同的情况下，分别按10m 等间距布置和平均10m 不等间距布置。沿平行导体①、②、③、④、⑤的泄漏电流密度分布曲线。从此可见，不等间距布置的接地网，边上导体①的泄漏电流密度较等间距布置的接地网平均低15%左右；对于导体②的泄漏电流密度，这两种布置的接地网几乎相等(仅相差0.3%)；对于
大型发电厂和变电站接地网状态评估
目录 一概述 1.1 接地网状态评估目的 1.2 变电站接地网状态评估的具体内容 1.2.1接地网特性参数（接地阻抗、地线分流、跨步电压和接触电压）实测 1.2.2 设备接地引下线与主接地网连接情况及接地网完整性测试 1.23 接地网开挖检查和接地导体腐蚀性诊断 1.2.4 变电站站址土壤电阻率测试和土壤结构分析 1.2.5 变电站接地网状态数值评估 1.3 需要提供的系统参数 二接地网特性参数测量 2.1试验方法 2.1.1 接地电阻测试 2.1.2 变电站进线避雷线（包括OPGW光纤地线）对测试电流分流测量 2.1.3 站内接触电压的测量 2.1.4 跨步电压的测量 三设备接地引下线与主接地网连接情况测试 四接地网开挖检查和接地导体腐蚀性诊断 4.1 地网开挖目的 4.2地网检查步骤及试验方法 4.2.1 开挖检查 4.2.2 开挖要求 4.2.3 检查项目 4.2.4 取样办法 4.2.5 检查方法 4.3 地网腐蚀情况判定标准 五站址土壤电阻率测试和土壤结构分析 5.1 试验目的
5.2 测量原理和方法 5.3 测量结果和结论 六基于CDEGS软件的变电站接地网状态数值评估 6.1 前言 6.1.1 CDEGS软件的简介 6.1.2 CDEGS软件在变电站接地网状态数值评估中的应用 6.2 接地网接地阻抗仿真计算与测量结果的比对验证 6.2.1 接地网接地阻抗仿真计算 6.2.2 仿真计算与测量结果的比对验证 6.3 单相接地短路电流计算 6.3.1 调度短路电流计算结果 6.3.2 进站故障电流在出线地线的分流计算结果 6.3.3 变电站母线单相接地故障时站内入地电流选取 6.4 变电站发生单相接地故障时地网导体电位升高（GPR） 6.5 变电站发生单相接地故障时跨步电压和接触电压 6.5.1 典型的接触电势和跨步电势的三维图 6.5.2 接触电势和跨步电势的允许值计算 6.5.3 发生单相接地故障时，跨步电压分布的计算结果及分析 6.5.4 发生单相接地故障时，接触电压分布的计算结果及分析七地网状态评估结论 7.1 土壤结构 7.2 接地阻抗 7.3 单相接地故障电流及其分布 7.4 地表电位分布 7.5 跨步电压、接触电压 7.6 电气设备接地引下线与主地网连接情况 7.7 地网腐蚀情况 7.8 接地网状态的综合评价
35kV变电站接地网改造工程施工设计说明书
第一章总的部分 一、设计依据： 1、根据甲方提供的设计委托书。 2、根据甲方提供的变电站相关的技术资料。 3、设计人员、甲方等有关人员对该工程现场勘查确定的具体方 案。 二、国家现行有关设计规范和标准： 1、<<供配电系统设计规范>>(GB50052-95) 2、<<建筑物防雷设计规范>>(GB50057-95) 3、<<建筑电气工程施工质量验收规范>>(GB50303-2002) 4、<<电气装置安装工程接地装置施工及验收规范>>(GB50169-2006) 5、<<交流电气装置的接地设计规范>>( GB50065-2011) 6、<<电力系统通信站防雷运行管理规程>>(DL/T548) 7、<<3-110kV高压配电装置设计规范>>(GB50060-92) 8、<<电气装置安装工程质量检验及评定规程第5部分电缆线路>> (DL/T 5161.5 ) 9、<<交流电气装置的接地>>(DL/T621-1997) 三、工程概况： 3、35k***变电站接地网改造目的（意义） 接地网的作用较多，在大多数情况下主要有雷电流的泄流、故障电流的泄流、工作接地三种。
雷电流泄流 雷电流的能量频谱显著高于工频电流，泄流瞬间的电位差主要决定于电流变化率产生的感抗。 故障电流的泄流 故障电流主要为低频段的工频电流。时间尺度为秒级，电感阻抗极小，而电阻阻抗成为主要考虑因素。DL/T 621《交流电气装置的接地》、DL/T 620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规范中有比较明确的技术规定。 工作接地 作为设备工作的零电位参考点（使电气装置或设备的非载流金属部分保持在零电位），为维持设备的零电位，其基本要求是把所有接地系统连结起来，这就是共用接地的概念。意义：排放设备漏电流或静电电流，减小电嗓声（电嗓声会产生干扰，引起精密电子设备的数据出错）。 综上所述，接地是把导体（线路和设备）使用导线接到大地，并和埋在大地的接地极和地网连结。接地网改造的主要目的是以大地作为电气设备的零电位，安全泄放雷电流或其它故障电流，避免地电位升高太大，通过均压和等电位联结以保障设备和人员安全。对于现代化的通信、微电子设备而言，除设备和人员安全外，对保障系统和设备的稳定性十分重要。 总而言之，接地网作为变电站交直流设备接地及防雷保护接地，对系统的安全运行起着至关重要的作用。
变电站接地网测试的方法分析及研究 【摘要】在城市化进程不断加快的今天，城乡电网改革的大力推行，我国的电力系统尤其是变电站的有关技术方面又一次面临了技术跨时代的改革和挑战。本文通过对变电站接地网的相关问题进行探讨，包括接地电阻对变电站重要性以及接地电阻测试案例分析，总结了在接地电阻测试过程中容易引起测量结果偏差的几种不同因素，并作分析，提出了相应的解决方法。 【关键词】变电站；接地网；接地电阻；测量 1引言 变电站接地网是变电站的重要组成部分，在电力系统中，它的正常运行离不开接地网的安全设置和有效保护，是保证电力系统可靠顺利运行不可缺少的安全装置。倘若达不到要求的变电站接地网，就会发生变电站继保系统设备损害以及人员安全等事故。所以在管理变电站的过程中，接地网的交直流设置和防雷设置应引起相关单位的大力重视。由于接地网在设计和施工都不易达到精确的控制，特别是隐蔽性及运行维护困难的特点，使得接地网建设成为变电站工程建设中的难点之一，下文就对相关问题进行浅析，谈谈如何改进我国变电站中现存的接地问题。 2关于变电站接地的问题
所谓接地是将电力设备和用电装置的外壳、支架及中性点用导体与接地装置做良好的电气连接。近年来，由于接地网年久腐蚀，焊点开焊、脱焊等问题逐渐表现出来，对电力系统造成很大的危害，所以因地制宜地选择合适的接地方案很重要，接地装置是确保电气设备在正常及故障情况下均能安全运行的重要保护措施之一。 在变电站的接地网的连接过程中，有一个影响接地质量的因素，那就是接地网同设备引线之间的连接问题。也就是在接地网的连接时，及时各项指标已经达到了相关的变电运行要求，但是由于设备导线接触问题处理不当，也容易引发接地故障。这类问题通常表现为地网焊接不良、接头不合格等。这种情况下，接地网在运行的过程中的有效截面就会减小，形成短路。针对以上这些问题我们可以使用集中方法进行解决，均压法就是其中一种，在高压配电装置地面下设置水平接地网，使其外缘闭合，内部敷设均压带，并利用建筑物的钢筋与地网可靠连接，形成通路。这是一种十分有效的均压措施。由于均压带的存在，配电装置区域内的电位分布比单独接地体和简单的环路接地体要均匀的多，所以接触电压和跨步电压的数值大为降低，实现了均衡电位接地。 3变电站接地电阻的测试方法 常用的现场测量接地网电阻的方法主要有电流电压法、比率计法与电桥法等。这几种方法除了所采用的电源形
变电站接地网的优化设计邱璐 发表时间：2018-01-06T20:14:14.757Z 来源：《电力设备》2017年第26期作者：邱璐 [导读] 摘要：对于变电站接地网的设计，要根据区域的地质条件，采取不同的降阻措施，以最高性价比来设计其接地网，同时应采用新技术和新材料。 （南平闽延电力勘察设计有限公司福建南平 353000） 摘要：对于变电站接地网的设计，要根据区域的地质条件，采取不同的降阻措施，以最高性价比来设计其接地网，同时应采用新技术和新材料。因此，本文对变电站接地网的优化设计进行了分析。 关键词：变电站接地系统；优化措施；地电位升；局部电位升 一、变电站接地系统设计过程中主要存在的问题 1.1接地参数目标值存在的问题 根据规定，比较大的电气系统发生接地短路故障时，包括在110kV及以上变电站的接地系统，其用于接地的电阻值R必须低于2000/I。否则就会危害到人身和设备的安全。其中I为经接变电站地网向地中散流的入地故障的电流。 但是随着现在电网容量变得很大，经变电站的接地网或者接地装置向大地中散流的短路电流I也变得越来越大，当发生短路故障时，散入地的故障电流已经到了几千安大，依据规定，用于接地的电阻的值必须要满足零点几欧姆或者以下的数值，变电站的接地电阻值R可大致计算为0.5*/S，其中 为变电站附近的土壤电阻率，S为变电站接地网的面积。即使在土壤电阻率良好的地方也难以实现，并且现在我国城乡一体化的加快，变电站的建设密度也随之加快，可以用来建设变电站接地网的土地规划的正变得越来越小，变电站的用于接地的电阻的值很难满足规定的用于接地的电阻的数值。 1.2工频接地短路时造成的地电位升高的问题 当电力系统发生工频接地短路时产生的地电位升高，是大部分变电站目前面临的比较严重的情况，它不仅会造成变电站不能正常安全的工作，还会威胁在变电站附近的人员的安全。 1.3雷电流入地时造成的局部电位升高的问题分析 当变电站遭受雷击时，变电站中用于接地的系统可能会流入很大的雷电的冲击电流，让变电站的接地网战现出复杂的暂态的特性，会引起有危险的电压会迅速升高，严重的危害着变电站的安全可靠的工作。随着电力电子技术在现代的迅猛发展，电力电子产品开始大规模地应用集成电路技术，产品的内部接线距离变得越来越小，并且产品集成度变得越来越高，这样的设计使电子元器件越来越不耐压。因此，在遭遇雷击时，引起变电站局部电位升高，局部电位升高产生的电位差很容易就能击穿或击毁室内二次系统；另外，电磁感应过电压会随着局部电位升高而产生，并且雷电冲击波或浪涌电压会在电磁感应过电压的影响下产生，这种冲击波或电压会进入到二次系统沿着与二次系统连接的电缆，影响系统运行或者损坏系统，并且产生的电磁辐射会导致电子开关或继电器不能正常工作；降低了测量仪器的效率。 二、接地工程设计实践 某220kV变电站接地网设计过程中，变电站大部分为丘陵，地质条件较差，土壤电阻率非常高，平均电阻率600Ω.m，敷设常规接地网根本无法满足系统对接地电阻的要求。针对这一实际的区域地质实况，在其接地网的设计中，从接地电阻构成的因素，采取以下几项措施，降其地网的接地电阻值，以保证使系统的接地电阻达到规范要求值。 2.1采用新型接地材料 敷设常规的人工接地极，主要采用圆钢、扁钢；垂直敷设一般采用角钢或钢管。本工程水平接地极采用铜绞线，垂直接地极采用铜覆圆钢。 2.2敷设引外接地极 因受到征地范围的限制，无法向变电站周围引外接地极，外引接地网费用高，政策处理难度大，且由于所址场地地貌属于山地，地形起伏较大，水平方向土壤电阻率存在不均压性，且变电站周围亦无较低电阻率的土壤，因此外引方案不作考虑。地下较深处的土壤电阻率较低，故采用了深钻式接地极，将接地铜棒一直打入地下水层，与站内接地网联为一体。 三、变电站接地网优化设计 3.1扩大地网面积 这种方法可以有效减少地网接地电阻，但是，面积的增大也使得电流密度的不均匀性问题越来越严重，当降阻的效果逐渐趋于饱和，而地网面积增大到一定程度时，效果就会达到顶峰，过了这个点效果会越来越差，所以，在高土壤电阻率地区建变电站的方法并不可取。再者，增大地网面积会增加资金投入，且可占地面积有限，尤其是城区用地的紧张，只能确保最起码的安全距离，所以，这一方法往往无法得到正常使用。所以，此法只适合郊区变电站。 3.2增设接地体 这主要是增设水平接地体，并将垂直接地体深深埋于地下，以便有效降阻，现阶段在很多高土壤电阻率地区推广了接地设计。但是，虽说水平接地体能在一定程度上降低接地极附近的电流密度，他们互相之间的屏蔽作用而会让效果大打折扣，加装并深埋垂直接地体，从减小冲击接地电阻来看，通常有一定的效果，但在降低地网工频电阻方面效果甚微。 3.3降低接地电阻 设计接地网之前，要先测试、研判变电站地域的地质情况，从而确定出地层电阻率较低的位置，接下来再针对不同降低接地电阻的方法进行计算，从而确定出最佳方案。 （1）接地斜井 往往原土层的土壤电阻率会比较高，为了避开深层土壤差的区域，将上层较好的土壤充分利用起来，可以利用斜井降低接地电阻。而且由于是斜井，所以深井之间的互相屏蔽作用就有所减少，这对于降低接地电阻也非常有利。接地斜井的施工方法如下：第一，利用斜钻技术在变电站地网四个角上用钻机钻出斜井，井深50米，倾斜角约在30度；斜井的方向由地网中心向外辐射。每口井内的顶部与底部分别设置一套离子接地极，从而利用其对深层土壤的电阻率加以改善，将斜井的降阻作用充分发挥出来。在井内两个离子接地极利用联结电极
变电站接地网材料的选择 编辑：万佳防雷-小黄 电力系统的接地是对系统和网上电气设备安全可靠运行及操作维护人员安全都起着重大的作用。研究接地体的布置、连接，接地体的材质等是保证系统安全稳定运行的必要措施之一，所以说设计、施工高标准的接地系统的变电站防雷工作的重中之重。 一、变电站接地网作用概述 接地网作为变电站交直流设备接地极防雷保护接地，对系统的安全运行起着重要的作用。由于接地网作为隐性工程容易被人忽视，往往只注意最后的接地电阻的测量结果。随着电力系统电压等级的升高及容量的增加，接地不良引起的事故扩大问题屡有发生。因此，接地问题越来越受到重视。变电站接地网因其在安全中的重要地位，一次性建设、维护苦难等特点在工程建设中受到重视。另外，在设计及施工时也不易控制，这也是工程建设中的难点之一。因此，为保证电力系统的安全运行，降低接地工程造价，应采用最经济、合理的接地网设计思路，本文拟重点就材料选用方面进行相关探讨。 二、变电站接地网常用材料比较 目前广泛使用的接地工程材料有各种金属材料、非金属接地体、降阻剂和离子接地系统等。 1、金属接地材料。金属接地材料（主要指铜材和钢材），由于其具备良好的导电性和经济性，很长时期以来一直是接地工程中最重要的材料之一。但是由于金属材料存在容易腐蚀的问题，对接地电阻的影响也比较大，是安全生产中的一个大的隐患，这个问题一直困扰着用户。同时，近年生产资料价格猛涨造成接地成本增加，使得金属接地材料的缺点逐渐突显，一些行业或地区已经在渐渐地减少金属接地材料的使用，转而使用其它新型的接地材料。 2、非金属接地体。非金属接地材料是目前行业里新生的一种金属接地体的替换产品，由于其特有的抗腐蚀性能和良好的导电性和较高的性价比被广大用户所接受。目前非金属接地产品主要是以石墨为主要材料。基本成分是导电能力优越的非金属材料材料符合加工成型的，加工方法有浇注成型和机械压模成型。一般来说浇注成型的产品结构松散、强度低、导电性能差，而且质量不稳定，一些小型厂家少量生产使用这样的办法：机械压模法，是使用设备在几到十几吨的压力下成型的，不仅尺寸精度较高、外观较好，更重要的是材料结构致密、电学性能好、抗大电流冲击能力强，质量也相当稳定，但是生产成本较高，批量生产多采用。选型时，尽量采用后者，特别是接地体有抗大电流或打冲击电流的要求（如电力工作地、防雷接地）时，不宜采用浇注成型的非金属接地体。非金属接地体的特点是稳定性优越，其气候、季节、寿命都是现有接地材料中最好的，是不受腐蚀的接地体，所以，不需要地网维护，也不需要定期改造，但是，非金属接地体施工需要的地网面积比传统接地面积小很多，但是在不同地质条件下也需要的保证足够接地面积才可以达到良好的效果。 3、降阻剂。降阻剂分为化学降阻剂和物理降阻剂，化学降阻剂自从发现有污染水源事故和腐蚀地网的缺陷以后基本上没有使用了，现在广泛接受的是物理降阻剂（也称为长效型降阻剂）。物理降阻剂是接地工程广泛接受的材料，属于材料学中的不定性复合材料，可以根据使用环境形成不同形状的包裹体，所以使用范围广，可以和接地环或接地体同时运用，包裹在接地环和接地体周围，达到降低接触电阻的作用。并且，降阻剂有可扩散成分，可以改善周边土壤的导电属性。 现在的较先进降阻剂都有一定的防腐能力，可以加长地网的使用寿命，其防腐原理一般来说有几种：牺牲阳极保护（电化学防护），致密覆盖金属隔绝空气，加入改善界面腐蚀电位的