分析接地网的设计与安装施工

摘要：随着我国经济基础的快速发展，电力事业不断腾飞，但近年来,发生了多起地网引起的事故,导致电力系统事业存在严峻考验。接地网设计考虑不全面、施工不精细、测试不准确等原因,有的不仅烧毁了一次设备,而且还通过二次控制电缆窜入主控室,造成了事故扩大,因此接地网对电力系统的安全稳定运行起到非常重要的作用。

关键词：接地网；接地电阻；设计；安装施工

引言

随着随着电力系统的发展，接地短路电流不断增大，设备接触电位差和跨步电位差也不断增大。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。因此，可靠的接地网就成为保障电力系统安全运行的重要措施。为了满足接触电位差和跨步电位差以及电力系统中计算机监控系统的接地要求，需采用均压、隔离、分流和限制接地电阻等方法，使工频接地电阻降到目标值，并满足国家电力行业标准中对接地网的要求。

1 接地网设计的基本要求

1.1常规情况下，接地装置的接地电阻应符合： R≤2000/I 。

1.2根据 DL/T5149 - 2001 国家电力行业标准可知，二次系统的信号接地是将逻辑信号系统的公用端接到接地网，使其成为稳定的参考零电位。由于信号接地是所有逻辑电路的公用基准点，对接地电阻的要求最高，如果处理不当，会在信号接地上形成噪声电压，导致微机不能正常工作，甚至损坏。因此，必须满足计算机监控系统的接地要求。在电力系统的不断发展中，接地短路电流也愈来愈大，土壤电阻率又高，此时，取决于人地短路电流和总接地电阻的地电位就会非常之高。从而接地电阻就无法满足要求，这对接地网的设计构成了很大的难题。为此需要采取相应的有效措施，其中包括不同的接地方案。

2 接地网的设计

2.1关于接地短路电流的计算

电力行业标准DL/T 6211997中的计算公式为:I=(Imax-In)(1-Ke1)和I = In(1 - Ke2)，取其最大值，式中I为接地短路电流，即通过接地网进行散流的电流。Imax为接地短路时的最大接地短路电流，上述公式仅适用于有效接地系统，该值可向运行部门或继电保护部门索取，也可自己计算，一般采用单相接地时，最大运行方式下的最大短路接地电流。In为发生最大接地短路时，流往变电所主变压器中性点的短路电流。当所内主变压器中性点不接地时，In = 0，上述可简化为I = Imax(1 -Ke1)；当变压器只有1个中性点，发生所内接地时，In =30%Imax，有2

个中性点时，In约等于50%Imax，实际值应以继电保护部门计算和实测为准。Ke1为短路时，与变电所接地网相连的所有避雷线的分流系数，据专家分析，Ke1应由避雷线的出线回路数确定，出线为1路时，取0.15,2路时取0.28，3路时取0.38，4路时取0.47,5路以上时取0.5～0.58，且应根据出线所跨走廊的分流效果做出相应的增减。Ke2为所外接地时，避雷线向两侧的分流系数，一般取0.18,这仅适于变电所内有变压器中性点接地的所外接地。取值时，要考虑10年以上的发展规划，需乘以1.2～1.5的发展系数；在散流比较困难的地方,还应乘以散流系数1.25。由上述取值可得出，只有当变电所内有两个中性点接地时，所外接地时的入地短路电流才有可能大于所内短路的入地短路电流。

2.2土壤电阻率ρ的取值

土壤电阻率ρ是决定接地网的关键参数,选择变电所所址时,要考虑所在地的土质情况,接地网处的土壤分层情况,不能仅取表层土壤的电阻率ρ,若土壤电阻率ρ太大,接地网的接地电阻值满足不了R≤2000/I的要求。

2.3接地电阻值的要求

根据电力行业标准DL/T 621197规定,接地装置的接地电阻值应满足R≤2000/I,即IR < 2000V。由于现在普遍采用微机保护,其对接地电阻值的要求很高,即R < 1ρ,2000V难以满足要求,故有的采取铺设接地铜排等措施来降低接地电阻值,国外有的已要求IR < 650V。

3 接地网施工安装

由于部分施工单位的技术水平较差,在工程监理水平有限的情况下,难以保证接地网的施工质量,如虚焊、断开、主网未留活动检查点,甚至设备接地引下线都未接到主网干线上。另外,施工单位将总体布置图当作竣工图给运行单位,未标出施工过程中改动的地方。为防止上述违规事件的发生,接地网的检查、试验应由专业人员认真进行通电检查,做好中间验收和竣工验收,发现不规范的地方,及时要求施工队返工,这样才能保证工程质量。

施工时,还应注意以下问题:

1、主网干线上的镀锌扁钢应竖直放置,减少锈蚀速度。

2、控制室的接地应形成环网,主干线穿过控制室时,应从两侧往楼上引接地线,且楼房的基石钢筋应与接地主干线连接,以改善接地效果。

3、穿墙套管的接地应设在室外,且每组的接地线都应引至主干线,以提高运行人员和室内二次设备的安全性。

4、一次设备的接地线不得往电缆沟内的接地扁钢上连接,也不应悬空穿越电缆沟。

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5、接地网水平接地极铺设后,回填土时,接地网下要用干净的原土,不得将脏土或碎石填到下部。

4 电位隔离

当接地网敷设完成后，实测接地电阻，如不满足要求时，应进行接触电位差和跨步电位差的校验。根据校验结果采取以下电位隔离措施：

1、进入变电所围墙的管道装设绝缘段。

2、引至水泵房的全部电缆在进入户前剥去一段金属外皮。

3、通向所外的通信电缆装设隔离变压器。

4、在发电厂、变电所开关站构架和设备支架基础周围用砾石、沥青铺设绝缘地面，以满足接触电位差的要求。

5 接地网阻抗的测试

接地网施工完后，必须准确测试接地电阻值，以验证设计计算的准确程度，为运行单位提供确切的接地网参数。由于接地网的特性，随土壤的成分和物理状态，以及随接地极的延伸范围和形状而变化，还随季节变化。测试接地电阻时，接地棒离变电所较远，其间的土壤情况可能很复杂，有分层或埋有金属物等现象，引起电阻值测试不准确，或与设计计算值相差较远。因此，测试接地网的接地电阻值时应在相似气侯和湿度条件下进行。

结论

电力系统中对接地装置的要求越来越严格,变电所接地系统直接关系到变电所的正常运行,更涉及到人身与设备的安全。因此，接地网的质量是保证变电所安全、可靠运行的重要因素，应引起电力有关部门的重视,并且从设计上、施工上、测量验收上下功夫,尽可能做到设计合理、施工精细、测试准确。从而保证我国电力事业安全、快速的发展，造福人民。

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