1、農村66kV變電所接地裝置的設計 摘要近幾年各地經濟快速發展，一些地區的變電所已經滿足不了負荷發展的需要，各地新建和改造了許多66kV變電所，為規范和統一66kV變電所的建設工作，一些省市制定了66kV變電所設計的指導性意見和范本，但是對變電所的接地裝置部分設計深度不夠，使部分建設單位在施工設計中沒有引起足夠地重視，致使在實際施工中憑經驗來敷設接地裝置，給今后電氣設備的安裝留下了事故隱患。由于接地裝置是保證變電所內人身和設備安全的重要設施，因此必須重視對接地裝置的設計工作。關 鍵 詞 變電所 接地裝置 設計 接地電阻 短路電流 避雷器前言發電廠和變電所中的接地裝置按工作性質可分為工作接地和保護

2、接地。工作接地是指為保證電力系統正常情況和事故情況下能可靠工作，而將電力系統中的某一點，通常是中性點，直接或經特殊設備與地作金屬連接。保護接地是為了保護人身安全，防止觸電，而將正常情況下不帶電的電氣設備外殼或金屬結構與接地體之間作良好的金屬連接。農村66kV變電所接地裝置的設計發電廠和變電所中的接地裝置按工作性質可分為工作接地和保護接地。工作接地是指為保證電力系統正常情況和事故情況下能可靠工作，而將電力系統中的某一點，通常是中性點，直接或經特殊設備與地作金屬連接。保護接地是為了保護人身安全，防止觸電，而將正常情況下不帶電的電氣設備外殼或金屬結構與接地體之間作良好的金屬連接。接地的類型：1工作接

3、地為滿足電力系統或電氣設備的運行要求，而將電力系統的某一點進行接地，稱為工作接地，如電力系統的中性點接地；2防雷接地為防止雷電過電壓對人身或設備產生危害，而設置的過電壓保護設備的接地，稱為防雷接地，如避雷針、避雷器的接地；3保護接地為防止電氣設備的絕緣損壞，將其金屬外殼對地電壓限制在安全電壓內，避免造成人身電擊事故，將電氣設備的外露可接近導體部分接地，稱為保護接地，如： 電機、變壓器、照明器具、手持式或移動式用電器具和其他電器的金屬底座和外殼； 電氣設備的傳動裝置； 配電、控制和保護用的盤（臺、箱）的框架； 交直流電力電纜的構架、接線盒和終端盒的金屬外殼、電纜的金屬護層和穿線的鋼管； 室內、外

4、配電裝置的金屬構架或鋼筋混凝土構架的鋼筋及靠近帶電部分的金屬遮攔和金屬門； 架空線路的金屬桿塔或鋼筋混凝土桿塔的鋼筋以及桿塔上的架空地線、裝在桿塔上的設備的外殼及支架； 變（配）電所各種電氣設備的底座或支架民用電器的金屬外殼，如洗衣機、電冰箱等。接地的要求：1、一般要求為保證人身安全，所有的電氣設備，都應裝設接地裝置，并將電氣設備外殼接地。設計中首先應利用各類自然接地體。一般應將各種不同用途和不同電壓的電氣設備使用一個總的接地裝置。接地裝置的接地電阻，應滿足其中接地電阻最小的電氣設備要求。電氣設備的人工接地體應盡可能在電氣設備所在地點附近對地電壓分布均勻，一般應采用環形接地體。設計接地裝置時，

5、應考慮到一年4季中，均能保證接地電阻的要求值。2、接地范圍變電所中電氣設備的上列金屬部分均需接地：變壓器、電器、電機和照明器具等的底座和外殼；設備的傳動裝置；互感器的二次繞組；配電屏、保護屏、計量屏、電源屏與按制屏的框架；配電裝置的金屬構架和鋼筋混凝土架構以及靠近帶電部分的金屬圍欄；電力電纜的電纜接頭、電纜終端的外殼以及電纜的外皮和鋼管電纜的鋼管等；電纜的外皮；避雷器、保護間隙和避雷針的接地端。3、接地裝置的布置在布置變電所接地裝置時，首先應保證無論施工或運行，在一年中的任何季節，接地電阻都應不大于允許值；同時保證工作區域內電位分布較均勻，以使接觸電壓和跨步電壓在安全值以下；其次，應充分利用自

6、然接地體，以便降低工程造價。全國大部分的地區變電所的接地網，無特殊情況，一般均可采用棒形和帶形接地體聯合組成的接地裝置，對于不同的土壤電阻率，可分別采用不同的接地裝置，一般的要求及布置方式為：土壤電阻率3104cm時，因電位分布衰減較快，應采用以棒形垂直接地體為主的棒帶接地置。310.45104cm時，因電位分布衰減較慢，應采用以水平接地體為主的帶棒接地裝置。所有的接地裝置應埋設于凍土層以下，一般埋設深度不小于0.6m。盡量利用固定電纜支、吊架用的預埋鐵件作為屋內接地干線。接地裝置的敷設方式：圍繞屋外配電裝置、屋內配電裝置、按制室及其它需要裝設接地網的建筑物敷設環形接地網；各接地網之間的相互連

7、線不應少于2根；接地網外緣的各角應做成圓弧形。接地體；一般選用505鍍鋅角鋼、120鍍鋅圓鋼和405鍍鋅扁鋼，角鋼長度為25m；水平敷設的接地體采用圓鋼或扁鋼，重直敷設的接地體可采用角鋼和圓鋼；為減少接地體間的屏蔽作用，接地體之間的距離不應小于3m。4、接地電阻（見表1）表1接地電阻呈覽表（）大接地電流系統僅用于該系統接地rjd0.5小接電電流系統1kV以上設備接地rjd250/ Ijd10與1kV以下設備共用時的接地rjd120/ Ijd10注： Ijd為接地短路電流的計算值（A），rjd為接地電阻值。5、接地短路電流的計算值在計算小接地電流系統的接地電阻時，其接地短路電流Ijd，用以下方法

8、確定：在中性點經消弧線圈接地的電網中，計算電流應采取以下數值：當變電所有消弧圈時，計算電流等于消弧線圈額定電流的125%；當變電所不接消弧線圈時，計算電流按切斷系統最大一臺消弧線圈時，在此電網中可能發生的剩余接地短路電流來計算，但不得小于30A。在中性點不接地的網絡中計算電流采用單項接地電容電流，可按下式計算：Ijd=U（350 L1+ Lj）/350（A）式中 U網絡線電壓，KvL1電纜線路長度，kmLj架空線路長度，km計算接地短路電流，應按運行中可能發生最大接地短路電流的接線方式確定。6、避雷針和避雷器的接地一般應采用垂直接地體做避雷針和避雷器的集中接地，以加強散泄雷電流的作用。獨立避雷

9、針的接地裝置與接地網的地中距離要求不小于3m，配電裝置構架上的避雷針與接地網相連，并在其附近裝設集中接地裝置。獨立避雷針及其接地裝置與道路或建筑物出入口的距離應大于3m；從避雷針與接地網連接處到變壓器或35kV及以下設備與接地網連接處的接地體長度不能小于15m。7、接地裝置的計算對于大多數以接地棒為主的接地裝置，在計算中可以不單獨計算水平接地體的接地電阻，考慮到它的作用，一般接地棒可減少10%左右，因此可以從接地電阻直接求出接地棒的數量：n=0.9 Rc /Rc，Rc =K式中R接地電阻要求值，Rc垂直接地體的擴散電阻，土壤電阻率，cmc接地體利用系統（一般為0.650.75）K系數（對于50

10、5角鋼為34.85104）8、熱穩定校驗在一般情況下，由于接地體的面積較大，所以不必進行熱穩定的校驗。但對于1000V以上的大接地短路電流系統，單相接地電流值比較大，有產生的熱理超過允許發熱范圍的可能性，所以在選擇接地線時，還必須進行熱穩定性校驗。對于鋼導體，可用下列公式校驗其熱穩定性SId/70*t(mm2)式中S接地線的最小截面，mm2Id流過接地線的短路電流值（5-10年發展規劃，按系統最大運行方式確定，）A；t短路的切除時間，S。9、實例分析原始數據我們新城子農電局所屬的清水變電所，由于地方經濟發展，負荷增長較快，原變電所的容量已經不能滿足需求，所以近期對其進行增容改造。其自然條件和原

11、始數據如下：清水變電所地勢平坦，海拔220m，交通便利，最高氣溫+40最低氣溫-38，年平均氣溫25，最大風速25m/s，覆冰厚度10mm，土壤電阻率為黃粘土60/m，雷電日30d，周圍附近無污染區，凍土深度為1m，主導風向夏南風，冬西北風。接地電阻的確定66kV為中性點不接地系統，其接地電阻要求值可根據單本接地電容電流來確定。其架空線長度L=111kmIjd=U（35L1+Lj）/350=66111/350=20.93A故接地電阻R要求Ijd=120/20.93=3.1510kV為性點不接地系統，其線路長度L=63kmIjd =U（35 L1+Lj）/350=1063/350=1.8A故接地

12、電阻R要求120/ Ijd =120/1.8=66.67所用電380/220中性點接地，接地電阻要求為4共用接地電阻應為4接地裝置計算根據土壤電阻率=60m，接地裝置以采用棒形地體為主（采用直徑為48的鋼管，長為2.5m ）,其間以204的扁鋼連接成環形，鋼管上端埋入土中深度為1m。為了簡化計算不單獨計算連接扁鋼的電阻值、采用近似計算直接求出接地管的數目如下：n0.9RC/RYC單根垂直接地體的接地電阻為：RC =ln41/d/2L(6000/23.14250)ln(4250/4.8)=20.4假定管距a=7.5m,則a/L=7.5/2.5=3又假設n=30,由于冊查得C0.68,則n0.9

13、RC/RYC =0.920.4/40.68=6.75根決定采用20根鋼管，再次驗算接地電阻：RY =0.920./200.68=1.354圍繞配電裝置接地回路總長度為190m,則a=190/20=9.5則a/L=9.5/2.5=3.83由手冊查得C=0.820.68故選20根是滿足要求的。防雷接地裝置的計算一般雷電流設為100kA，又根據已經條件為60m。確定雷電流接地裝置由兩根204扁鋼600長的水平接地體和三根直徑為60鋼管300長的垂直直接地體組成。水平接地體埋設深度為0.5m。雷雨季節土壤中含有水分，故應考慮水分對土壤電阻率的影響。對水平接地體：S=S0=1.46103=0.84104

14、cm對垂直接地體：S=S0=1.26103=0.72104cm單根垂直接地體的電阻為：Rchln41/d*c/2L=(0.72104/23.14300) ln(4300/6)=20.3單根水平接地體的電阻為：Rsh=ln(2a2/bh)c/2a=ln(26002/250)(0.84104/23.14600)=19.8為Rch= Rsh，故可認為由水平與由垂直接地體流向大地的電流相同，其值I=100/5=20kA接地裝置運行接地裝置運行中，接地線和接地體會因外力破壞或腐蝕而損傷或斷裂，接地電阻也會隨土壤變化而發生變化，因此，必須對接地裝置定期進行檢查和試驗。（1）檢查周期：變（配）電所的接地裝置

15、一般每年檢查一次；根據車間或建筑物的具體情況，對接地線的運行情況一般每年檢查12次；各種防雷裝置的接地裝置每年在雷雨季前檢查一次。對有腐蝕性土壤的接地裝置，應根據運行情況一般每35年對地面下接地體檢查一次；手持式、移動式電氣設備的接地線應在每次使用前進行檢查；接地裝置的接地電阻一般13年測量一次。（2）檢查項目：檢查接地裝置的各連接點的接觸是否良好，有無損傷、折斷和腐蝕現象。對含有重酸、堿、鹽等化學成分的土壤地帶（一般可能為化工生產企業、藥品生產企業及部分食品工業企業）應檢查地面下500mm以上部位的接地體的腐蝕程度。在土壤電阻率最大時（一般為雨季前）測量接地裝置的接地電阻，并對測量結果進行分析比較。電氣設備檢修后，應檢查接地線連接情況，是否牢固可靠。檢查電氣設備與接地線連接、接地線與接地網連接、接地線與接地干線連接是否完好。結論誠然，變電所接地裝置的腐蝕以至接地電阻的變化是不可避免的。大部分變電所接地網的改造，可以通過采用更換土壤，深挖槽溝，提高接地網焊質量等措施，從根本上解決了接地電阻不合格的問題。跟蹤檢測，分析研究土壤電化學性能和腐蝕狀況，采取相應的對策措施是行之效的。今后，66kV變電所接地網的改造，應編入地網改造施工控制點，