接地网评价技术规范方案

变电所接地装置变电所接地装置 安全性评估安全性评估 技技 术术 规规 范范 2013 年 1 月 目录 一、 二、 三、 四、 概况.3 评估工作流程及依据.3 具体评估内容.5 接地系统的安全限值.6 1、入地故障电流 .6 2、接地电阻限值 .7 3、接触电压和跨步电压限值 .8 五、 六、 七、 八、 九、 十、 接地电阻精确测量方法.8 跨步电压和接触电压的测量10 场区地表电位梯度测试11 独立避雷针接地电阻测试13 土壤电阻率测量及土壤模型分析（可选）错错误未定义书签。误未定义书签。 接地网腐蚀评估方法13 1、接地网导体连通性测试13 2、接地网开挖检查15 十一、接地系统的安全性综合评估15 十二、测试步骤15 一、一、 概况概况 变电站的接地网是维护电力系统安全可靠运行、 保障运行人员安 全的重要措施。一方面通过降低接地电阻， 减小地电位升来确保设备 安全，另一方面， 通过均衡地表电位，减小接触电压和跨步电压来确 保人身安全。 因此， 如何对投入运行的变电站接地网开展状态评估具有非常重 要的意义，是确保接地网具有良好状态， 确保电力系统安全稳定运行 的关键。变电站接地系统状态评估包括三方面的内容。 一是变电站接 地电阻、接触电压、跨步电压、电位梯度的测量；二是接地系统腐蚀 及断点的诊断；三是接地系统安全性的评估。 二、二、 评估工作流程及依据评估工作流程及依据 根据电业局要求，在现场实际测试的基础上结合开挖检查， 对变 电所接地装置进行全面试验和评估。 变电所接地装置的试验依据的标准和资料如下 （1）DL/T621-1997交流电气装置的接地 （2）DL475-2006接地装置的工频特性参数的测量导则 （3）DL/T596-1996电力设备预防性试验规程 （4）GB50169-92电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 （5）变电所最大入地短路电流数据 流程如下图所示 评估方案编写 方案审核 评估实施准备 现场测试 数据采集 主接地网接地 电阻测试 独立避雷针接 地电阻测试 跨步电压及接 触电压测试 引下线导通性 测试 接地体开挖检 查 电位梯度测试 土壤电阻率测 量（根据需 要） 计算分 析、数 据整理 设计资料 （业主提供） 相关标准 竣工资料 （业主提供） 地网安 全评估 电网运行参数 （业主提供） 专家会审 评估结论 出具评估报告 图图变电所接地装置评估流程变电所接地装置评估流程 三、三、 具体评估内容具体评估内容 变电所接地装置安全性评估内容如下 1.接地装置特性参数试验测量接地电阻，接触电压、跨步电压、 电位梯度分布；测量独立避雷针接地电阻； 2.确定入地故障电流，计算接地系统的安全限值，包括接地电阻、 接触电压和跨步电压； 3.测量接地系统的连通性及诊断接地网的腐蚀情况， 判断接地网的 腐蚀状况； 4.根据测量结果，采用数值计算方法分析接地系统的安全性。 四、四、 接地系统的安全限值接地系统的安全限值 接地系统的安全指标包括接地电阻、接触电压和跨步电压。 1、入地故障电流入地故障电流 入地故障电流是分析接地系统安全指标的基础。 电力系统发生短 路时，只有一部分短路电流经接地网流入大地， 其余部分经变压器中 性点、于地网相连的架空地线、电力电缆的屏蔽层流回系统。入地故 障电流为 I （Imax - In）1 - Kel，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。 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，此是上述可简化为 I Imax（1 - Kel）；当变压器只有 1 个中性点，发生所内接地时， In 30Imax，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。 Kel 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，Kel 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 0.50.58，且应根据出线所跨走廊的分流效果做出相应的增减。 取值时，要考虑 10 年以上的发展规划，需乘以 1.21.5 的发 展系数。 2、接地电阻限值 我国电力行业接地规程DL/T621-1997交流电气装置的接地中 既规定了对接地电阻的要求，也规定了对接触电压和跨步电压的要 求。DL/T621-1997 规定“有效接地和低电阻接地系统中发电厂、变 电站的接地装置的接地电阻R一般情况下应满足R≤ 2000/I”，即允 许地电位升不大于2000V，这里I为最大入地短路电流。当接地装置 的接地电阻不符合R≤ 2000/I时，可通过技术经济比较来增大接地 电阻，但接地电阻值不得大于5Ω，且要满足接触电压和跨步电压的 要求。 为了确保电力系统二次系统的安全， 当入地故障电流较大时，一 般很难满足IR≤2000 的要求，如果按满足接触电压和跨步电压的要 求来校核， 则接地电位升有时会升得很高， 可能导致二次系统的破坏。 因此仍应规定一个地电位升的限值，以确保二次系统的安全。目前， 一般将地电位升的允许值提高到IR≤5kV，但要求二次电缆的屏蔽层 双端接地， 另外在变电站电缆沟里应与二次电缆平行敷设一根铜接地 导体，铜接地导体两端接地，二次电缆两端与铜导体相连，以防止过 大的电流流过二次电缆的屏蔽层而烧毁二次电缆。 3、接触电压和跨步电压限值接触电压和跨步电压限值 结合IEEE 标准和我国的电力行业标准， 110kV及以上有效接地系统和 635kV低电阻接地系统发生单相接地或同点两相接地时， 发变电站接 地装置的接触电压UT和跨步电压US允许值不应超过 其中，Cs为表层衰减因数，地表无高阻层时，Cs值取1；rs为地表铺 设层的电阻率；hs为地表铺设层的厚度；p为地表铺设层下面的电阻 率。这两个计算公式对应于体重为50kg的人体。 五、五、 接地电阻精确测量方法接地电阻精确测量方法 实测变电所主接地网接地电阻。 测量采用异频法。原理接线如图 虑到变电所已经运行，采用异频法消除工频干扰电压的影响， 并 调节测试电流在 5A 以上，输出电流频率为 45Hz55Hz。 变电所接地网最大对角线长度为 D。沿适当方向拉线，电流极 C 距离地网（4-5）D，电压极P 与电流极呈 30-45 度方向，从距离接地 网边缘，电流极长度的40开始，每隔5测试一个点，一直到距离电 流极长度 75左右，测量电压极P 与接地装置 G 之间的电压。地网测 量点、电流极、电压极三点成一30-45 度角的边线上。电压极打 2-4 根左右地桩，电流极打8--15 根左右地桩，每根地桩打入地下约1m。 各根地桩之间距离 2m 左右。电流极引线采用 4mm2多股软铜线，电压 极采用 2.5mm2多股软铜线。 流过被试接地装置G和电流极C的电流I使地面电位变化，每测试 一次P与G之间的电位差U,绘出U与x的变化曲线， 曲线平坦