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有关架空输电线路的接地装置

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发表时间:2021-09-07 17:39作者:河北维卡电力器材
一、基础知识

1、大地导电特性

大地导电分为电子导电离子导电

电子导电:地下有导体或半导体,如金属矿物质时。

离子导电:土壤中各种无机盐或酸、碱离解成的金属离子。

大地导电主要为离子导电。

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各类无机盐和酸、碱必须在有 的情况下才能

离解成导电的离子。

因此:

土壤电子率的大小主要取决于土壤中

导电离子浓度 土壤含水量!

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2、常见土壤电阻率

_20210907181535.png

图2.png

二、接地装置


名词解释

1、接地装置:接地线和接地极的总和。

2、接地极(接地体):埋入地中并直接与大地接触的金属导体,称为接地极。一般分为垂直接地接(角钢、钢管)和水平接地极(圆钢、扁钢)。

3、接地线(接地引下线):电气装置、设施的接地端子与接地极连接的金属导电部分。

4、接地电阻:接地极或自然接地极对地电阻和接地线电阻的总和。

图3.png

图4.png

图5.png

图6.png

水平接地装置工频接地电阻的计算公式为:

图7.png

可见,水平接地装置工频接地电阻主要

土壤电阻率接地体的长度、屏蔽系数有关

土壤电阻率 接地体的长度 很好理解,

土壤电阻率小,接触面多,

短路电流、雷电流自然泄导的快。

那么屏蔽系数又是什么呢?


屏蔽系数是指接地体之间的屏蔽效应


接地体的屏蔽效应

当多根接地体相互靠拢时,入地电流的流散相互受到排挤,影响各接地体的电流向大地成半球形状散开,使得接地装置的利用率下降,这种现象叫接地体的屏蔽效应。

通俗点说,当电流通过一个接地体时,在接地体周围会形成一个泄流范围,若2个接地体靠的太近,有部分会重合,重合的这部分就是被屏蔽掉了。


屏蔽系数是以“一”字型接地体为标准,

在这个基础上根据不同形状得出不同系数,

不同水平接地体形状的屏蔽系数如下

图8.png

屏蔽系数越大,

则钢材间的相互屏蔽作用就越明显,

钢材的利用率就越低。


因此接地装置想要降低接地电阻,

从主到次主要有以下三个途径:

1)选择土壤电阻率低的地方埋设接地体。

2)尽量增加接地体的长度。

3)接地体尽量分散布置。


图9.png

图10.png

图11.png

图12.png


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上图为两张典型的接地装置平面图,

首先接地体均匀散开,

其次根据不同的土壤电阻率选择不同的型号。

土壤电阻率越高,

需要接地体越长,耗钢量越多。


三、规范和条文要求

一、主要规范

1、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》

(GBT 50064-2014)

2、《交流电气装置的接地设计规范》

(GB T 50065-2011)

3、《110KV~750KV架空输电线路设计规范》

GB 50545-2010 )


二、具体要求

1、《110KV~750KV架空输电线路设计规范》

图13.png

图14.png

图15.png

图21.png

2、《交流电气装置的接地设计规范》

图22.png

图23.png

(50mm²对应直径为10.14mm,

故接地引下线圆钢一般不小于∅12)

4.3.5   发电厂和变电站接地装置的热稳定校验,应符合下列要求:

            3   接地装置接地极的截面,不宜小于连接至该接地装置的接地导体(线)截面的75%。

(50mm²×0.75对应的接地极直径正好为8,

和上文一致)


图24.png

图25.png

(因此无论是接地线还是接地极,

都要镀锌防腐处理)

图26.png

图27.png

图28.png

(因为接地体的屏蔽效应)


四、接地装置的施工


接地装置由于是隐蔽工程,

且不影响线路正常送电,

施工单位往往不够重视。

虽然验收时会测验接地电阻,

但遇到不负责任的施工单位,

也是八仙过海、各显神通。


线路工程现场情况往往十分复杂,

特别是处于深山中的杆塔,

地形和地质给水平接地体的布置带来了很多限制,

而线路杆塔较多,

设计单位往往提供粗框式的设计,

现场往往不能按规定角度和方位布线,

因此需要施工单位根据现场实际布线。


接地装置施工时应注意如下事项:

1、尽量沿土层厚、电阻率低、土壤潮湿的方位布线。

2、尽量沿等高线布设。

3、接地体应尽量远离,平行距离不小于5米。

4、水平接地体的沟槽应达到深0.8米,最小应为0.5米。


接地体埋深的好处

1、电阻不受季节影响。

2、土壤深处含氧量低,不易发生氧化腐蚀。

3、大电流入地、地面电位分布均匀。

4、不易外露、不易遭到破坏。

5、焊接应采用搭接焊接,圆钢6倍直径双面焊接,

扁钢搭接长度应为宽度的两倍,四面焊接。

焊口要涂沥青进行防腐处理。

6、接地线与杆塔应采用镀锌螺栓连接,应接触良好,

以便打开测量接地电阻。

7、回填需用细土回填,且应分层夯实,降低接触电阻。

不准用砂石回填,回填土内不得有石块和建筑垃圾。

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