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1、摘要：本文根据多个变电所接地项目设计的实践，结合防雷接地技术与电力系统自身特点，整理了变电所接地设计的基本步骤和思路。关键词：变电所接地 接地设计 设计思路引言电力系统统中，变变电所接接地安全全至关重重要，其其设计也也十分复复杂。变变电站接接地包含含工作接接地、保保护接地地、雷电电保护接接地。工工作接地地即为电电力系统统电气装装置中，为运行行需要所所设的接接地；保保护接地地即为电电气装置置的金属属外壳、配电装装置的构构架和线线路杆塔塔等，由由于绝缘缘损坏有有可能带带电，为为防止其其危及人人身和设设备的安安全而设设的接地地；雷电电保护接接地即为为为雷电电保护装装置向大大地泄放放雷电流流而设的的接

2、地。近年来，随着防防雷行业业的不断断发展，防雷接接地科研研成果的的推陈出出新，许许多防雷雷企业受受邀参与与电力系系统变电电所接地地项目的的设计和和施工，尤其是是在高电电阻率地地区的变变电所，其降阻阻十分困困难，防防雷企业业进行了了深度降降阻的研研究，形形成了一一套较科科学的降降阻思路路，为电电力建设设提供了了很多帮帮助。但但是，变变电所地地网安全全除了对对接地阻阻抗有要要求外，还对地地网的结结构、使使用寿命命、跨步步电位差差、接触触电位差差、转移移电位危危害等提提出了较较高的要要求。因因此，一一个科学学、完善善、系统统的变电电所接地地方案应应该突破破只做降降阻设计计的思路路，综合合考虑各各方面

3、的的要求，形成完完整的设设计方案案。一般般新建变变电所接接地设计计分为以以下步骤骤：第一步、原始信信息的收收集及勘勘察内容容。接地设计计中，原原始信息息的收集集尤为重重要，原原始信息息的准确确与全面面将直接接决定设设计的质质量。一一般变电电所地网网设计应应收集地地网的用用途、接接地电阻阻值、使使用年限限、计算算用流经经接地装装置的入入地短路路电流、接地短短路电流流持续的的时间、地勘勘报告、气候候特点等等内容。对于土土壤电阻阻率较高高的变电电所，现现场勘察察应重新新测试土土壤电阻阻率并与与地勘勘报告相比较较，土壤壤电阻率率的准确确与否将将直接决决定降阻阻设计的的成败。站内土土壤电阻阻率获知知后，

4、还还需了解解变电所所周边情情况，了了解河流流走向，地下水水位，周周边植被被、土层层结构、可利用用的接地地面积以以及周边边典型地地点的土土壤电阻阻率。对对于工程程设计，还需要要考虑项项目实施施的难度度和成本本，现场场勘察时时应了解解交通、人工、机械、水电、征地费费用等多多方面情情况，达达到设计计经济且且可实施施。第二步、降阻措措施的选选择。变电站地地网建设设一般要要求在站站内完成成降阻及及安全保保障设计计，这对对土壤电电阻率较较低的地地区是不不难的。但是，对于很很多高土土壤电阻阻率地区区的变电电站，仅仅利用站站内的面面积是无无法达到到较高要要求的接接地电阻阻值。为为此，应应先根据据公式R：地网网

5、接地电电阻：土壤电电阻率.mS：地地网面积积m2估算地网网大概需需要的面面积，然然后确定定需要采采用的降降阻措施施。降阻阻措施的的确定应应该遵循循科学、经济、可实施施的原则则。科学学的降阻阻措施一一般包括括：横向向扩大地地网面积积、大面面积换土土、网路路回填电电阻率低低的物质质、纵向向延伸地地网至土土壤电阻阻率较低低的地方方、敷设设水下地地网、采采用高效效降阻材材料等，但针对对不同变变电所接接地项目目，还需需作经济济性能比比较和现现场可实实施条件件的确定定。多个个工程案案例初步步表明: 1、横向扩扩大地网网面积的的措施需需要大量量的征地地，而征征地工作作是建设设工程中中难度很很大的一一项工作作

6、，往往往将导致致整个工工程成本本增加很很高甚至至无法实实施；22、大面面积换土土的措施施涉及到到买土、运输、回填量量大等问问题，工工程成本本也比较较高，建建设方一一般无法法承受；3、网网路回填填电阻率率低的物物质目前前使用较较多的为为物理长长效降阻阻剂；44、纵向向延伸地地网至土土壤电阻阻率较低低的地方方的措施施使用最最多的为为深井接接地，深深井接地地的降阻阻机理分分为两部部分，一一是通过过深井接接触地下下水或地地下土壤壤电阻率率较低的的地方，从而降降低接地地电阻；二是通通过深井井及配套套材料，扩大及及改善接接地体周周围土壤壤的散流流效果，从而降降低接地地电阻；5、敷敷设水下下地网措措施一般般

7、用在水水源较近近且难度度很大的的接地设设计中采采用，一一般用在在山区水水电站接接地项目目中；66、采用用高效降降阻材料料，目前前使用的的离子接接地体等等高效接接地材料料经济性性价比较较高，尤尤其是在在高土壤壤电阻率率地区的的接地设设计中被被广为采采用。第三步、降阻材材料的选选择。采用高效效的降阻阻材料是是降阻的的最便捷捷方式。许多高高土壤电电阻率地地区的变变电所最最终降阻阻成功，都得益益于材料料使用的的正确。但是，材料应应用的原原则应该该在考虑虑降阻的的同时，考虑其其防腐，这关系系到地网网的使用用年限，如果材材料防腐腐蚀能力力差，不不能达到到设计年年限，同同样会因因接地材材料的失失效而引引起变

8、电电站运行行事故。下表对对常用接接地材料料的降阻阻效果、防腐蚀蚀能力、成本作作大概的的比较，以供参参考：材料名称称降阻效果果耐腐蚀性性单个成本本用量总体成本本100.m500.m10000.mm镀锌角钢钢25000500500538.337191.86383.70较差低很大高铜包钢172500038.559192.95385.90好较低很大高离子接地地体50300004.13320.66541.330好高少低通过上表表可以看看出，采采用传统统接地材材料如角角钢扁钢钢，虽然然单位材材料的价价格便宜宜，但实实际应用用于整体体项目时时，由于于其降阻阻效果差差和使用用年限低低，一方方面必须须增加用用量

9、，同同时扩大大征地面面积；另另一方面面腐蚀太太快，中中间维护护和改造造频繁，最终产产生的费费用很高高，同时时容易给给变电所所运行带带来很大大的安全全隐患；而采用用降阻效效果好的的、防腐腐蚀能力力强的接接地材料料，虽然然单位材材料的价价格较高高，同样样在应用用于整体体项目时时，由于于其降阻阻效果好好和使用用年限长长，一方方面用量量少，不不需要大大面积征征地，另另一方面面抗腐蚀蚀能力强强，中间间不需要要维护和和改造，最终成成本反而而很低，同时保保证了地地网的稳稳定性和和可靠性性。所以以，设计计工作中中，应全全面综合合比较选选择材料料，从而而获得最最优化的的设计方方案。第四步、接地材材料热校校验及寿

10、寿命。一般校验验过程如如下：根据公式式：公式：接地线线最小截截面mmm2：流过接接地线的的短路电电流稳定定值A：短路的的等效持持续时间间sC：接地地线材料料的热稳稳定系数数。在校验接接地线的的热稳定定时 、 及cc应采用用下表所所列数值值。接地地线的初初始温度度一般取取40C。在在爆炸危危险场所所，应按按专用规规定执行行。系统接地地方式c钢铝铜有效接地地单（两）接地短短路电流流见a）和和b）70120210低电阻接接地单（两）接地短短路电流流2s70120210不接地、消弧线线圈接地地和高电电阻接地地异点两相相接地短短路电流流2s70120210a）发电电厂、变变电所的的继电保保护装置置配置有

11、有2套速速动主保保护，近近接地后后备保护护，断路路器失灵灵保护和和自动重重合闸时时， 可可按下式式取值 式中： 主保护护动作时时间s 断断路器失失灵保护护动作时时间s 断断路器开开断时间间sb）配有有一套速速动主保保护、近近或远（或远近近结合的的）后备备保护合合自动重重合闸，有或无无断路器器失灵保保护时， 可按按下式取取值 式中： 第一级级后备保保护的动动作时间间s根据热稳稳定条件件，未考考虑腐蚀蚀时，接接地装置置接地极极的截面面不宜小小于连接接至该接接地装置置的接地地线截面面的755。必须说明明的是，对于复复合金属属如铜包包钢，表表面的铜铜层很薄薄，主要要用于防防腐蚀，热校验验的时候候应该完

12、完全按钢钢材质校校验，但但防腐应应采用铜铜的腐蚀蚀率计算算。 接地地材料的的寿命关关系到接接地网的的整体安安全，防防止一定定年限后后地网因因腐蚀出出现断开开、接触触不良等等情况，导致安安全事故故。材料料经过热热校验后后，还应应采集材材料埋设设环境的的腐蚀率率，以330年寿寿命为例例，计算算其被腐腐蚀程度度。材料料最终尺尺寸应该该大于满满足热校校验的尺尺寸与330年被被腐蚀尺尺寸之和和。以陕西府府谷县XXX变电电站项目目水平接接地材料料选择过过程如下下：热校验得得接地线线最小截截面为4469.4mmm2最初选择择600 8 热镀锌锌扁钢作作为设备备引下线线，未考考虑腐蚀蚀时，接接地装置置接地极极

13、的截面面： 满满足要求求。主接地网网腐蚀率率：0.0655mm/年；考考虑寿命命：300年主接地网网取一根根600 8 热镀锌锌扁钢 则：600 （880.0655 300）3363mmm24699.4 mm22 不满足要要求，需需要采用用更大型型号钢材材或使用用铜材，最终确确定采用用经济实实用的铜铜包钢线线。第五步、地网跨跨步电位位差、接接触电位位差校验验高接地电电阻要求求的地网网形状一一般包含含站内均均压地网网与站外外辅助地地网，地地网的形形状、范范围、网网格尺寸寸确定后后，同时时对于站站内网格格地网还还应进行行地网跨跨步电位位差、接接触电位位差校验验、避雷雷器热击击穿校验验等。如陕西府府

14、谷县XXX变电电站项目目校验过过程如下下：已知条件件地网埋深深H=11.8 m接地极等等效直径径d = （-608扁钢钢）土壤电阻阻率 = 4000.m接地网面面积S=328817.4m22水平接地地极总长长度L=63883.99m接地网的的外边缘缘总长度度L0=7833.2mm均压带计计算根数数n = 计算用入入地短路路电流为为I223.9913AA设计接地地电阻为为R00.4接地装置置的电位位Ug为： Ugg=IRR=233.911300.4=9.557kVV接地网地地表面的的最大接接触电位位差 UUtmaax=KKtmaaxUg KKtmaax=KKdKLKnKP由于300300m232

15、8817.4m22Ut=1771.11V，不不满足要要求。6.3接接地网外外的地表表面最大大跨步电电位差(T=00.8mm跨步距距离)Usmaax=KKsmaaxUg 0.0233 Usmaax=KKsmaax UUg=2220.111V允许跨步步电位差差则 Ussmaxx=2220.111V Uss=3221.00V，满满足要求求。根据以上上校验发发现，虽虽然接地地电阻降降到了要要求的00.4，但接接触电压压不能满满足要求求，同样样不能满满足安全全运行的的要求，通过校校验认识识此问题题后，设设计补充充措施为为在人员员经常走走动的维维护通道道、操作作机构四四周铺设设直径为为50-60mmm的砾砾石，其其厚度不不小于1150-2000mm，从而保保障值守守维护人人员的生生命安全全。 第六步、设计冗冗余及补补充措施施。由于地质质结构的的复杂性性和接地地设