35KV变电站防雷接地保护设计

35KV地保护设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN35KV要、发厂安全的主威胁，如何有效、合理、发厂采取措施有着十分重的意义。35KV为研究象，以国家《标准》为依据且结合具体情况，的进行，具有一定代表性。首先根据的气主线图等实际情况，在了解参数、机理以及学习各种装置的基础上，采用避针并算验证其范围实现直击的；侵入波的实现，则通过选择安装避器型号和进线段的线。最后在了解基本知识后，算其阻、最大土壤阻率、垂直体根数等，实现此35KV的。关键词；直击；侵入波； 35KVsubstationlightning protectiondesignofgroundprotectionAbstract：Lightningincidentonthesubstation,powerplants,themainthreattosecurity,howtoeffectivelyandrationallytothesubstations,powerplants,lightningprotectiongroundingprotectionmeasurestakenisveryimportant.Thisarticleona35KVsubstationinruralareasforthestate"Lightninggroundingstandards"basedonspecificconditionsandcombinationofsubstation,thesubstationgroundingprotectionlightningprotectiondesign,hasacertainrepresentation.Firstofall,accordingtothemainelectricalsubstationwiringdiagramoftheactualsituation,etc.,intheunderstandingoflightningparameters,mechanismoflightning,aswellaslearningalightningprotectiondevicesonthebasisofthecalculationusedtodesignofalightningrodandscopeofprotectiontoachievetheprotectionofthesubstationdirectstroke;ofSubstationlightninginvasionwavetoachievetheprotection,surgearrestersinstalledtheanddesignofsubstationprotectionofwiringintosegment.Finally,groundinginthebasicknowledgetounderstand,calculatethegroundingresistance,soilresistivityofthelargestverticalrootnumber,suchasgrounding,toachievethisprotection35KVsubstationgroundingdesign.Keywords:35KVSubstation;Directstrokeprotection;Invasivewavelightningprotection;GroundProtection录241667778835KV991010212121214181919212332424、构筑物年预计年次24年预计次计算公式 2435KV年预计次N 25反25反25反止 2635KV对设计 27采用两根等高进行设计 27采用四根等高进行设计 284侵入波30对侵入波3035KV对侵入波30距离 30侵入波进段33侵入波素 35KV3637538、阻及装置 38概念及分类 38阻对39装置 40触跨步40工频阻、冲击阻冲击系数 41体工频阻计算 42自然体及其工频阻计算 43人工体及工频阻计算 436站45站装置型45站装置要求 46阻要求 46站主网均要求及计算 4835KV站设计 48致谢 52参考文献 531“事故一灾难”。随着发展自动程度越来越高对安全求越来越高防止种气事故保障正有序进气安全关注对象种气安全措施正建立与完善。气安全作一项综合性作有程技术一面有组织管理的一面程技术组织管理相辅相有着十密切联系气安全作主有两方面任务一方面研究种气事故研究气事故机理原因构特点规律防护措施另一方面研究气方法解决种安全问即研究运气监测气检查气控制方法来评价系统安全性或安全条件。防雷接地技术仅气安全程技术一方面更气安全作重之重变站系统心脏枢纽一旦遭受雷击引起变压器等重要气设备缘毁坏但修复困难而且造面积长时间停然带来严重损失跟带来诸多便因此变站防雷接地保护技术须十靠。于村变站多建于旷野阔偏僻地区附近高层建筑较雷多发区加之村变站一般110KV下小型变站对变站设计重视够考虑问尽全面造村变站易受雷击“重灾区”近年来村变站多发因雷而造设备破坏爆炸甚至引起“火烧连营”事故：例如20048635KV35KV2002720某110KV20018235KV35KV35KV、路物理过程方面做了大量工作建立起较完善输路理体流幅值、、路路70起来理测量准确、日、、欧洲、、算面等参但据散较大需据。体防,,理,,理大,传御直,感应新,而许仍停留传阶段。课题主工作标建35KV根据家标准结合35KV气图具体情况习利用各种、侵入具一广泛。主要研究内容1、对雷电的产生、参数、危害等做到一个系统化了解掌握；学习各种用于变电站的防雷装置，包括避雷针、避雷线、避雷器等，它们的原理、作用以及保护范围。2、采用各种相应的防雷装置，结合变电站实际情况，实现对变电站直击雷防护和雷电侵入波防护的设计。3、了解基本接地常识，结合变电站基本情况，实现对变电站的接地保护设计。变电站防雷接地国家相关标准 变电站是保证国民经济生产所需电能的供应中心，是要害部门，一旦遭受雷击破坏，其后果相当严重。故应按国家第一类建筑物标准作防雷保护。1、应装设独立避雷针或架空避雷线()、等的物于接应于5m×5m或6m×4m。2、独立避雷针的、架空避雷线的部和架空避雷网的各设一线。对用成或有焊接、绑扎连接钢筋网的，宜利用其作为线3、独立避雷针和架空避雷线()及其接地装置被保护建筑物及与其有联系的物之间的距离，应符合列表达式的要求，但得3m1

<5R时，S ≥(R+当h≥5R时，S ≥(R+h)2、地x i a1 i x i a1 i x部分：Se≥式中S —空气中距离(m)；S —地中距离(m)；R—独立避雷针或a1 e1 i()(Ω)Hx高度(m)。410Ω5124m6100mm30m100mmΩ对有少5根螺栓在非腐蚀环境可不7气共工频10Ω干与少两8低压路宜全直埋在入户端将全有困难可筋混凝土杆铁横直接埋埋15m在与铁在击10Ω。9造在进与相离100m25m左右击20Ω宜利支筋混凝土支焊绑扎筋网作为筋混凝土基础宜作为本论文涉及35KV变站变站概况压与在区附近无高层占积为50m,宽为40m变站最高为 20m，4035/35/与）S-2500/35355%台1910.5KVY/Δ-112500S-50/35355%台190.4KVY/Y0-1250S-30/1010.55%0.4台19KVY/Y0-1230氧化锌Y5WZ-42/135G只3互JDJ2-3535/只1感器气接线图1-1 35KV变电站电气接线图第 2章 雷电与防雷装置 雷电 雷电及其放电过程雷电是一种恐怖而又壮观的自然现象，这不仅在于它那划破长空的耀目闪电和令人震耳欲聋的雷鸣，重要的是它给人类生活带来巨大的影响。且不说雷电促成有机物质的合成可能在地球生命起源中占有一定的地位，以及雷电引起的森林火灾可能启发了远古人类对火的发现和利用；仅在现代生活中，雷电威胁人类的生命安全，常使航空、通讯、电力、建筑等许多部门遭受破坏，就一直引起人们对于雷电活动及其防护问题的关。可以直雷过电和雷过电种。，大的的不，的大的。的过，带电，的带电，，成大雷和大地成了大的电，其电位可雷大30kV/cm，有10kV/cm，就发生对大地的火花放电；放安的电和放电通00，使空动，发生鸣。这就是闪电随雷鸣，雷电故。大多雷电发生在雷，它对地什么接影响。雷对大地的放电虽只少是一发生就有可能带来严重的危险。这我主要关心的问题。实测表明，对地放电的雷云绝大多数带负电荷，根据放电雷云的极性来定义，此时雷电流的极性也为负电荷。雷云中的负电荷逐渐积聚，同时在附近地面上感应出正电荷。当雷云与大地之间局部电场强度超过大气游离临界场强时，就开始有局部放电通道自雷云边缘向大地发展。这一放电阶段称为先导放电。先导放电通道具有导电性，因此雷云中的负电荷沿通道分布，并继续向地面延伸，地面上的感应正电荷也逐渐增多，先导通道发展临近地面时，由于局部空间电场强度的增加，常在地面突起处出现正电荷的先导放电向天空发展，称为迎面先导。当先导通道到达地面或者与迎面先导相遇以后，就在通道端部因大气强烈游离而产生高密度的等离子区，此区域自下而上迅速传播，高导电的等离子通道，先导通道以雷云中的负电荷与大地的正电荷迅速中，这就放电过。与先导放电放电对应的电流同时表时，先导放电发展的速×105m/s高，为2×10108m/s，以出现强的电流，达至二、三千。（ft）电荷的雷云对地放电，也能下行正闪电，或上行正闪电。2~3达40多次。容易运动，因此如前述，在雷云积聚电荷的过中，就能是雷云内两个电荷中心之间的流注放电已开始，由于放电通道仍然保持着高于—主放以更快速度沿着前放通道这就出现了次重复冲击放。实际观测表明次以后冲击放阶段时间较短没有分叉。观测还表明一次冲击放流幅值最高次以后流幅值都比较低，GIS变站运行可能造成一定程度危险；而且它们增加了雷云放总持续时间对力系统运行同样会带不利影响。2530kV/cm通道通道云带。在通道阶段其影响而不定。但达一高度时通道一场强度了其它通道沿其续放有。如果配线路或设备遭雷击时通流产生压称为击雷。带有负雷云接近输线路时强场在线上产生静。带有负雷云在束缚着线上。雷云对线附近物体放后雷云而失去对线上束缚作用线两侧流而产生压称为其能量对设备的危害也很。雷参数雷参数是雷压计算和防雷设计基础参数变计算结果随之而变。前采用参数是建立在现有雷观测数据基础上这些参数是：1、雷日为了统雷活动频繁度采用雷为单位。在一天内只要听到雷就一雷。每年日数相差较故采用年平均值。我国平雷分布图可查阅《力设备压保护设计技术规程。我国各雷少和该度海洋远近有。海南省雷州半岛活动频繁烈平均年日1003北纬南般80以上北纬度到长江一带4080长江北区包括东北20～4441540～909027590流是负极性此气备保护和绝缘配合通常都是取负极性冲击波进行研究分析。3、流幅值、波头、波长和陡度对于脉冲波形流需三个主参来表征这三个参为:幅值、波头和波长幅值是指脉冲流所达到;波头是指流到幅值;波长是指脉冲流。流为流陡度流陡度对有也是常一个参1布现行算IP88

(2-1)：IA；P等I例如等于和流算可得33%。述流幅值累积算公适于大部分对于活动很弱年活动20例如陕南外及内蒙古自治部分流幅值可公求得：IlgP44

(2-2)21µ5µs2µ～µµs20µ100µs50µs50µs1830。50µ。(3)µsa I2.6

(2-3)---、、散许研究者发过种结果规律体近其体异其原因方面放身种因影;方面。4、外结果7590负负冲击过因研究。力系求将公式描述便处理,过种如图2-1。Tt1T2ITt1T2I0T1tT1tI I0 0标准冲击波形 (b)等值斜角波头 等值半余弦波头图 2-1雷电流的等值波形图2-1(a)标准波形，它是由双指数公式所表示的波形iI(et0

et)

（2-4）这种表示是与实际雷电流波形最为接近的等值波形，但比较繁琐。当被击物体的阻抗只是电阻R时，作用在R上的电压波形u和电流波形i是相同的。双指数波形也取作冲击绝缘强度试验电压的波形，对它定出标准波前和波长为50µs。图2-2-1（b）为斜角平顶波，其陡度α可由给定的雷电流幅值I和波前时间定。斜角波的数学表达式最简单，便于分析与雷电流波前有关的波程，并且斜角平顶波用于分析发生在10µs以内的各种波过程，有很好的等值性。图2-2-1（c）为等值半余弦波，雷电流波形的波前部分，接近半余弦波，可用下式表达：Ii m2

(1

（2-5）这种波形多用于分析雷电流波前的作用，因为用余弦函数波前计算雷电流通过电感支路所引起压降比较方便。还有在设计特高时，用种表示将计算接近于实际。5雷电波阻抗(Z0)雷电通在电时同体，雷电流在其流同通分数，有等值波阻抗，为雷电波阻抗(Z0)。也是，电过程可视为电流波阻抗 Z0的雷电雷击A的波过程。设这电流波为0，对的电压

u IZ。0 0 0。和实分析，有关Z0取300Ω左右。6地面落雷密度雷云对地电的频繁和强烈程度，由地面落雷密度来表小。是指每雷电日每平方公里地面上的平均落雷次数。实际上，值与年平均雷电日T有关。d般，

T大的地区，其值也较大。d:N 0g

.023T1d

）NgTd0023T03d

7）T 40d

0.07。击过压产生机理云放实质是云荷向突然释放。尽管云有很高初始电估能使气击穿形成先导主放但是而被击物体的位并不决这一初始位而是决流被击物体阻抗(被击物体阻抗是指被击点零位参考点之间)。所以从源性质看这相当一个流源作过程。放物理过程虽然是很复杂但是从而感实雷程是以看成是一个一阻抗向而过程。放过程能主是击而流过被击物体流然后再根反出参。如图2-2等值路有:Z0Z0击流源被击路=20图 2-2流等路Zi2i 00 Z Z0

）显然i与Z有关。当Z=Z0时，恰好i=0，这种巧合实际上是不可能的；当 Z=0时，i=2i

0，事实上Z又不可能为零；但若Z<<0

，仍可测得2i。在雷电流的0实际测量中，一般都能满足条件Z<<Z，例如，Z估计为 300Ω,00 0

30Ω即可。所以国际上都习惯把雷击低于接地阻抗 (Z0或Z<<Z。)物体时，流过该物体的0电流定义为雷电流。应当特别注意的是:定义中的雷电流i恰好等于沿雷电通道传播而来的雷电流波的两倍。因而在防雷保护计算的彼德逊等值电路中，如图2-1-3所示，等值雷电流源通常就直接用雷电流来表示。防雷装置 避雷针地中，从而保护其附近的建物物电等雷击。1避雷针的保护避雷针是接引接地体。接是避雷针12m 的一或接。直径应于 1216mm ；直应于 20mm 。通过接雷放电。在1520m一的避雷针可用；时宜110KV。引用过防的或。直不得于8～12mm；不得于12mm×4mm。引应沿建物外墙以最短路入地，以便尽可能减雷电流通过时在引上产的电感降。接地体埋于地的各种，工程中多用垂直打入地中的角或平埋。入L5×50×5，的为4mm×25mm的2、范围13。AA45°hahBhxh/2rxhx水平范围截面图2-3 单根范围x 由图有为h水平半径rx h hx 2

r (hh)x x

）h hx 2

r x

.5h

h)x

2-1）式p为太半径不成正比增系数h30m55pp

30h120

h120

m120m计算。2两根等4。11R02O-O`截面hhaD/7prxh0h/2h0hbxxhDhx水平面上截面bx2-4rx2-4bxaDa

h

Dhaa2-4aah h D0 7pb 1.5(h hx 0 x

）2）h0m)p同上。线线是由悬挂在上空镀锌钢绞线即接闪器截面不得小35mm2。250hahhxh/2hh1250hahhxh/2hh2-5单线hxrx1h h

r 0.47(hh)px 2

x 3）1h h1

r(h1.53h)px 2

x 4）2RR01D/4p2hahhxh/2Dhrrx2-612Oh hDO0 4phDp。端分别端端小有：b hh

h

Dhx 0 x

4p

2-15）bx端小hx被物h0。避雷器避雷器是用来限制沿线路侵入的雷电压（或因操作引起的内过电压）的一种保护设备。避雷器的连接如图 2-7所示：过电压波线路避雷器

被保护设备图 2-7避雷器的连接为了使避雷器能够达到预想的保护效果，必须满足如下两点基本要求。（1）具有良好的伏秒特性，以实现与被保护电气设备绝缘的合理配合。如图2-8所示12123t图 2-8避雷器与电气设备的伏秒特性合理配合1-电气设备的伏秒特性；2-避雷器的伏秒特性；3-电器上可能出现的最高工频电压伏秒特性，是表达绝缘材料（或空气间隙）在不同幅值的冲击电压作用下，其冲击放电电压值与对应的放电时间的函数关系。（2）间隙绝缘强度自恢复能力要好，以便快速切断工频续流，保证电力系统继续工作。、避。2-9所示：1212SiC限制过压ZnO限制过压侵入过压ut2-93,、建筑物不受接接受。它将吸引到自己从而了附近绝缘水平比它低免遭。时,应该使内都处于范围之内。此外时对于35KV必须有独立的并满足不发生反求；对于110KV及以上由于此类压等级配置绝缘水平较高,可以将接在配置架构上,因此,所产生高位不会造成反事故。建、构筑物年预计年次数年预计次数计算公式建、构筑物年预计N计算如下式NkNA0.024kT1.3A

（3-1）g e d eHHH)A[LWe

2(LW

H*0

（3-2）H100m时Ae

2H(LW)H2*0

3）Am2Te dNg)2a、WHmk21N35KVN35KV50m,20m,当4NkN

kT1.3AgA[LW)

e d HH)HH)

H*060

006=k=1T

0T3==d dN=×1××=/a1 14.2860.0700

/该能运行14就要遭受反反产生谓反是指避针线瞬间强流通过避针端闪器引线和体向泄放时产生如果避针线附近的SkSk3-1kU3-3-2hAUkUdU iRk ch

diL

4）U

5）d chiA150kAµhΩLA到面h,µH可0=µH/L=0h。隙Sk应满足：US k Ek

6）Sd应满足：US d Ed

）k d EEmEm，Ed=300kV/mk d 《标准》规定：S 03Rk ch

01

8）S 03Rd ch

3-）kSk

5

S 3d

35KV500m15m35KV2×102Ω500m35KV故两根等行由35KV50m40m,20m,宽两侧称位5m立两等3-2示。20m35KV20m35KV母12母20m框架50m3-2两等位图mh20mhm。12h

r x

.5h

h)x

20

mh42m。x12D2,h=20mxxb x

(255)

20

36m；xh hDxb 1

.5(

h) 0 7

h56x 0 x 且 以。56m。60m3-4-158m2m1216mm12mm×4mm扁和做腐理。四进行20m35KV为15m,装置屋8m1与2343-3示。3

35KV母

2m4配装置母1

门型框架50m60m

2m23-3四位置图11240m40m,20m。hx=h/2 12rxrx==

(hh)px等联合D12=60mh0=40-60/(7×=bx=×=2V34用mhxm。hx<h/2 34rxr 1x

.5h

h)px=×2×15×=等联合D34=60mh0=40-60/(7×=bx=×=3V2440mh=40mhx15m。hx<h/2 24rxr 1x

.5h

h)px=×2×15×=等联合D24=36mh0=40-36/(7×=bx=×=435KV23,用mh=40m，hx=15m。hx<h/2 23rxr 1x

.5h

h)px=×2×15×=D24=62mh0=40-62/(7×=b=×=由以上计算结果可见根40m的3-4-2设计。其中支架，接闪器选长，直径为12mm×4mm扁钢。接闪器和引下线要做防腐处理。4电侵入波防护变电站对电侵入波防概述50%击输电线路的次数远多于击变电站，所以沿线路侵入变电站的电侵入波较常见。再加上输电线路的绝缘水平（即绝缘子50%冲击放电电U ）变压器及其他电气设备的冲击绝缘水平得多，因此，变电站对电侵入波的防显得很重要。50%在变电站内装设器是变电站对侵人波防大部分变电站都采器的器。主要由于器较理的线,电气所电压可以和可以内部电压。，要及变电站所电气设备，要选器，要理器的接线要由线路的电波及器的电。器的设计器的防距离以主变压器为对，电波沿变电站线侵入，器连接变压器接的大电气。在此为器的防，4-1。atatlF12 T图4-1分析避雷器保护距离的简单回路c5当雷电波入侵时,变压器上的电压具有振荡性质,其振荡轴为避雷器的残压U 。主要原因是由于避雷器动作后产生的电压波在避雷器和变压器之间多次反射引起,因此,只要变压器离避雷器有一段距离,变压器所受冲击电压的最大值必c5c5然要超过避雷器的残压c5

有时会对变压器绝缘造成威胁,因此变压器与避雷器之间的安装距离l要进行限制,该距离不能太远；变压器上所受冲击电压的最大m值U 。m

U U 2al/m c5

U 2ac5 0

（4-1）l U )/2amax m c5

（4-2）0式中，波速为定值；a为侵入波的时间陡度（s）；a为侵入波的空间陡度（m）。0在平常的设计要求中,根据上述公式,只要距离l满足要求即认可,但是,随着变,,,,,,,,,10kV(35kV)TV,,但其与主变最距离,该间可能着主变间安装,在、施工也容易,好处035kV:1km a=kV/m ,l5m ,10kV,0,l,

U /U KmUbil

/KUmUbil

2al)c5 0

3）

U

/U c5cc5

,c5,c5

,U ,lK1,U c5 U c5

max35KVlmax1

U 2al/mc5m

U 2al Uc5 0

Ubil35KV185k35KV1km a0m185=134+2×1×

max

l =25m）max035KV2km 或全am。max0185=134+2××

max

l =51m）maxmax增加l 参考表4-1maxmax4-1lm关系km）数123>=41254050552()507590105lmax1

U 2al/U 2al Umc5 c5 0 m

UbilVV,a01kV/m75=45+2×1×lmax lmax=15(m)增加lma4-2季经常123>=4季经常123>=4m）232740在V35/、/m15m内须安装依分析和经验35KV级站实际上只要保证在每一段包括分段母可能单独母上都装设一组就可以使整个站得到保护。站段防护设计段防护必要性l一经确定使能可靠地保护设备还必须设法限制侵入波a'对于已安装好气l可求出最大

jcf

U )chf2l 同时，应限制流过避雷器的雷电流的大小，以降低残压，尤其不能超过避雷器的额定通流能力，否则避雷器就会烧坏。变电站因雷电侵入波形成的雷害事故有50%是离变电站1km以内雷击线路引起的，约有71%是3km以内雷击线路引起的。说明加强变电站进线段的雷电防护的必要性和重要性。雷电侵入波沿导线传播时有损耗。具体是雷电压在线路上感应产生的地点离变电站愈远，它流动到变电站时的损耗就愈大，其波陡度和幅值就降得愈低。为此，可以在变电站进线段，即距变电站1～2km 的这段线路上加强防雷保护。对全线无架设避雷线的，应在这段线路增设避雷线；当全线有避雷线时，应使该段线路具有更高的耐压水平，减少进线段内绕击和反击形成侵入波的概率。这样，侵入变电站的雷电过电压波主要来自进线段外，过1～线路的击电，不侵入波的幅值和陡度，因进线段波的，限制通过避雷器的雷电流，使其不超过定值，保避雷器的，这就是变电站进线段保护。进线保护段线设计1~2km1~2kmQFFZGB1GB24-235KV进线保护段线图此35KV4-2架设1～2km避雷线可防进线段雷击和雷电感应。避雷器GB1GB2线路不必设，强度高的线路线路，应在进线保护段加避雷器1，其地电不得超过10Ω。1的是限制进线段外沿导线侵入的雷电流幅值。在进线保护末GB2目的断QF。当雷雨季节QF处开断状态线路侧带电压，无GB22FZT

150~200TQF150~200mFZTQF150~200mFZJXR51GB或JX GB或1FZ 2R5 R54-33150kV·A35KV站简化进3150kVA2560kVA4-3两种简化接管GB1、GB2可采JX代替工频接地5Ω。假35KV站当在进区域架困难为此不能证要1000µH抗以限制陡度a`接见4-4所示。另外V过程可能产生过故应并且使接地端与缆金属外皮连接如4-5所示。TTQFLFZGBTQFF1F24-4抗TQFF1F24-535KV,,2N N I、II均装避器,也使避可靠性得到(可能存某某只避器失效可能)。U条U2U1ZZZZ4-6 2U1ZZZZ4-7落等算

Z U2U 2U2 1

/(N

1)/ZZ/(N1)2U/1

（4-4）可见,连于出愈多(N 愈),愈,愈。L1Z1L2Z2,,,,,L1Z1L2Z24-8与连接示意图2U1

U2图4-9 与等计算2U 2UZ2 1 2

/(Z1

Z)2L1，L2均，ZZ

U 2

Z/(Z

Z)

（4-5）1 2 2 1 2 1 2 1L1，设Z/10Z设1 2

U 2UZ2 1

/(Z1

Z)2U2

/11

（4-6）可见,,明显可以母(流接系统若量,同时会接故障时流过情况,应防过电压角行综合考虑,易击可以取这种方式。5 ——这就换句话说将路某结用线与起来使结保持同按用两功能（）二保护功能力系统正运行需要设三相交系统发电机和变压器性双极直输系统性保护也称安保和设安将设和输线路防发保护件下发挥用来说功能保护用。保护将以减少雷引起压雷使受到财遭受破另外，属于功能接地范畴的还有：在电子设备中，为获得稳定的参考电位（零电位）所设置的逻辑接地；为防止电磁干扰的屏蔽接地；为保证信号有稳定基准电位所设置的信号接地。而属于接地保护的还有防静电接地（将静电聚积电荷引入大地）和防电蚀接地（在地下埋设金属体作为牺牲阳极或牺牲阴极，以保护与其连接的金属体）等。接地电阻与对地电压大地并非理想的导体，它具有一定的电阻率。所以当外界强制施加于大地内部某一电流时，大地就不能保持等电位。流进大地的电流经过接地线、接地体注入大地后，以电流场的形式向周围远处扩散，如图5-1所示。图 5-1半球接地极的电流场设接地装置（接地体）为一半为 r0的半球体，并为接地体周围，其电阻率为，当电流 d接地体注入地中时，电流 d将从半球表面地散流出去，在接地半球表面上的电流密度为：d Id0 220

（5-1）而在距半球球心为x的球面上，电流密度为：d Idx 22

（5-2）于是，大地中呈现出相应的电场分布，其电场强度为：E x x

（5-3）在地中沿电流散流方向，在 dx段内的电压降落为：dU Edxx x

dxx

Id2x2d

4）U dU

IdxIddx r ddx

r2x

2rx

5）dU Idd 20

5-6）=/d 5-7）20m5-1物及构筑物混凝土基础内筋、缆皮穿管等。但下易燃、易炸液管道严禁用做理还必须满足机械及短通过时发热稳定性要求。触压跨步压正常情况下都要求漏部PEPEN使大同但果内某绝缘损坏带有Id经过于[U

f(rx

],、接U线和体的最高，即为

I。2d。0倘若此时人站在该前（距离,手触及到带的U，由于手触的为 ，身体站立处的为UdIdUd1U1[

f(r)x

2(r0

0.8)]U U Ud 1

（5-7）式中，U压（50V）人的夸距取，牲畜取1m），假前脚为U2，后脚U3，则施加在人体的压为：U U Ukb 2 3

（5-8）式中，Ukb称为跨步压。跨步压同样不允许超过安全压50V曲线[U

f(rx

]越陡，触压和跨步压越高，人身等的危险越大；反之，曲线较平缓，触压和跨步压较低；危险性较低，安全性提高。所以，计时，应法降低曲线陡度，使其变化平缓。采取的方法：埋均压带，降低Rd和做均匀网。工频阻、冲击阻和冲击系数力系统中的工作和保护，阻是工频交流（或直流）电流流过时所呈现的阻，所以称为工频（或直流）阻。Ex

x

Im2mx

500m预间3～5µ6～m冲用其要小频或直这现象称应另方频自身呈现出感特性碍向这用这样冲频此现象称感应。mR Umch 冲应为

U此m出现U I R出现因感用m出现mch际意。频或直用冲α冲频关系即：R chRd

）般情况应感应故α<1；感应情况如延可能α>1。频计算 自然和人两类型因此设计计算包括自然和人两情况设计挥技术、经济效益，首先要充分利用可以利用的自然接地体，但基于安全可靠考虑，也要用人工接地体。自然接地体及其工频接地电阻计算常用自然接地体包括埋在地下的上、下水管道、建筑物及构筑物混凝土基础内的钢筋和骨架、埋地电缆的金属外皮及穿绝缘导线的金属管等。自然接地体一般距离长，在大地土壤接触面积大，其散流电阻小，有时还能来，能起到分流，均压，等电位连接等作用，从可电压和接触电压，。自然接地体的工频接地电阻可以人工接地体及工频接地电阻计算利用自然接地体不接地电阻要时，埋设人工接地体；于无自然接地体的可利用的，就埋设人工接地体。人工接地体有地的钢管、钢水埋设在地的钢、钢及等。1埋设的接地体接地电阻计算R 4lcd d

0）土壤电阻，mlmd等db效径，且l>>d，如果是钢， 2，b钢宽度，若是钢，d=，b为钢每边宽度。接地体联顶端用导体连接时，总的接地电阻计算：RRcd

cdnc

5-1）cd R 为cd 2R

L2hdA)

）LmhmdmAR k0cd0

5-13）0km0

为：RR cdsdsR

5-14）R

k cd棒cd s由及共同构成复装置有：R 1d1 1R R

n 1c s1R Rcd

cd

5-1）整个装置由一连起来组成复装置可按下R d

RR1cdR1n R 式中，R

cdRn

（5-16）Rcd为单根垂直接地体的接地电阻，Ω为单根水平接地体的接地电阻为垂直接地体根数；为考虑所有接地体相互屏蔽的系数。6变电站接地装置的型式在变电站集中安装了最重要的电气设备和电气装置，如变压器、断路器及各种控制屏、保护柜等。这些设备需要避雷针（线）和避雷器来实现防雷保护；同时，这些电气设备带电运行时，还要考虑值班人员的人身安全。因此，在变电站就需要有良好的接地装置，以实现综合满足工作接地、保护接地及防雷接地等的要求。在实际工程中，为保证安全及工作需要，一般是统一敷设——接地网，而在避雷针（线）和避雷器附近下面，在加设一组集中