接地技术课件

接地技术1四个方面的内容接地技术基础深孔与垂直接地极的作用允许地电位升高问题三峡枢纽电站接地2第一部分接地技术基础3接地的定义在电力系统中为了工作和安全的需要，常将电力系统及其电气设备的某些部分经导线与大地相连4接地（一般的定义）将电力系统或建筑物中的电气装置、设施的某些导电部分，经导线连至大地电极导线：接地线大地电极：接地极IEEE交流变电站接地安全导则（GuideforSafetyinACSubstationGrounding）5接地（更准确的定义）一种有意或无意的导电连接，由于这种连接，可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的、某种较大的导电体接地的目的是：(a)使连接到地的导体具有等于或近似于大地（或代替大地的导电体）的电位；(b)引导入地电流流入和流出大地（或代替大地的导电体）（GB/T17949.1-20004.1）IEC61024建筑物防雷保护6工作接地为了降低电力设备的绝缘水平，110kV及以上的电力系统多采用中性点接地的运行方式在两线一地的双极直流输电系统中，也需要将其中性点接地7防雷接地为了减轻雷电的危害，避雷针、避雷线和避雷器等防雷设施都必须配备相应的接地装置以便把雷电流导入大地8保护接地为了保证人身安全，电气设备的外壳必须接地当电气设备绝缘损坏导致外壳带电时，流过保护接地体的故障电流应该使相应的保护装置动作，切除已损坏的设备或使外壳的电位在安全值以下9主放电photobySteveAlbertofNOAA10雷电byLeslieChatfieldonAugust21,1987atMardeninBritain11雷击建筑物12接地电阻接地电阻是电流I经过接地极流入大地时，接地极的电位V对I的比值，它主要是大地所呈现的电阻接地电阻与大地的结构、土壤电阻率有关，还与接地体的几何尺寸有关，在雷电冲击电流下还与冲击电流的波形和幅值相关13电流通过接地体的效应接地电极及周围的土壤发热接地极的电位升高，可能使设备受到过电压的作用损坏地面上出现的地位梯度会使人体受到跨步电势和接触电势的作用减轻上述效应，接地电阻越小越好14对接地电阻的要求110kV以上的交流系统，短路电流I接地体的压降不超过2000VR<2000/II>4000，R<0.5I>4000，R<5（新规程中规定）防雷接地一般为4-3015接地技术研究的内容接地电阻的计算跨步电势和接触电势的计算土壤电阻率的测量接地电阻的测量跨步电势和接触电势的测量土壤发热的计算及电极的防腐措施16均匀土壤中直流和工频接地电极均匀土壤是最简单的模型直流接地电极的计算中不用考虑电感的影响工频接地电极的计算中也基本不用考虑电感的影响对建立基本认识有重要意义17接地电阻和地中电位分布以半球形接地电极为例计算简单、有理论解当不考虑大地回流的影响，接地极的电位为接地电极与无穷远零位面之间的电位差18半球三接地三电极19电流三密度三与电三场强三度电流三密度J电场三强度E20半球三电极三电位三分布式中R为接三地电三阻为土三壤电三阻率a为半球三电极三的半三径21半球三电极三接地三电阻式中R为接三地电三阻为土三壤电三阻率a为半球三电极三的半三径22a到10三a之间三的接三地电三阻a到无三穷远三的接三地电三阻10三a到无三穷远三的接三地电三阻a到10三a的接三地电三阻23无限三大媒三质圆三环形三电极(1三)24无限三大媒三质圆三环形三电极(2三)25无限三大媒三质三圆环三形电三极的三电位26无限三大媒三质三圆环三形电三极的三电阻27圆环三形电三极（三埋深h）28圆环三形电三极的三电阻三（埋三深h）29圆盘三形电三极圆盘三形电三极表三面的三电位三分布三是极三不均三匀的按平三均电三位法三会引三起较三大的三误差准确三的计三算，三应从三拉普三拉斯三方程三求解拉麦三方法三，等三位面三和特三定曲三面相三吻合三的方三法30曲面三成为三等势三面的三条件曲面F（x，y，x）=C成为三等势三面的三条件三是它三的拉普三拉斯三除以它的梯三度的三平方三只能三是C的函三数31共焦三二次三曲面满足三前面三提到三的条三件参考三书解广三润三高压三静电三场斯迈三思三静电三学与三电动三力学32圆盘三形电三极接三地电三阻（三无穷三大介三质）33圆盘三形电三极34圆盘三形电三极接三地电三阻（三埋深h）之一35圆盘三形电三极接三地电三阻（三埋深h）之二三插三值法36埋深三对接三地电三阻的三影响根据三前面三的公三式当h=0三.0三2b时可见三与h=0的误三差不三超过3%37变电三站地三网接三地电三阻的三估算设变三电站三的占三地面三积为A全部三铺满三钢材三，成三为金三属板三，接三地电三阻最三小只敷三设占三地面三积外三框，三成为三金属三“环三”，三接地三电阻三最大38算例当取A=三10三0*三10三0m，h=三0.三8三,三b=三56三.4三2,=三10三0三m最小三值R=三0.三43三5三最大三值R=三0.三73三4三接地三电阻三的下三降(0三.7三34三-0三.4三35三)/三0.三73三4=三0.三4139近似三计算三公式40第二三部分深孔三与垂三直接三地极三的作三用41垂直三接地三体对三接地三电阻三的影三响假定三在地三网下三密密三麻麻三打长三度为a的接三地棒一般a远小三于地三网的三半径三（a=2.三5）用半个三扁球三体来三计算三接地三电阻42带垂三直接三地体三的地三网43计算三公式44模拟三计算三结果三与计三算结三果99根40三三4m三m2三81根2.三5m长的三棒地网三面积三模拟三试验三理三论计三算10三00三0m2-三2.三8%72三25三m2-三3三%64三80三m23.三2%三4%25三00三m25.三7三%三5.三2%90三0m28三%三8三.4三%45垂直三接地三体对三接地三网降三阻作三用的三理论三分析三结果三（a=三3）接地网面积A（m2）接地网等值半径（m）降阻率（%）30×3016.99.950×5028.26.390×9050.83.6100×10056.43.2200×200112.81.746垂直三接地三体对三接地三网降三阻作三用的三理论三分析三结果三（a=三50）接地网面积A（m2）接地网的等值半径（m）降阻率（%）90×9050.836.0100×10056.433.8200×200112.821.1300×300169.315.3400×400225.712.0500×500282.19.947数值三分析三计算三垂直三接地三极的三效果数值三计算三（边三界元三法）三分析三垂直三接地三体对三接地三网的三降阻三作用三，主三要讨三论了三三种三情况三：1.在接三地网三中每三个均三压带三的交三叉点三处打三入垂三直接三地体2.沿接三地网三四周三一根三紧接三一根三地打三入垂三直接三地体三；3.在接三地网三四周三均压三带的三接点三处打三入垂三直接三地体三。48垂直三接地三体在三接地三网中三每个三均压三带的三交叉三点处三打入三时的三降阻三作用接地网面积（m2）垂直接地体长度（m）降阻率（%）网孔数为10×10网孔数为15×15100×10025507510027.041.550.256.128.242.150.356.2200×20025507510014.827.536.042.416.228.936.842.5400×4002550751008.216.423.428.98.616.823.829.2600×6002550751004.9910.916.521.35.211.817.622.449沿接三地网三四周三一根三紧接三一根三地打三入垂三直接三地体三时，三垂直三接地三体的三降阻三率y垂直三接地三体接地三网dxzzPαxr

50沿接三地网三四周三一根三紧接三一根三地打三入垂三直接三地体三时，三垂直三接地三体的三降阻三率接地网面积（m2）等值半径（m）垂直接地体长度（m）降阻率（%）100×10056.425507510023.839.048.253.5200×200112.825507510012.324.332.839.6400×400225.62550751006.314.119.925.7600×600338.52550751004.18.613.817.651沿接三地网三四周三均压三带的三接点三打入三垂直三接地三体时三，垂三直接三地体三的降三阻率接地网面积（m2）垂直接地体长度（m）降阻率（%）100×10025507510022.037.647.452.4200×20025507510011.022.531.438.1400×4002550751005.712.318.023.4600×6002550751003.57.812.216.252第三三部分允许三地电三位升三高问三题53地网三电位三允许三升高接地三标准三中有效三接地三和低三电阻三接地三系统三中发三电厂三、变三电所三的接三地装三置的三接地三电阻R一般三情况三下应三满足R20三00三/I相当三多的三变电三站和三电厂三并不三满足三上述三规定54影响三提高三允许三地网三电位三升高三值的三因素控制三电缆三的工三频耐三压特三性是三影响三提高三允许三地网三电位三升高三值的三因素三之一三，我三们对三此进三行了三大量三的试三验研三究继电三器在三系统三发生三故障三时应三该安三全可三靠地三动作三，这三对系三统的三安全三与稳三定有三着极三其重三要的三意义耐压三试验三针对三控制三电缆三和继三电器三进行55试验三电路三图56试验三方案针对三控制三电缆三在到三达保三护屏三后，三芯线三从电三缆中三分离三出来三，在三分离三处做三电缆三头和三未做三电缆三头的三两种三情况三的绝三缘特三性进三行试三验做了三电缆三头的三带铠三电缆三，针三对电三缆头三有无三尖端三两种三情况三的绝三缘特三性进三行试三验对有三铠和三无铠三的两三种情三况的三绝缘三特性三进行三试验针对三单根三芯线三在紧三靠保三护屏三和角三铁两三种情三况下三的绝三缘特三性进三行试三验针对三电缆三芯线三到电三缆头三间的三沿面三放电三电压三进行三试验57电缆三的伏三秒特三性（三未做三电缆三头）58电缆三头及三尖端三对绝三缘特三性的三影响(1三)三ZR三-K三VV三P2三-7三×1三.559电缆三头及三尖端三对绝三缘特三性的三影响(2三)KV三VP三2-三14三×1三.060单根三绝缘三电线三的绝三缘特三性试三验电缆三敷设三时，三单根三电缆三可能三会紧三靠保三护屏三再到三端子三排，三而保三护屏三是接三地的三，所三以有三必要三对单三根芯三线的三绝缘三进行三试验三。试三验分三两种三情况三，（1）芯三线紧三靠角三铁的三楞角三，（2）芯三线紧三靠金三属平三面。三试品三只选三用了ZR三-K三VV三P2三-71.三5型电三缆。试验三结果三为加三压时三间在30秒以三内，三其击三穿电三压均三为40三kV，表三明单三根芯三线的三绝缘三耐压三值大三大高三于全三部芯三线对三屏蔽三层间三的绝三缘耐三压值三。61电缆三沿面三放电三电压三与沿三面长三度的三关系62继电三器击三穿放三电专用三继电三器击三穿放三电的三形式三一般三是沿三面放三电，放电三是在三继电三器外三壳定三位螺三栓和三线圈三接线三柱之三间的三沿面三进行通用三继电三器试三验中三还发三现加三上底三座时三，放三电主三要是三沿底三座的三表面三进行三，一三般情三况下三，它三并不三影响三到继三电器三的性三能63通用三继电三器工三频击三穿电三压伏三秒特三性64固态三继电三器放三电普通三封装三的固三态继三电器三击穿三时，三几乎三都是三合闸三即击三穿，三并可三看见三明显三的火三花放三电，三听见三明显三的放三电声三，环三氧封三装的三固态三继电三器击三穿时三则未三能观三察到三继电三器内三部放三电现三象。普通三封装三的两三种固三态继三电器三，其三耐压三主要三取决三于采三用的三光电三隔离三器件三，最三低击三穿电三压为5.三0k三V。环三氧封三装的三两种三固态三继电三器的三耐压三高，三在9k三V以上三，这三可能三与它三们的三内部三结构三、封三装固三体材三料等三因素三有关65结论三（1）1）电三缆的三工频三伏秒三特性三是较三平坦三的，三从工三程的三角度三来看三可近三似为三一条三水平三直线三。2）当三电缆三的屏三蔽层三剥去三长度三在2c三m以内三时，三其沿三面放三电电三压的三耐受三强度三可达5k三V/三cm。3）如三果按三大型三电力三系统三能在30三s内切三除故三障考三虑（三实际三上会三在1s内切三除）三，从三控制三电缆三的绝三缘特三性来三看，三允许三地电三位升三高l5三kV是可三能的三。在三此电三压下三为保三证不三出现三电缆三的沿三面闪三络，三电缆三的屏三蔽层三应剥三掉4c三m。66结论三（2）4）由三试验三可知三，击三穿位三置均三在靠三近屏三蔽层三有尖三角处三，尤三其是三钢铠三屏蔽三层在三做电三缆头三时所三产生三的尖三端，三会使三绝缘三的工三频耐三压值三大大三下降三，所三以在三做电三缆头三时应三特别三要求三避免三产生三尖端三。同三时，三一定三要注三意切三不可三损伤三绝缘三层。5）继三电器三的工三频伏三秒特三性是三很平三坦的三，在0-三30三s的范三围内三可以三认为三是一三条水三平直三线。6）对三专用三继电三器、三通用三继电三器和三环氧三封装三的固三态继三电器三的绝三缘性三能而三言，三地电三位升三高到5.三0k三V是可三以承三受的三。7）基三于安三全考三虑，三若地三电位三升高三到5k三V，不三宜采三用普三通封三装的三固态三继电三器。67第四三部分三峡三枢纽三电站三接地68电站三概况三峡三水利三枢纽三工程三规模三巨大三，电三站安三装26台单三机容三量70三0M三W水轮三发电三机组三，在三电力三系统三中占三有举三足轻三重的三地位三峡三工程三的接三地装三置设三计能三否满三足要三求，三是关三系到三电站三安全三运行三的重三大问三题由于三三峡三枢纽三工程三地处三花岗三岩地三区，三属高三电阻三率地三区三峡三枢纽三拥有三大量三的结三构钢三筋和三各种三金属三结构三物，三在接三地设三计中三充分三利用三枢纽三建筑三物的三自然三接地三体。单相三短路三电流64三kA，入三地电三流33三.4三kA69枢纽三接地三装置三出五三部分三组成三（1）（1）大三坝接三地装三置：三三峡三大坝三全长三约2k三m，利三用大三坝上三游迎三水面三结构三表面三钢筋三，网三孔为20三m×三20三m，垂三直地三网面三积为23三90三00三m2。在三上游三围堰三库底三敷设三人工三接地三网，三水平三地网三面积三为26三48三00三m2（2）左三、右三岸电三站接三地装三置：三三峡三左、三右岸三电站三接地三装置三布置三相同三，充三分利三用水三下钢三结构三物连三成一三体，三钢结三构物三有：三尾水三护坦三结构三钢筋三、尾三水底三板结三构钢三筋、三蜗壳三、锥三管、三进水三压力三钢管三等。三左岸三电站三水平三接地三网面三积为28三80三m2，右三岸电三站水三平按三地网三面积三为35三40三0m270枢纽三接地三装置三出五三部分三组成三（2）（3）泄三水闸三接地三装置三：泄三水闸三全长58三3m，有22个底三孔、23个深三孔和22个表三孔。三利用三闸门三槽钢三结构三与上三游迎三水面三结构三钢筋三连接三，闸三门槽三钢结三构顶三端与三坝顶三部机三轨道三连接三，底三端与三泄洪三坝段三的深三孔底三板接三地网三和1~三7号泄三洪坝三段下三游护三坦水三平接三地网三连接三，泄三洪坝三段水三平接三地面三积为72三00三m2。泄三洪坝三段上三游围三堰内三敷设三水平三人工三接地三网与三泄洪三坝段三的深三孔底三板接三地网三连接三，人三工接三地网三面积三为26三48三00三m2。（4）永三久船三闸接三地装三置：三双线三五级三船闸三全长16三00三m，将三船闸三的闸三室底三板和三侧墙三结构三钢筋三与贯三穿五三级船三闸两三侧四三条输三水廊三道结三构钢三筋连三接一三体。三上下三游导三航墙三的表三层结三构钢三筋与三船闸三侧墙三钢筋三和人三字门三连接三一起三。永三久船三闸水三平接三地网三面积三为10三88三00三m271枢纽三接地三装置三出五三部分三组成三（3）（5）临三时船三闸和三升船三机接三地装三置：三临时三船闸三为一三级船三闸，三船闸三上下三游导三航墙三表层三结构三钢筋三大与三闸室三底板三结构三钢筋三和人三字门三连接三一起三。临三时船三闸水三平和三垂直三地网三面积三为14三23三56三m2。利三用升三船机三滑道三将升三船机三蓄水三槽接三地网三与金三属沉三船箱三连接三，蓄三水槽三水平三接地三网面三积为33三00三m2。临三时船三闸接三地网三与升三船机三接地三网紧三挨在三一起三，利三用结三构钢三筋将三两接三地网三连接三一起10三00三00三0m272三峡三计算三模型73计算三方法边界三元法并经三多次三模拟三实验三检验三程序用琼三脂模三拟长三江、三水模三拟土三壤用水三模拟三长江三、琼三脂模三拟土三壤天然三沙池三模拟计算三和试三验结三果的三误差三在8%以内74计算三结果以前三经多三次测三量长三江水三电阻三率为27m~三30m，此三次测三量时三所测三水电三阻率三为28m。故三计算三枢纽三接地三装置三接地三电阻三时，三采用30m水电三阻率三计算三。根据三测量三的上三、下三游水三位、三水电三阻率三和测三量接三地电三阻值三，利三用接三地电三阻计三算程三序经三多次三试算三出河三床和三两岸三土壤三的等三效电三阻率三为78三5m。然三后用三接地三电阻三计算三程序三计算三目前三水位三情况三的接三地电三阻值三，接三地电三阻的三计算三结果三为0.三17三475接地三装置三的接三地电三阻测三量根据三现行三规范三规定三，对三竣工三投运三的电三气设三施需三进行三接地三装置三的接三地电三阻测三量对三三峡枢三纽二三期工三程完三工的三左岸三电站三和永