DL-T437-2012高压直流接地极技术导则

口L中华人民共和NI电力行业标准高压直流接地极技术导则国家能源局437—20122012—01—04发布2—03—01实施发布HVDCsystem201备案号：35213—2012DL／T代替DL／T437—1991TechnicalguideofearthelectrodeICS29．240F21

前言DL，T437—2012437—199l《高压直流接地极技术导则》发布实施已超过20年了，该标准在编制的过程中主本标准与DL／T437一1991版相比，主要有以下修改：——跨步电压由原标准的跨步电压限值2．5V／m改为在最大暂态电流下所允许的跨步电压应满足——变压器每相绕组的允许直流电流为：单相变压器为额定电流的0．3％，三相五柱变压器为额定437—1991。要参考借鉴了国外的成果和葛上直流输电工程的调试、试验结果，并在其后相继建成投产的多项直流输电工程接地极的设计、施工和运行中发挥了重要的指导作用。8P要求。o电流的0．5％，三相三柱变压器为额定电流的0．7％。本标准实施后替代DL／T本标准的附录A、附录C为资料性附录。本标准的附录B为规范性附录。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业高压直流输电技术标准委员会归口。本标准负责起草单位：国网电力科学研究院。本标准主要起草人：董晓辉、李立涅、曾连生、徐勇、余莉娜。本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二条一号，100761)。DL／TEm=7．42+0．031Ⅱ

高压直流接地极技术导则DL，T437—2012本标准规定了高压直流接地极的名词术语定义，并提出了技术条件、试验项目与方法以及运行维护1范围的一般技术原则。本标准适用于单极和双极运行的高压直流输电系统两端接地极系统，不适用于换流站接地网。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有修改单)均适用于本文件。接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分：常规测量13498高压直流输电术语5224高压直流输电大地返回运行系统设计技术规定475接地装置特性参数测量导则3术语和定义除本章规定的名词术语外，其余均符合国家及行业标准的有关规定。高压直流接地极系统(简称接地极系统)HVDC在高压直流输电系统中，为实现正常运行或故障时以大地或海水作电流回路运行而专门设计和建造的一组装置的总称。它主要由接地极线路、接地极馈流线和接地极组成。直流接地极Dc放置在大地或海中，在直流电路的一点与大地或海水间构成低阻通路，可以通过持续一定时间电流的一组导体及活性回填材料。接地极线路electrode连接换流站中性母线与接地极馈流线的线路。接地极馈流线．earth接地极和接地极线路之间的电气连接线。它可以只含馈电电缆，也可以含架空分支线加馈电电缆。高压直流系统的地电流ground在高压直流系统中，通过大地或海水从一个换流器的端子流向另一个换流器的端子的任一种极性的电流。该电流是一种有意施加的电流，而不是故障电流和泄漏电流。接地极址eleetrode接地极所在地理位置。17949．1GB／TDL／T3．1system3．23．33．4electrode3．5ofHVDC3．6earthHnefeederlinecurrentsite

DL，T437—2012接地极运行时，人站在接地极附近地面触摸由远方接入的接地导体，或人站在远处的地面触摸额定电流rated高压直流系统单极运行输送额定功率时的电流。最大过负荷电流maximum换流阀在最高环境温度下，冷却设备投入运行时可连续输送的最大负荷电流。最大暂态电流maximum当系统发生扰动时，在几秒钟时间内流过接地极的平均最大电流。不平衡电流unbalance双极直流系统运行时两极的电流之差。对于双极对称运行方式，由于触发角和设备参数的差异，有不平衡电流流过，不平衡电流可由系统自动控制在额定电流的1％以内。当双极不对称运行时，流过接地极的电流为两极运行电流之差。接地电阻earthing接地极对大地无穷远处的电阻。跨步电压step当高压直流接地极运行时，人体两脚接触该地面且水平距离为1m的任意两点间的电位差称为跨步电压。接触电势touch当高压直流接地极运行时，在地面上离导电的金属物件等水平距离为1m处，与沿金属物件离地面以上垂直距离为1．8m处两点间的电位差称为接触电势。转移电势transfer由极址接地附近引出的接地导体，所承受的接触电势为转移电势。转移电势的最大值为接地极电位升。4技术条件4．1一般技术准则1直流接地极设计应分别考虑额定电流、最大过负荷电流和最大暂态电流3种工况。4．1．2直流接地极的设计寿命在规定的运行方式下一般应不少于30年。4．1．3直流接地极一般由2个及以上分隔的元件组成。4．1．4为防止高压直流接地极的地电流对换流站的腐蚀和干扰，高压直流输电系统中接地极与换流站间的直线距离宜不小于lOkm，并应保证换流站的接地网与接地极完全分开。4．1．5直流接地极一般有环形、星形、直线形、射线形、栅格形等形状，宜根据极址地形、地质、水文、交通状况等条件，从施工方便、技术经济合理两方面来确定。4．1．6直流接地极埋深应根据本标准中跨步电压的要求，并结合接地极址土壤气候特性、工程开挖以及外力因素等进行综合技术经济比较来确定，一般不小于1．5m。4．1．7接地极设计应考虑地下水位的变化，必要时需装设注水装置。monopolarmode3．83．93103．113．123．1314potential4．13．7currentunderoverloadtransientovercurrentsresistance2

一=√2印(先，一＆)437—2012直流接地极址土壤热导率可用现场测量和现场取样实验室测定两种方法中的一种方法来确定。对于4．2极址选择直流接地极址一般应远离人口稠密的城市和乡镇以及地下有较多公共设施的地区。4_22对预选的接地极址必须进行20kin范围内的地质、水文调查。调查内容至少包括：a)地质结构及各层的厚度。从地面到基岩的深度、基岩的厚度。b)海水冲刷情况、有等高线(陆地电极)或等深线(海洋电极)的预选极址地质详图。c)在调查资料不全时应进行勘测。4．2．3直流接地极设计前要评估接地极对周围环境的影响，为此要调查接地极址周围现有的和规划的输电线路以及重要的设施。对环境影响的评估可参照金属构筑物防止腐蚀的相关标准及法规。4．2．4直流接地极址选择应考虑对周围环境的影响，在预选极址lOkm范围内原则上不宜有地下金属管道、铁道及有效接地的送变电设施。4．2．5直流接地极的极址选择宜通过不少于3个不同方案的技术经济比较来确定。4．3接地极址大地参数确定4．3．1地下水位接地极址的地下水位可以通过水文地质图查得或在现场通过实地探测获得。4．3．2大地电阻率3．2．1接地极址的大地电阻率一般采用在现场实地注入电流测量的方法测得。4．3．2．2现场测量大地电阻率的大地注入电流应为直流电流。4．3．2．3测试方法可以用任何传统的大地电阻率测试方法，例如温纳(Wenner)四极法、席兰伯格(Schlumbcrger-Pahner)法，也可用不等距四极法(见附录A)。4．3．2．4接地极址大地电阻率的测试深度一般不小于2km。4．3．3土壤温度4．3．3．1接地极址区域的土壤温度应调查至少最近两年数据。调查结果应包括最高温度、最低温度和平均温度数值。这个数值可以从气象部门获得，在缺少数据时应进行实地测量。4．3．3．2土壤温度的测量应考虑不同地质条件的测点及不同深度的温度，测量的最小深度应不小于接地极拟埋设的深度。3测量土壤摄氏温度，精确度高于士0．5℃的各种测量装置或温度计均可采用。4．3．4土壤热导率后者，土壤样品获取应考虑接地极址不同位置土壤的典型抽样，土壤取样的最小深度应不小于接地极拟埋设的深度。各类土壤、雪和冰的热导率见附录B表B．1。4．3．5土壤热容率直流接地极址土壤热容率通常在实验室测定。土壤样品获取与4．3．4相同。土壤的热容率见附录B表B．2。在缺少任何测量数值的情况下，可在1．Oxl06～1．5x106(平均1．3x106)J／(m3·℃)的范围内选用。4．4设计标准直流接地极的持续额定电流、最大过负荷电流和暂态电流都由直流输电系统设计确定。4．4．2由于直流输电系统运行条件的变化，接地极的极性可能改变。对于固定极性的接地极设计或两个接地极的极性不具有几乎相等的几率时，应分别考虑腐蚀的程度及材料损耗的不同。4．4．3直流接地极的可靠性应与系统的可靠性一致。4．4．4在均匀土壤的情况下，接地极对远处大地的允许电位升高由接地极址的物理性能，即热导率和电阻率以及允许温升决定，即4．2．144．3．34．4．1(1)DL，T3

R≤R=善‰=7．42+0．0318PsDL，T437—2012E——接地极允许电位升高，v；五——土壤的热导率，W／(m·℃)：p——土壤电阻率，Q·m；酢——接地极址大地晟高温度，℃；最。——设计允许的接地极摄高温度，℃。凡——接地极对无穷远处的接地电阻，Q：‰——接地极l临界接地电阻，Q；圪——接地极允许电位升高，v；厶——额定电流，A。各种形状接地极接地电阻的计算应考虑大地的不均匀因素。五★——地面最大允许跨步电压，V／m；风——表层土壤电阻率，Q·m。式中：设计部门应考虑土壤不均匀的情况。4．4．5接地极温升允许值的确定原则是保证在任何情况下接地极的温度不超过9012。度报警装置时，该温度值可放宽到95"C。4．4．6接地极接地电阻的设计值由下式确定：当接地极设有温7接地极导体表面电流密度一般由材料和防止电渗透来确定，建议将接地极导体表面电流密度控制在合适范围，但海中和水浸电极不受此限。4．4．8陆地接地极在最大暂态电流下，地面最大允许跨步电压应满足下式(本计算式取值见附录c)的要求：一般来讲，按式(3)确定的直流接地极地面最大允许跨步电压是安全的，无需设置接地极围墙。4．4．9接地极在额定电流运行时，水中或陆地直接接地极附近水域中的最大电位梯度不应对水中鱼类的安全产生影响。4．5材料直流接地极材料选择的基本原则是：来源广泛；加工方便；良好的导电性；耐电腐蚀性强；蚀生成物无毒，不污染环境；经济性好；使用寿命长。4．5．2陆地直流接地极的金属导体需用活性材料充填，以减少腐蚀，延长寿命。回填的活性材料一般是焦炭(主要是石油焦炭)。其主要成分的含量如下：炭>95％：硫<1％；挥发物<O．5％。物理特性应符合附录B表B．3的要求。4．5．3直流接地极的材料用量应根据不同电极材料腐蚀不均匀性留有合适的裕度。5试验5．1一般原则5．1．1对高压直流接地极系统进行试验的目的是：a)接地极的各种参数应满足设计标准。b)接地极系统在最大运行电压下可能引起的跨步电压、接触电势和转移电势是否满足导则的要求。了解接地极系统对周围地区公用事业系统(供水、电、气、渔政等)的干扰和影响，必要时进(2)4．4(3)4．5．1c)4

DL，T437—20125．1．3本标准中规定试验项目的时间顺序，在没有特殊说明时可同时或交叉进行。5．1．4为了测试人员、仪器和设备的安全，试验中入地电流宜从小到大，分若干档次进行。2．1接地极系统在正式通电试验前应进行外观检查，确认接地极系统的地面部分及其与接地极线路的5．4．2直流接地极接地电阻测试应采用电流注入法，即电流表一电压表法，不得采用便携式接地电阻测行测量，以校核其是否符合设计要求。5．1．2接地极在系统调试前应完成验收试验。5．1．5在不同入地电流下，重复进行同一试验项目时，应使用同一仪表在相同的位置和方向进行。5．1．6全部测试项目宜在70％～80％和100％额定电流下各进行1次。5．1．7整个试验过程中都要根据接地极址及其附近地中电场的特点，采取措施保护测试人员和在试区内活动人畜的安全。5．2外观检查连接部件完整无缺、装配安装正确、尺寸符合设计要求后方可进行试验。5．2．2清除接地极址及其附近影响正常运行和与测试工作无关的物品，对接地极表面土壤的自然破坏(冲刷或下陷等)在试验前应进行修复。5．2．3检查检测装置和渗水孔，防止堵塞。2．4检查安全标志和防护遮拦，确认完好无损、标志清晰。5．3入地电流5．3．1接地极通电后应测量入地总电流，该项工作应在系统调试的整个过程中进行，以便为其他的各项测试工作提供最基本的参数。5．3．2为确定接地极各段元件的电流分布是否均衡，应进行各段馈电元件的电流分布测量工作。测量宜在试验开始时进行。接地极元件电流分布的均衡度应满足设计要求。5．3．3应使用各种直流电流测量仪器和仪表，例如直流互感器、直流钳形电流表和直流分流器等测量入地电流。直流电流测量仪表的准确度要求为O．5～l级。5．4接地电阻5．4．1直流接地极接地电阻值应符合设计要求。试仪表。3在测量直流接地电阻时，注入大地电流应为直流电流，不得采用交变电流。这种直流电流可以由单独试验用直流电源提供，也可用系统运行时经由接地极流散的不平衡电流或是单极大地回路运行(或试验)时的入地电流。5．4．4在采用试验用直流电源时，辅助电流极与接地极的最小距离应大于接地极任意两点间最大距离的10倍。此时若不是采用接地极线路作为电流引线，则在测量时，接地极馈流线应与接地极线路断开。测试布线应参照电力行业标准DL，r475。5．4．5当采用实际运行中的接地极入地电流测试接地电阻时，对于电压极的布置方向没有限制，电压极与接地极的距离应大于接地极任意两点间最大距离的10倍。5．4．6不应在施工后或雨后立即测量接地电阻。5．4．7试验过程中，在单极大地回路方式运行前后，对接地极的接地电阻至少应重复测量1次，以确定接地极周围土壤在通电后流散的电流性能是否变化。5．5电位分布和电位梯度5．5．1在直流接地极试验中应进行接地极电位分布和电位梯度的测量，以确定接地极运行后对周围环境的影响。5．5．2大地电位分布和电位梯度的测量应在接地极的若干不同方向上进行，测量的范围离接地极中心不少于10kin，并绘出电位分布曲线。5．5．3在测量大地的电位分布和电位梯度时，除在接地极附近的测量可以用试验电源向大地注入电流55．4

DL，T437—20125．5．6测量前应首先确定地中杂散电流电场的干扰信号强度，并在测试中采用措施加以消除。的金属埋设物的土壤电位(相对铜一硫酸铜电极电位)一般在--0．85V～一1．50V之间，这个数值可作为加计算，接地极投入运行后进行实地测量。当流过变压器中性点的直流电流超过允许值时，可采用合适的外，均应在单极大地回路运行方式下进行或者利用双极运行时流入大地的不平衡电流进行测量。5．5．4在接地极导体埋设处的地表面附近，电位梯度的测量间距为lm，在远离接地极而地面电场强度很小的区域，两个测量电极的间距取决于所使用的测量仪表能否测出有效的读数。5．5．5对于重点区域，例如接地极附近人畜常到的地方，测量每个点的电位梯度时要在每个测点相互垂直的两个方向进行，以便根据矢量相加得到该点电位梯度的大小和方向。5．6跨步电压、接触电势和转移电势试验时应测量接地极址附近地面的跨步电压和接触电势，测量应在各个可能的方向进行。测量时要注意接地极附近的以下位置：a)接地极导体正上方地面距接地极导体径向几米处。b)地面不平的低洼与潮湿之处。c)散流不均匀的接地导体、电流密度大的导体上方地面。d)与周围土壤相比，局部土壤电阻率突变的地方。5．6．2试验中需测量各种可能的转移电势，并且采取措施限制接触电势可能对人身造成的危害。5．7温升1试验时要测量接地极及其附近土壤的温升，测量应在通电前和通电后均持续一段时间连续进行。通电前的试验如有条件宜在气温最高的季节进行；通电后的试验应保持入地电流稳定，并持续进行直到测量温度达到稳定为止。5．7．2接地极温度的测试点宜选择在接地极表面或回填焦炭与土壤交界面处，且不应少于5个测试点，测试点应尽可能包括接地极各馈流元件和接地极址各土壤突变点。3接地极附近大地温度的测量点宜沿着不同方向和深度设置，限于现场条件，一般测量深度可以接地极埋深为限。5．7．4测量温度的计量单位为℃，精确度为士0．5℃。5．7．5宜采用合适的温度测量仪表进行地中温度测量。6对周围设施影响的评估与防护当所选择的极址在lOkm范围内不能避开地下金属管道、地下电缆、铁道以及电气设备接地装置等地下金属构件时，应对接地极电流对这些构件产生的腐蚀等不良影响的程度进行评估。未遭腐蚀或干扰以保护后的金属埋设物对土壤电位的控制标准。如评估结果表明接地极电流所产生的地电位升高及其对金属构件的腐蚀会影响这些设施的安全运行，则须考虑搬迁或采取适当的保护措施。6．2直流接地极电流引起的地电位升高，使其周边有效接地的交流电力变压器的中性点有直流电流流过，其数值与变压器所处的位置及其电气参数、系统接线、电网接线等有关，在选择极址时应进行模拟限制措施。6．3交流变压器(包括给电气化铁道的供电变压器和机车牵引变压器)允许通过的直流电流值与其设计、材料、结构及制造工艺有关。制造厂商宣提供相关的技术要求。如制造厂商不能提供技术要求，变压器每相绕组的允许直流电流暂定为：单相变压器为额定电流的0．3％，三相五柱变压器为额定电流的0．5％，三相三柱变压器为额定电流的0．7％。7直流接地极运行维护7．1外观检查陆地接地极投运后要定期进行下列项目的检查巡视和处理，其周期在投运初期为每2个月1次，15．615．76．16

437—2012年后每6个月1次。回填土的沉陷情况。若沉陷过多，应继续回填，以保证接地极元件离地面的高度。但回填土也不得高于附近地面，以免影响雨水在接地极表面土壤的汇聚。1．2检查接地极的砾石渗水处，发现有污泥等杂物堵塞渗水孔时，应及时清除。3检查入地电缆及接头、杆塔基础及安全警告标志等是否完好，发现异常，应及时处理。7．2接地极线路高压直流输电系统投运后，应定期对接地极线路进行维护和检查，维护检查项目及周期与该系统的直流输电线路相同。7．3电流分布运行中对通过接地极线路和各元件馈电电缆的电流宜定期进行实测检查，其周期为不超过6个月1次，周期的长短应根据系统运行方式来确定。7．4接地电阻高压直流接地极宜每年进行接地电阻实测检查1次。7．5开挖7．5．1接地极在设计寿命内每10年，设计寿命外每5年以及接地极每运行设计寿命1／3安时数后可进行一次局部开挖检查，以确定接地极地下部分(馈电元件、连接电缆、接头等)的运行状况。7．5．2在对接地极检测过程中发现异常情况时，可进行开挖检查。7．6温度当接地极在旱季或夏季采用单极大地回路运行期间，需进行温度测量或加装温度报警系统时，温度报警整定值宜设在95℃以内。7．7极址水位对于极址为旱地的接地极，在接地极采用单极大地回路运行期间，必要时需进行观测井水位测量。7．8周围环境与生态影响在有单极大地回路运行的年份，应注意对周围环境与生态影响资料的收集。7．1．171DL，T

群④厂叫n?◆◆俾◆◆◆◆◆7◆◆华j◆??j◆?掣◆7-◆◆-以u437—2012p——大地视在电阻率，Q·m；y——电压极间电位差，v；，——测试的注入大地电流，A；足——由Cl、C2、Pl、P2之间的距离决定的系数，m；‘——分别为电压极Pl与电流极c1、C2，电压极P2与电流极C1、C2之间的距离，m。纠●一‘附录A(资料性附录)测量深层大地电阻率的不等距四极法测量深层大地电阻率的不等距四极法示意图如附图A．1所示。按照DIJT475中推荐方法测出各量后，按式(A．1)计算式中图A．1测量深层大地电阻率的不等距四极法示意图(A．1)／／／／／／fDL，T—8C·P

437—2012附录B(规范性附录)热导率、热容率和焦炭要求表B．1各类土壤、雪和冰的热导率表B2土壤热容率表B．3接地极石油焦炭的物理特性DL，T热导率Ew／(m·℃)]热导率I-W／(m·℃)]物质名称干湿砂黑色耕种土(冰冻)带淤泥及黏土的砂褐色底土(冰冻)细末砂质壤土黄褐色底土(冰冻)粉砂壤土带砂及淤泥的砾石带砂的黏土致密堆积的雪火山土冰(0℃)热容率[×106J／(m3·℃)]土壤名称50％湿饱和度100％湿饱和度黏土腐殖土物理参数数值电阻率(当容重为1．19／cm3时)(Q·m)容重比重(g／cm3)孔隙率(％)45～55热容率[J／(em3·℃)]<00．9～1l>10．27l850．181．130．43190008l_20O．332300108237O88550．42950．2301362221．262133011．003．430．6318779

k=厶(R十2R。)437—2012ETn——地面最大允许跨步电压，Vim；厶——直流电流通过人体时的感知电流，A；Rb——人体直流电阻，Q：凰——一只脚与地面的接触电阻，取3见，Q。瓦=7．42+0．031附录C(资料性附录)地面最大允许跨步电压根据直流电流从人的两脚间通过人体，脚(趾)感到轻微刺痛感觉时的电流值作为人体允许通过的直流电流限值，推荐直流接地极地面最大允许跨步电压由式(C1)确定。式中：根据我国1028例人体样本的试验研究结果，得到我国人体直流电阻值和直流感知电流值的分布。结合我国直流工程实际运行情况，推荐在计算直流接地极地面最大允许跨步电压时，人体电阻和感知电流取值均按小于5％的风险概率考虑，分别取1400Q和5．3mA，一只脚赤脚站在大地上的接触电阻数值上仍按3见考虑，代入式(C．1)中，得到地面最大允许跨步电压计算式(C．2)。(c．1)8p(．)oCDL，T210

目次437—2012前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2规范性引用文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“3术语和定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4技术条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5{式验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-．6对周围设施影响的评估与防护⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7直流接地极运行维护⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯附录A(资料性附录)测量深层大地电阻率的不等距四极法⋯⋯⋯附录B(规范性附录)热导率、热容率和焦炭要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯附录c(资料性附录)地面最大允许跨步电压⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Ⅱ■-．1卫一嗡嗡唱9m1DL，T

高压直流接地极技术导则DL，T437—2012本标准规定了高压直流接地极的名词术语定义，并提出了技术条件、试验项目与方法以及运行维护1范围的一般技术原则。本标准适用于单极和双极运行的高压直流输电系统两端接地极系统，不适用于换流站接地网。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有修改单)均适用于本文件。接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分：常规测量13498高压直流输电术语5224高压直流输电大地返回运行系统设计技术规定475接地装置特性参数测量导则3术语和定义除本章规定的名词术语外，其余均符合国家及行业标准的有关规定。高压直流接地极系统(简称接地极系统)HVDC在高压直流输电系统中，为实现正常运行或故障时以大地或海水作电流回路运行而专门设计和建造的一组装置的总称。它主要由接地极线路、接地极馈流线和接地极组成。直流接地极Dc放置在大地或海中，在直流电路的一点与大地或海水间构成低阻通路，可以通过持续一定时间电流的一组导体及活性回填材料。接地极线路electrode连接换流站中性母线与接地极馈流线的线路。接地极馈流线．earth接地极和接地极线路之间的电气连接线。它可以只含馈电电缆，也可以含架空分支线加馈电电缆。高压直流系统的地电流ground在高压直流系统中，通过大地或海水从一个换流器的端子流向另一个换流器的端子的任一种极性的电流。该电流是一种有意施加的电流，而不是故障电流和泄漏电流。接地极址eleetrode接地极所在地理位置。17949．1GB／TDL／T3．1system3．23．33．4electrode3．5ofHVDC3．6earthHnefeederlinecurrentsite

DL，T437—2012接地极运行时，人站在接地极附近地面触摸由远方接入的接地导体，或人站在远处的地面触摸额定电流rated高压直流系统单极运行输送额定功率时的电流。最大过负荷电流maximum换流阀在最高环境温度下，冷却设备投入运行时可连续输送的最大负荷电流。最大暂态电流maximum当系统发生扰动时，在几秒钟时间内流过接地极的平均最大电流。不平衡电流unbalance双极直流系统运行时两极的电流之差。对于双极对称运行方式，由于触发角和设备参数的差异，有不平衡电流流过，不平衡电流可由系统自动控制在额定电流的1％以内。当双极不对称运行时，流过接地极的电流为两极运行电流之差。接地电阻earthing接地极对大地无穷远处的电阻。跨步电压step当高压直流接地极运行时，人体两脚接触该地面且水平距离为1m的任意两点间的电位差称为跨步电压。接触电势touch当高压直流接地极运行时，在地面上离导电的金属物件等水平距离为1m处，与沿金属物件离地面以上垂直距离为1．8m处两点间的电位差称为接触电势。转移电势transfer由极址接地附近引出的接地导体，所承受的接触电势为转移电势。转移电势的最大值为接地极电位升。4技术条件4．1一般技术准则1直流接地极设计应分别考虑额定电流、最大过负荷电流和最大暂态电流3种工况。4．1．2直流接地极的设计寿命在规定的运行方式下一般应不少于30年。4．1．3直流接地极一般由2个及以上分隔的元件组成。4．1．4为防止高压直流接地极的地电流对换流站的腐蚀和干扰，高压直流输电系统中接地极与换流站间的直线距离宜不小于lOkm，并应保证换流站的接地网与接地极完全分开。4．1．5直流接地极一般有环形、星形、直线形、射线形、栅格形等形状，宜根据极址地形、地质、水文、交通状况等条件，从施工方便、技术经济合理两方面来确定。4．1．6直流接地极埋深应根据本标准中跨步电压的要求，并结合接地极址土壤气候特性、工程开挖以及外力因素等进行综合技术经济比较来确定，一般不小于1．5m。4．1．7接地极设计应考虑地下水位的变化，必要时需装设注水装置。monopolarmode3．83．93103．113．123．1314potential4．13．7currentunderoverloadtransientovercurrentsresistance2

一=√2印(先，一＆)437—2012直流接地极址土壤热导率可用现场测量和现场取样实验室测定两种方法中的一种方法来确定。对于4．2极址选择直流接地极址一般应远离人口稠密的城市和乡镇以及地下有较多公共设施的地区。4_22对预选的接地极址必须进行20kin范围内的地质、水文调查。调查内容至少包括：a)地质结构及各层的厚度。从地面到基岩的深度、基岩的厚度。b)海水冲刷情况、有等高线(陆地电极)或等深线(海洋电极)的预选极址地质详图。c)在调查资料不全时应进行勘测。4．2．3直流接地极设计前要评估接地极对周围环境的影响，为此要调查接地极址周围现有的和规划的输电线路以及重要的设施。对环境影响的评估可参照金属构筑物防止腐蚀的相关标准及法规。4．2．4直流接地极址选择应考虑对周围环境的影响，在预选极址lOkm范围内原则上不宜有地下金属管道、铁道及有效接地的送变电设施。4．2．5直流接地极的极址选择宜通过不少于3个不同方案的技术经济比较来确定。4．3接地极址大地参数确定4．3．1地下水位接地极址的地下水位可以通过水文地质图查得或在现场通过实地探测获得。4．3．2大地电阻率3．2．1接地极址的大地电阻率一般采用在现场实地注入电流测量的方法测得。4．3．2．2现场测量大地电阻率的大地注入电流应为直流电流。4．3．2．3测试方法可以用任何传统的大地电阻率测试方法，例如温纳(Wenner)四极法、席兰伯格(Schlumbcrger-Pahner)法，也可用不等距四极法(见附录A)。4．3．2．4接地极址大地电阻率的测试深度一般不小于2km。4．3．3土壤温度4．3．3．1接地极址区域的土壤温度应调查至少最近两年数据。调查结果应包括最高温度、最低温度和平均温度数值。这个数值可以从气象部门获得，在缺少数据时应进行实地测量。4．3．3．2土壤温度的测量应考虑不同地质条件的测点及不同深度的温度，测量的最小深度应不小于接地极拟埋设的深度。3测量土壤摄氏温度，精确度高于士0．5℃的各种测量装置或温度计均可采用。4．3．4土壤热导率后者，土壤样品获取应考虑接地极址不同位置土壤的典型抽样，土壤取样的最小深度应不小于接地极拟埋设的深度。各类土壤、雪和冰的热导率见附录B表B．1。4．3．5土壤热容率直流接地极址土壤热容率通常在实验室测定。土壤样品获取与4．3．4相同。土壤的热容率见附录B表B．2。在缺少任何测量数值的情况下，可在1．Oxl06～1．5x106(平均1．3x106)J／(m3·℃)的范围内选用。4．4设计标准直流接地极的持续额定电流、最大过负荷电流和暂态电流都由直流输电系统设计确定。4．4．2由于直流输电系统运行条件的变化，接地极的极性可能改变。对于固定极性的接地极设计或两个接地极的极性不具有几乎相等的几率时，应分别考虑腐蚀的程度及材料损耗的不同。4．4．3直流接地极的可靠性应与系统的可靠性一致。4．4．4在均匀土壤的情况下，接地极对远处大地的允许电位升高由接地极址的物理性能，即热导率和电阻率以及允许温升决定，即4．2．144．3．34．4．1(1)DL，T3

R≤R=善‰=7．42+0．0318PsDL，T437—2012E——接地极允许电位升高，v；五——土壤的热导率，W／(m·℃)：p——土壤电阻率，Q·m；酢——接地极址大地晟高温度，℃；最。——设计允许的接地极摄高温度，℃。凡——接地极对无穷远处的接地电阻，Q：‰——接地极l临界接地电阻，Q；圪——接地极允许电位升高，v；厶——额定电流，A。各种形状接地极接地电阻的计算应考虑大地的不均匀因素。五★——地面最大允许跨步电压，V／m；风——表层土壤电阻率，Q·m。式中：设计部门应考虑土壤不均匀的情况。4．4．5接地极温升允许值的确定原则是保证在任何情况下接地极的温度不超过9012。度报警装置时，该温度值可放宽到95"C。4．4．6接地极接地电阻的设计值由下式确定：当接地极设有温7接地极导体表面电流密度一般由材料和防止电渗透来确定，建议将接地极导体表面电流密度控制在合适范围，但海中和水浸电极不受此限。4．4．8陆地接地极在最大暂态电流下，地面最大允许跨步电压应满足下式(本计算式取值见附录c)的要求：一般来讲，按式(3)确定的直流接地极地面最大允许跨步电压是安全的，无需设置接地极围墙。4．4．9接地极在额定电流运行时，水中或陆地直接接地极附近水域中的最大电位梯度不应对水中鱼类的安全产生影响。4．5材料直流接地极材料选择的基本原则是：来源广泛；加工方便；良好的导电性；耐电腐蚀性强；蚀生成物无毒，不污染环境；经济性好；使用寿命长。4．5．2陆地直流接地极的金属导体需用活性材料充填，以减少腐蚀，延长寿命。回填的活性材料一般是焦炭(主要是石油焦炭)。其主要成分的含量如下：炭>95％：硫<1％；挥发物<O．5％。物理特性应符合附录B表B．3的要求。4．5．3直流接地极的材料用量应根据不同电极材料腐蚀不均匀性留有合适的裕度。5试验5．1一般原则