垂直接地极间距规范

1、.垂直接地极间距规范篇一：接地极之间的屏蔽及利用系数摘要：在做人工接地工程中，要考虑接地极之间屏蔽及利用系数，降低接地极之间的屏蔽效应，获得较小接地电阻。关键词：接地极 屏蔽 利用系数在实际接地工程中，接地极往往由多个接地体组成，当电流通过某一接地体向地中流散时，将会受到其他接地体的影响，其结果使得接地体的按地电阻大于组成这一接地极的各接地体接地电阻的并联值，这是由于接地体之间的屏蔽效应所引起的。1接地极间的屏蔽效应如图1所示，当地表面两个相距不远的点接地极同时向地中注入电流源发出的电流线不再像单独一个点接地极时那样，呈辐射状的均匀分布，而是点接地极a，b发出的电流线不能通过垂直于ab连线的中

2、垂面on，中垂面on就像一层屏障不让电流通过，这种现象称为接地极之间的屏蔽效应或电流线的排斥作用。同样，当电流i通过相距较近任意两个或两个以上的其他形状接地极向地中流散时，也会出现上述的屏蔽效应。屏蔽作用的结果，使得每一接地极的接地电阻比各自单独存在时增大，从图中能明显看出，这是由于电流线的排斥作用，每一接地极发出的电流线在地中穿过的截面积减小，所以，其接地电阻增大。并且，接地极之间的距离越近，这种屏蔽效应就越严重，接地电阻增加得越多。图1 两个点接地极之间的屏蔽效应通常屏蔽效应是用接地极之间的互电阻来表示。所谓互电阻是指当接地极a向地中流散单位电流时,在接地极b(认为b无电流流散)上产生的电

3、位。而接地极a或b单独流散单位电流时在接地极a或b自身产生的电位，称为接地极a或b的自电阻。当n个接地极同时向地中流散电流i1，i2?in时，仿照静电方程，可以写出计算各接地极电位u1，u2?un表达式为式中：rii为第i个接地极的自电阻，rij为第i个接地极与第j个接地极的互电阻，i=1,2?n,j=1,2?n。当电流i通过两个相连的接地极流散时，有由于u1=u2=u,i1+i2=i,r12=r21,求解上式得该复合接地极的接地电阻为显然，这个复合接地极的接电阻大于两个接地极接地电阻的并联值。2接地极的利用系数实际工程中的接地装置，往往是由多个接地极组成的复合接地极，如人工接地网，为了降低其

4、接地电阻，常由于水平地网和垂直接地极组成。为了计算接地装置的接地电阻，可以引进利用系数的概念，若接地装置是由水平接地极（可以是水平地网或其他形状的水平接地极）和垂直接地极组成，设水平接地极的接地电阻为r1,垂直接地极的接地电阻为r2,由水平接地极和垂直接地极组成的复合接地极的接地电阻为r，由接地极之间屏蔽效应的利用系数定义为如果已知利用系数，由上式可以很方便地求出复合接地极的接地电阻为因此，确定利用系数是计算复合接地极电阻的关键。若水平接地极是由少数几个简单形状的接地极构成，则可以根据式（1.1）连立求解，计算出整个复合形接地极的接地电阻r，然后由式（1.4）计算出相应各接地极之间的利用系数。

5、但当接地极形状比较复杂，求解式（1.1）会比较困难，就难以计算出该接地装置接地极之间的利用系数，因此，必须借助模拟试验或大型接地参数计算程序的计算，获得复杂接地装置的接地电阻r，才能计算出考虑所有接地极屏蔽效应的利用系数。各种带垂直接地极的复合接地装置的利用系数可以通过表1.1查出。表1.1 有垂直接地极的简单水平接地装置的利用系数注：表中s为垂直接地极间的间距，l为垂直接地极的长度。表1.1中的接地装置简图均为俯视图，“o”表示垂直接地极，“”表示水平接地极（包括地网）。分析表中的数据可以看出，在水平接地极（包括地网）尺寸一定的情况下，利用系数随着垂直接地极长度的增加而减小；当垂直接地极长度

6、一定时，利用系数随着垂直接地极间距增大而增大，而随垂直接地极根数的增加而减小。因此，要获得较大的利用系数，应尽可能保持垂直接地极之间有足够的间距，一般s/l大于或等于1,只有这样，才能降低接地极之间的屏蔽效应，获得较小的接地电阻。篇二：垂直接地极对电气性能的影响摘要：确保高土壤电阻率地区发变电站接地系统的安全性是电力部门关心的问题,将接地系统向纵深方向发展是解决高土壤电阻率地区及城区地网安全性的重要措施。采用数值计算方法分析了垂直接地极对接地系统的接地电阻、接触电压及跨步电压等的影响。分析表明,增设垂直接地极能有效减低接地系统的接地电阻、减小发变电站的接触电压和跨步电压、减小季节因素对地网安全

7、性的影响。但在有限的地网面积范围内布置过多的垂直接地极时,垂直接地极的效果将趋于饱和。分析结果能为电力设计及运行部门提供参考。发变电站良好的接地是电力系统安全运行的根本保证。随着电力系统电压等级的不断提高和系统容量的不断增大,接地故障电流和发变电站接地网的面积也不断增大,生产运行部门对于降低地网接地电阻、接触电压和跨步电压,保障电力系统安全、可靠运行的呼声越来越高。要确保人身和设备的安全,维护电力系统的可靠运行,需要改变仅强调降低接地电阻的传统观念,树立主要考虑地面接触电压和跨步电压所带来的危害这一新概念。在土壤电阻率较低,接地网面积限制相对宽松的地区,降低接地电阻、接触电压及跨步电压并不是特

8、别困难。但是,许多山区或周边环境比较恶劣的变电站所处位置的土壤电阻率比较大;某些建在城市中的变电站接地系统设计则受到面积限制。如何在这些土壤电阻率高、接地网水平扩张裕度有限的地区,使变电站地网设计能够确保设备及人身安全则是许多人都关心的问题。针对工程实际中的具体问题,把设计思路仅仅局限于水平地网显然是不合适的,将接地系统向纵深方向发展是设计的必然思路。实践也证明,增设垂直接地极对于降低地网接地电阻、接触电压和跨步电压是一种行之有效的方法。为了减小水平地网对垂直接地极的屏蔽作用,垂直接地极一般布置在水平地网的外围,与外围接地导体相连。垂直极根数变化对地网接地电阻的影响:其它条件不变,接地系统的接

9、地电阻R随垂直极根数N的增加而降低,当布置的垂直接地极根数达到一定数量时,接地电阻R的减小趋于饱和,其主要原因是垂直接地极间距减小后,相互之间屏蔽作用增强的缘故。另外,垂直极显然对水平网散流有抑制作用。即添加垂直极后接地系统总的接地电阻并不是垂直极与水平网的接地电阻的简单并联,而是存在一个屏蔽系数,垂直极的根数越多,屏蔽系数越大。增设垂直接地极对于降低接触电压和跨步电压具有非常显著的作用,当垂直极为12根时,接触电压就可降低约40%;当垂直极为32根时,接触电压可降低63.49%。而降低接触电压正是电力系统接地安全设计的主要目标之一。增设垂直极对于降低接触电压的原因主要有两点:一是垂直极的引入

10、,降低了地电位升(GPR),而接触电压及跨步电压均与GPR有着直接的关系。二是因为增设垂直极后,大部分故障电流通过垂直极流入大地,相应减少了水平导体的散流量,因此地表面的水平方向电流密度大大减少,造成水平方向电场强度大大降低。例如在垂直极为12根时,水平网流散的电流为25%左右,而垂直极流散的电流大约为75%。而在土壤不均匀,特别是上层土壤电阻率明显大于下层土壤电阻率时,这一趋势更加明显,垂直极中流散的电流可达到总电流的90%。因此在地面上引起的接触电压和跨步电压也会相应有较大幅度的降低垂直极对消除季节因素影响的作用一般情况下,多孔含水岩石的电阻率可由以下经验公式4求得:=0f-mS-n,(1

11、)式中:0为填充于岩石孔隙中水的电阻率;f为孔隙度(孔隙体积与总体积的比值);S为填充了水的孔隙空间与总孔隙空间的比值;约有30%以上的孔隙空间为水填满时,n值接近于2;m值取决于岩石的固化程度或地质年代,对松散的沉积岩m为1.3左右,对良好固结的古生代沉积岩m为1.95左右。由上可以看出岩石的电阻率主要取决于它的含水量和水的电阻率。由于土壤的导电具有离子导电性能,因此其电阻率通常是随着温度的降低而增加。与沙混合的粘土含水量15%时,在0以上电阻率变化较缓,0时电阻率有一突变过程,而温度在0以下时电阻率随温度的下降而急剧上升。随着季节的变化,土壤温度与土壤中的水分含量都将有很大的变化,因此在常

12、规地网设计中,考虑到变电站所处的纬度及周边环境不同,对于接地电阻都要乘一季节系数,视水平接地体埋深不同,取值不同。在水平地网基础上添加长垂直接地极以后,季节变化对于接地电阻的影响明显减小。这主要是因为季节变化影响的土壤范围在地表附近,对于深层几乎没有影响。基于以上考虑,以下面的模拟分析来探讨垂直接地极对于降低季节系数的作用。假设地网面积为150m?50m,网格间距为15m,土壤电阻率2=200.m,水平导体半径r1=0.011m,埋深为0.8m;垂直极长度L=50m,半径r2=0.02m。假设表层由于冬季冰冻作用导致电阻率增加的土壤深度h为1.0m,当其电阻率随季节变化时,接地电阻随季节变化的

13、曲线如图4所示,其中实线是没有垂直接地极时的接地电阻,虚线是增设8根半径为r2=0.025m的垂直极后的接地电阻,没有垂直接地极的接地电阻R1随着上层土壤电阻率的增大而增大。取上层土壤电阻率为50800.m这一常见范围,仅仅表层1m深土壤的电阻率的变化就可以导致接地电阻从0.55增加到0.8,增幅达45%。而当增设8根深度为50m的垂直接地极以后,如上节讨论结果,由于相当一部分故障电流经由垂直极流入大地,因此,接地系统接地电阻受上层土壤电阻率变化的影响将会显著变小。采用半径为0.025m的钢管,接地电阻在同样的土壤电阻率变化情况下,仅从0.5增大到0.575。上面讨论的是下层土壤电阻率固定为2

14、00.m时的情况,当下层电阻率与上层电阻率的比值不同时,情况会有所不同。一个基本的原则是:上层电阻率变化对于整个接地电阻变化的影响取决于水平网与垂直接地极之间的泄漏电流分配情况。当下层电阻率相对较大,泄漏电流分配比例较小,季节系数就较大;反之,季节系数就较小。结论：1)将接地系统向纵深方向发展是提高高土壤电阻率地区及城区地网安全性的重要措施。2)增加垂直接地极能有效地降低发变电站接地系统的接地电阻,但在有限面积的接地网上布置过多的垂直接地极时,降阻效果将趋于饱和。3)增设垂直接地极对于降低接触电压和跨步电压具有非常显著的作用,一是垂直极的引入,降低了地电位升(GPR),而接触及跨步电压均与GP

15、R有着直接的关系。二是因为增设垂直极后,大部分故障电流通过垂直极流入大地,相应减少了水平导体的散流量,因此地表面的水平方向电流密度大大减少,造成水平方向电场强度大大降低。4)垂直接地极能有效减小季节因素对地网安全性能的影响篇三：接地规范电气装置安装工程接地装置施工验收规范（GB 50169-92）2009年03月20日 星期五 21:34第一章 总则第1.0.1条 为保证接地装置安装工程的施工质量、促进工程施工技术水平的提高，确保接地装置安全运行，制定本规范。第1.0.2条 本规范适用于电气装置的接地装置安装工程的施工及验收。第1.0.3条 接地装置的安装应按已批准的设计进行施工。第1.0.4

16、条 采用的器材应符合国家现行技术标准的规定，井应有合格证件。第1.0.5条 施工中的安全技术措施，应符合本规范和现行有关安全技术标准的规定。第1.0.6条 接地装置的安装应配合建筑工程的施工，隐蔽部分必须在覆盖前会同有关单位做好中间检查及验收记录。第1.0.7条 接地装置的施工及验收，除按本规范的规定执行外，尚应符合国家现行的有关标准、规范的规定。第二章 电气装置的接地第一节 一般规定第2.1.l条 电气装置的下列金属部分。均应接地或与PEN线相接：一、电机、变压器、电器、手携式或移动式用电器具等的金属底座和外壳。二、电气设备的传动装置。三、屋内外配电装置的金属或钢筋混凝土构架以及靠近带电部分

17、的金属遮栏和金属门。四、配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的金属框架和底座。五、交、直流电力电缆的接头盒、终端头和膨胀器的金属外壳和电缆的金属护层、可触及的电缆金属保护管和穿线的钢管。六、电缆桥架、支架和井架。七、装有避雷线的电力线路杆塔。八、装在配电线路杆下的电力设备。九、在非沥青地面的居民区内，无避雷线的小接地电流架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔。十、电除尘器的构架。十一、封闭母线的外壳及其他裸露的金属部分。十二、六氟化硫封闭式组合电器和箱式变电站的金属箱体。十三、电热设备的金属外壳。十四、控制电缆的金属护层。第2.1.2条 电气装置的下列金属部分可不接地或不与PEN线相接：

18、一、在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内，交流额定电压为380V及以下或直流额定电压为440V及以下的电气设备的外壳；但当有可能同时触及上述电气设备外壳和已接地的其他物体时，则仍应接地。二、在干燥场所，交流额定电压为127V及以下或直流额定电压为110V及以下的电气设备的外壳（该款系沿用电气安装施工及验收规范GBJ232-82中条文）。三、安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳，以及当发生绝缘损坏时，在支持物上不会引起危险电压的绝缘子的金属底座等。四、安装在已接地金属构架上的设备，如穿墙套管等。五、额定电压为220V及以下的蓄电化室内的金属支架。六、由发

19、电厂、变电所和工业、企业区域内引出的铁路轨道。七、与已接地的机床、机座之间有可靠电气接触的电动机和电器的外壳。第2.1.3条 需要接地的直流系统的接地装置应符合下列要求：一、能与地构成闭合回路且经常流过电流的接地线应沿绝缘垫板敷设，不得与金属管道、建筑物和设备的构件有金属的连接。二、在土壤中含有在电解时能产生腐蚀性物质的地方，不宜敷设按地装置，必要时可采取外引式接地装置或改良土壤的措施。三、直流电力回路专用的中性线和直流两线制正极的接地体、接地线不得与自然接地体有金属连接；当无绝缘隔离装置时，相互间的距离不应小于1m。四、三线制直流回路的中性线宜直接接地。第2.l.4条 按地线不应作其他用途。

20、第二节 接地装置的选择第2.2.1条 交流电气设备的接地可以利用下列自然接地体；一、埋设在地下的金属管道，但不包括有可燃或有爆炸物质的管道。二、金属井管。三、与大地有可靠连接的建筑物的金属结构。四、水工构筑物及其类似的构筑物的金属管、桩。第2.2.2条 交流电气设备的接地线可利用行列接地体接地：一、建筑物的金属结构（梁、柱等）及设计规定的混凝土结构内部的钢筋。二、生产用的起重机的轨道、配电装置的外壳、走廊、平台、电梯竖井、起重机与升降机的构架、运输皮带的钢梁、电除尘器的构架等金属结构。三、配线的钢管。第2.2.3条 接地装置宜采用钢材。接地装置的导体截面应符合热稳定和机械强度的要求，但不应小于

21、表2.2.3所列规格。大中型发电厂、110kV及以上变电所或腐蚀性较强场所的接地装置应采用热镀锌钢材，或适当加大截面。第2.2.4条 低压电气设备地l扯L外露的铜和铝按地线的最小截面应符合表2.2.4的规定。 表2.2.4 低压电气设备地面上外露的铜和铝接地线的最小截面第2.2.5条 在地下不得采用裸铝导体作为接地体或接地线。第2.2.6条 利用化学方法降低土壤电阻率时，采用的降阻剂应符合下列要求；一、材料的选择应符合设计要求。二、使用的材料必须符合国家现行技术标准。并有合格证件。三、严格按照生产厂家使用说明书规定的操作工艺施工。第2.2.7条 不得利用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网以及

22、电缆金属护层作接地线。第三节 接地装置的敷设第2.3.l条 接地体顶面埋设深度应符合设计规定。当无规定时。不宜小于0.6m。角钢及钢管接地体应垂直配置。除接地体外，接地体引出线的垂直部分和接地装置焊接部位应作防腐处理；在作防腐处理前，表面必须除锈并去掉焊接处残留的焊药。第2.3.2条 垂直接地体的间距不宜小于其长度的2倍。水平接地体的问距应符合设计规定。当无设计规定时不宜小于5m。第2.3.3条 接地线应防止发生机械损伤和化学腐蚀。在与公路、铁路或管道等交叉及其他可能使接地处遭受损伤处，均应用管子或角钢等加以保护。接地线在穿过墙壁、楼板和地坪处应加装钢管或其他坚固的保护套，有化学腐蚀的部位还应

23、采取防腐措施。第2.3.4条 接地干线应在不同的两点及以上与接地网相连。自然接地体应在不同的两点及以上与接地干线或接地网相连接。第2.3.5条 每个电气装置的接地应以单独的接地线与接地干线相连接，不得在一个接地线中串接几个需要接地的电气装置。第2.3.6条 接地体敷设完后的土沟其回填土内不应夹有石块和建筑垃圾等；外取的土壤不得有较强的腐蚀性；在回填土时应分层夯实。第2.3.7条 明敷接地线的安装应符合下列要求：一、应便于检查。二、敷设位置不应妨碍设备的拆卸与检修。三、支持件间的距离，在水平直线部分宜为0.51.5m；垂直部分宜为1.53m；转弯部分宜为0.30.5m。四、接地线应按水平或垂直敷

24、设，亦可与建筑物倾斜结构平行敷设；在直线段上，不应有高低起伏及弯曲等情况。五、接地线沿建筑物墙壁水平敷设时，离地面距离宜为250300mm；接地线与建筑物墙壁间的间隙宜为1015mm。六、在接地线跨越建筑物伸缩缝、沉降缝处时，应设置补偿器。补偿器可用接地线本身弯成弧状代替。第2.3.8条 明敷接地线的表面应涂以用15100mm宽度相等的绿色和黄色相间的条纹。在每个导体的全部长度上或只在每个区间或每个可接触到的部位上宜作出标志。当使用胶带时，应使用双色胶带。中性线宜涂淡蓝色标志。第2.3.9条 在接地线引向建筑物的入口处和在检修用临时接地点处，均应刷白色底漆并标以黑色记号，其代号为“”(接地)。

25、第2.3.10条 进行检修时，在断路器室、配电间、母线分段处、发电机引出线等需临时接地的地方，应引入接地干线，并应设有专供连接临时接地线使用的接线板和螺栓。第2.3.11条 当电缆穿过零序电流互感器时，电缆头的接地线应通过零序电流互感器后接地；由电缆头至穿过零序电流互感器的一段电缆金属护层和接地线应对地绝缘。第2.3.12条 直接接地或经消弧线圈接地的变压器、旋转电机的中性点与接地体或接地干线的连接，应采用单独的接地线。第2.3.13条 变电所、配电所的避雷器应用最短的接地线与主接地网连接。第2.3.14条 全封闭组合电器的外壳应按制造厂规定按地；法兰片问应采用跨接线连接，并应保证良好的电气通

26、路。第2.3.15条 高压配电间隔和静止补偿装置的栅栏门铰链处应用软铜线连接，以保持良好接地。 第2.3.16条 高频感应电热装置的屏蔽网、滤波器、电源装置的金属屏蔽外壳，高频回路中外露导体和电气设备的所有屏蔽部分和与其连接的金属管道均应接地，并宜与接地干线连接。 第2.3.17条 接地装置由多个分接地装置部分组成时，应按设计要求设置便于分开的断接卡。自然接地体与人工接地体连接处应有便于分断的断接卡。断接卡应有保护措施。第四节 接地体（线）的连接第2.4.l条 接地体（线）的连接应采用焊接，焊接必须牢固无虚焊。接至电气设备上的接地线，应用镀锌螺栓连接；有色金属接地线不能采用焊接时，可用螺栓连接

27、。螺栓连接处的接触面应按现行国家标准电气装置安装工程母线装置施工及验收规范的规定处理。第2.4.2条 接地体（线）的焊接应采用搭接焊，其搭接长度必须符合下列规定：一、钢为其宽度的2倍（且至少3个棱边焊接）。二、圆钢为其直径的6倍。三、圆钢与扁钢连接时，其长度为圆钢直径的6倍。四、扁纳与钢管、扁钢与角钢焊接时，为了连接可靠，除应在其接触部位两侧进行焊接外。并应焊以由钢带弯成的弧形（或直角形）卡子或直接由钢带本身弯成弧形（或直角形）与钢管（或角钢）焊接。第2.4.3条 利用本规范第2.2.2条所述的各种金属构件、金属管道等作为接地线时，应保证其全长为完好的电气通路。利用串联的金属构件、金属管道作接

28、地线时，应在其串接部位焊接金属跨接线。第五节 避雷针（线、带、网）的接地第2.5.l条 避雷针（线、带、网）的接地除应符合本章上述有关规定外，尚应遵守下列规定：一、避雷针（带）与引下线之间的连接应采用焊接。二、避雷针（带）的引下线及接地装置使用的紧固件均应使用镀锌制品。当采用没有镀锌的地脚螺栓时，应采取防腐措施。三、建筑物L的防雷设施采用多根引下线时，宜在各引下线距地面的1.51.8m处设置断接卡，断接卡应加保护措施。四、装有避雷针的金属筒体，当其厚度不小于4mm时，可作避雷针的引下线。筒体底部应有两处与接地体对称连接。五、独立避雷针及其接地装置与道路或建筑物的出入口等的距离应大于3m。当小于3m时，应采取均压措施或铺设卵石或沥青地面。六、独立避雷针（线）应设置独立的集中接地装置。当有困难时，该接地装置可与接地网连接，但避雷针与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备与主接地网的地下连接点，沿接地体的长度不得小于15m。七、