电力系统接地技术

1、电 力 系 统 接 地 技 术 接地电阻的的概念 均匀土壤中的半球形接地电极的接地电阻 用直接积分法计算 根据接地极电位求取 接地电阻的的概念 按照电流场和静电场的相似性求取 结论： 接地电阻只和土壤电阻率 以及电极的尺寸a 有关在计算接地电阻时接地极视为等位体接地电阻和接地极所用材料无关 接地电阻的的概念 C半球 =2a 地面电位分布 接触电位差（接触电势） 跨步电位差(跨步电势) 人体的安全电流 人体安全电流 (A) 人体安全电压（取人体电阻Rb为1500） Ub = 50在没有高度危险的建筑物中Ub=65 V在有高度危险的建筑物中Ub=36 V在特别危险的建筑物中Ub=12 V 人体的安

2、全电压 (V) （大接地短路电流系统）(V) （小接地短路电流系统） 人体允许的跨步电位差 取 Rb =1500，R0 =3 人体允许的接触电位差 取Rb= 1500，R0 =3 降低 US 和 UT（降低 R 和 IR） 提高土壤表面的电阻率（采用表面铺310cm厚的砾石，或沥青混凝土） 满足人身安全要求采取的措施 对接地电阻的要求 发电厂、变电所的接地装置有效接地和低电阻接地系统 当满足这一条件有困难时，在采取措施保证设备和人身安全后，允许提高到 5不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统 接地装置仅用于高压电气装置 (不应大于10) 接地装置与低压电气装置共用 (不应大于4) 配电变压器的接

3、地装置 (不应大于4) 独立避雷针的接地电阻 10 (当土壤电阻率高时允许放宽到 30) 架空线路杆塔的接地电阻 1030 对接地电阻的要求 有避雷线的线路杆塔的工频接地电阻 对接地电阻的要求 水平接地网 接地电阻的计算 b2 = S 接地电阻的计算 水平接地网接地电阻的估算或 带垂直接地体的地网的接地电阻估算 接地电阻的计算 短半径 a = L长半径 半个扁球体的电容 接地网电阻 结论：大型地网中不需要垂直接地体 接地电阻的计算 单根垂直接地极 l=3 m a=10 mm R=0.32 0.3 在=100 m的土壤中打入一根3m的垂直接地极，R=30 接地电阻的计算 各种水平接地体 或屏蔽系

4、数B和水平接地体的形状系数A 接地电阻的计算 单根水平接地极 l = 60 m d =20 mm h =0.8 m R =0.031 0.03在=1000m的土壤中埋入一根60m长的水平接地极，R=30 接地电阻的计算 水平和垂直接地极的组合 R1为垂直接地极电阻R2为水平接地极电阻 为利用系数(1)序号接地装置简图垂直电极数n利用系数123220.800.85223330.750.80323330.700.75423440.700.75523660.650.70 接地电阻的计算 由垂直电极组成并以水平电极联结的接地装置利用系数 h 接地电阻的计算 杆塔自然接地电阻 R 估计值 注: 单位为

5、m最大跨步电位差出现在地网对角线的外侧 地网上部的地面电位分布 地网上部的地面电位分布 最大接触电位差出现在边角网孔的中心附近 接地电阻的测量 普通电阻测量 接地电阻测量仪 接地电阻的测量 电流极存在时的电位分布 电流极存在时的电位分布 V1不存在电流极时的电位分布V2电流极形成的电位分布V = 0 电流极存在所引起的测量误差 电流 I 自接地极流入地中时 电流 I 自电流极流出时 (所测得的比实际值小，增大DGC可以减小误差 ) 变压器中性点入地电流引起的测量误差 未注入地电流 I 时地网的压降 Vi 注入电流 I 在地网上的压降 V0=IR 电压表读数 注入电流（-I）时地网的压降为（-V

6、0） 电压表读数 测量引线间互感引起的测量误差 常用的布线方法 远离法 电流极和电压极在地网同一侧 电流极和电压极在地网不同侧（无互感影响） 测量误差测量误差 10% 常用的布线方法 补偿法 直线布置夹角布置(互感影响小) 测量注意事项 解开和地网相连的线路的避雷线 要采用四个端子(电流端子C1、C2，电压端子P1、P2)的接线方式四个端子三个端子 不能用接地测量仪所附40m和20m引线来测量大型地网的接地电阻 电源 测量注意事项 消除工频干扰 在地网投运前进行测量 用远大于干扰值的大电流通过接地极 用变频法躲开工频 消除电压极和电流极引线间的互感 电压极和电流极引线反向布设 电压极和电流极引

7、线成夹角布设 消除土壤不均匀的影响 尽可能采用反向布线的远离法 冲击接地电阻 特点： 冲击电流的波头时间为2.6S（等效频率比工频高很多） 冲击电流的值很大，可达数十千安 在冲击作用下接地极各点的电位不相等(接地体不再是等位面) 电压最大值出现的时刻不一定是电流最大值的时刻 Rch并无实际的物理意义 冲击接地电阻 单一的集中接地体（考虑火花放电的作用）（指2.53m长的垂直接地极或长10m以内的水平接地极）强大的冲击电流流入土壤，在土壤中会形成很强的电场当电场强度达到8.5kV/cm左右时，土壤会被击穿，发生火花放电实验表明，当单根水平接地体的电位为1000kV时，火花放电区域 的直径可达70cml 为垂直或水平接地体的长度，m为与接地体形状有关的系数 火花放电的结果使接地极的冲击接地电阻小于工频接地电阻（冲击系数） 冲击接地电阻 冲击接地电阻 伸长接地体（按波过程考虑） x=0 处电流最大，电压最高，随着 x 的增大逐渐减小土壤电阻率愈小，电流和电压衰减愈快当 x 到达某一值 l 后，电流下降到零，l称为接