2016大型接地网状态评估技术导则

提供PDF版本2016大型接地网状态评估技术导则目 次前言 II1 范围. 1规范弓！用文件 1术语和定义. 1评估基本条件. 3评一般原则、项目、流程和周期 3现场试验 4接地网特性参数数值仿真计算. 5判断标准 6评估和结论. 7附录A(规范性附录） 大型接地网状态评估流程. 9附录B(资料性附录） 站址视在十壤电阻率测试 10附录C(资料性附录） 接地网特性参数测试. 12附录D(规范附录） 设附录D(规范附录） 设接弓I下和接网导体热稳性校...……………· 附求F(资料性附录） 大型接地网状态评估. 18附录G(资料性附录） 大型接地网状态评估案例. 大型接地网状态评估技术导则范围本标准规定了入型接地网状态评估的一般原则、方法、项目、流程、判断标准和实施周期。本标准适用千变电站、发电厂、换流站、高抗站、串补站和新能源电站等大朋接地网工频特性的状态评估。本标准的接地网数值仿真方法也适用千大型接地网设计阶段的安全性评估。规范性引用文件下列文件对千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千本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用千本文件。GB/T50065交流电气装置的接地设计规DL/T475接地装置特性参数测械导则DL/T596电力设备预防性试验规程DL/T15322016 地网腐蚀诊断技术导则155—216 腐蚀性评价导则术语和定义下列术语和定义适用千本标准。3.1大型接地网 largegroundinggridllOkV及以上电压等级变电站、装机容星在200MW以上的火电厂和水电厂的接地网以及等效面积m2通常指大短路电流系统的接地网。3.2接地网特性参数 groundinggridcharacteristicparameters3.3大型接地网状态评估 conditionevaluationoflargegroundinggrid通过站址视在土壤电阻率和接地网特性参数现场测试来完成接地网计算模型工程校验，在此尪础上，主要借助数值仿真计算手段，对实际故障短路状态下反映接地网安全忖的接地网特忤参数的现时3.4接地引下线 groundingconductor电力设备应接地的部位与地下接地极之间的金属导体，指接地端子与接地极连接用的金属导电部分，包括垂直和水平部分。3.5接地阻抗 groundimpedance接地网对远方电位零点的阻抗，数值上为接地网与远力电位零点间的电位差，与通过接地网流入DLIT1680—2016地值。本标准均J频接地阻抗。3.6接地网电气完整性 electricintegrityofgroundingconnectton接地网性。实测中以线间直路电阻的力式，地，。3.7接地网电位升高 groundinggridpotentialrise发电厂、变电站接地故障电流经接地网流入大地时，接地网与大地零电位点之间的电位差。3.8接地网电位差 groundinggridpotentialdifferences发屯厂、变电站接地故障时，接地网上不同两点之间存在的电位差。为便丁操作，常考核接地网场区录人电位并。3.9跨步电位差 steppotentialdifference地面上水平距离为I.Om的人体内脚接触地面两点间的电位差。3.10接触电位差 touchpotentialdifference人体两脚站在地面离设备水平卧离为I.Om处乌人手接触设备外壳、构架或墙壁离地面垂直距离1.8m处的曲点间的屯位弟。3.11最大故障短路电流 maximumearthfaultcurrent系统发牛知路故障时，由系统提供的最大故障电流。3.12地线L

groundwireshuntmg时架空避宙［包括普通地线和光纤复合架空地OPGW]和两端接地的护套将向外流出部分故啼电流将导致接地网实际散流的故障电流减少。3.13接地网分流系数 currentdivisionfactorofgroundinggrid通过接地网泄放的故障电流与总故障电流之间的比值。3.14最大入地故障短路电流 maximumgridcurrent系统发生按地短路故停时，由系统提供的最大故停知路电流中，考虑出线架空避雷线（包括普通地线或OPGW)和电缆外护套的分流后，实际经接地网泄放的故障知路电流部分。3.15接地故障电流持续时间 continuoustimeofgroundfaultcurrent接地故陓出现起自罕其终止的令部时间。为严格起见，考虑一级后备保护（主保护失灵）动作的时限。3.16中性点环流 circulatingtransformerneutralcurrent发电厂和变电站发生接地短路故障时，从故障点经过接地网流回主变压器中性点的电流。3.17接地网特性参数数值仿真计算 calculationofgroundinggridcharacteristicparameters2在上频接地故障状态下，考虑变电站地线（架空避雷线和电缆外护套）对故障入地电流的分流2后，计算经接地网实际入地电流所引起的反映接地网安全性的接地网特性参数（主要指接地网电位升高和电位差、地表电位和跨步电位差、接触电位差等）的分布。3.18接地网和接地引下线导体腐蚀诊断检查 diagnostictestofgroundingconductorcorrosion采用选点开挖检查，结合导体取样腐蚀率量化测试，以及菲千电气和理化特性的接地网腐蚀综合诊断新技术，对发电厂和变电站接地网和接地引下线导体腐蚀状况进行诊断检查。3.19接地网导体热稳定性 maximumallowabletemperaturelimit工频故障电流载流而不发生断裂或熔断。评估基本条件资料要求备接地网竣工图纸或最近一次改造或扩建后的接地网图纸。通过现场实测得到一。待评估的厂、站出线和杆塔相关参数，包括：架空出线回路数最、长度和挡距；导线和地线型号；杆塔数量、型式、儿何尺寸和接地电阻；出线电缆长度和型号；对侧变电站的接地阻抗。系统最大接地短路电流通常取最大单相景规划系统最大运行方式计算得到新建变电站则山设计部门提供（考虑远景规划）。试验条件要求围绕接地网状态评估所开展的站址视在土壤电阻率和接地网特性参数现场试验，应在土壤干燥状态下进行。接地网状态评估数值仿真计算要求采用的接地网专业计算分析软件应满足下列要求：a) ，包含土壤电阻率分析等基本功能单元；b) 具备建立多层土壤分层模型功能，能反演得到士壤分层数、各层的电阻率和厚度；，；接地网数值计算采用矩量法、边界元法、有限元法等，通过叠位升，从而求得接地网的接地阻抗、地表电位分布、接触电位差和跨步电位茬等。评估一般原则、项目、流程和周期一般原则应依据现场试验和仿真计算，得到站址土壤结构状况、接地阻抗、接地故障时接地网分流、接地网电位升高和电位差、跨步电伈差和接触电位养的分布，结合接地网完整件、接地网和接地引下线导休腐蚀状况和热稳定校验结果，比对评估标准，得到反映整个接地网状态的各指标状况，对接地网进，指出存在的安全隐患，有针对忤地提出整改意见，并对算，方案理论指导。大型接地网状态评估项目大型接地网状态评估项R包括：站址视I；按地网特性参数测试；接地网特性参数数值仿真计算；接地网电气完整性测试；接地网和接地引下线导体腐蚀查；接地网和接地引下线导体热稳定校验。大型接地网状态评估基本流程大型接地网状态评估基本流程见附录A中图A.I.分为资料准备、现场实测、数值仿真计算、状态评估和整改建议等步骤。大型接地网状态评估周期应根据接地网运行年限、运行悄况及运行单位的运行经验确定大型接地网状态评估周期。及以上变电站和200MW以上的如接地网评估周期不宜超过IO年，其他接地网根据其重要性和运行状态而定，当缩短评估周期：a) 高；b) 接地网（尤其是外扩接地网）遭到局部破坏；导体腐蚀严重；运行中发牛与接地网有关的设备故障；怀疑接地网什雷击l态下性能不满足要求；接地网整体改造前后。现场试验站址视在土壤电阻率测试可采用四极推荐采用温纳Wenner)a,得到一组视在土壤电阻率数据。站划土壤分成表（浅）层、中层和深层与此对应，月实测宜分为长距、中距和知距测试3个步骤，至少7个点最大极间距离amax不宜小千接地网尺寸（取最大等效对角线。为避免接地网导体及延 长线对电位测量的影响，不应在变电站内或杆塔附近进行割试。现场作业按照DL/T475定注意事项见附B。接地网特性参数测试总体要求4接地网特性参数测试现场作业按照DL/T475的要求，其操作步骤和汴意事项见附录C。4接地阻抗测试针对现场情况和地形地貌，选择和制订合理的试验方案，并尽量减小引线间互感的影响。地线分流测试测量架空地线和电缆外护套对测试电流的分流，同时测量各分流向量与测试电流向量之间的相角差，以便对各分流进行向量求和，得到实际通过接地网散流的测试电流向量，进而修正接地阻抗测试结果。跨步电位差和接触电位差测试跨步电位差和接触电位差测试应符合下列要求：在接地网边缘附近、站内人员活动频繁区域和大门等重点区域测试跨步电位差；b) 在各个电压等级设备场区，选择5个 10个有代表性的观点，重点在靠近围墙场区边缘人员常接触的设备处测量接触电位差。接地网电气完整性测试按照DL/T475的要求，以测量直流回路电阻的方式进行接地网电气完整性测试。接地网和接地引下线导体腐蚀诊断检查按照DL/T596性的多个点进行开挖检查，。宜DL/T1532DL/T1554的规定基千电气和土壤理化特性的接地网腐蚀综合诊断新技术，以提高接地网腐蚀诊断的效果。接地网导体热稳定校核根据接地网和接地引下线导体腐蚀诊断结果，素，进其中短路等效fe取8.3。新建或需进行接地网改造的变电站故障应选择站内断路器最大开断短路电流。具体步骤和注意事项见附录。接地网特性参数数值仿真计算基本流程基于接地分析软件的大型接地网特性参数数值仿真计算EEl,包括：) 站址土壤结构分析；) 接地网拓扑结构输入和接地网模拟；c) 接地网参数仿真计算模型的准确性校验；d) 地线分流和经接地网最大入地故障短路算；e) 工频接地故障时接地网电位分布计算得到接地短差接触布。其数值仿真计算步骤和注意事项参见附E。站址土壤结构分析基于实测得到一在土壤电阻率基础数据，采用，反演得到站5址等效分层上壤结构模型。根据站址I壤实际情况选择水平分层、垂直分层、复合结构或分块模型。接地网拓扑结构输入和模拟依据接地网的竣工图纸，利用接地分析软件输入接地网导体参数，对接地深井、缓释型离子接地装宵、接地模块或深井爆破致裂加丿卜力灌注降阻剂等降阻措施进行合理等效，建立接地网拓扑结构。接地网参数仿真计算模型的准确性校验利用接地网拓扑结构模犁和＿壤分层结构模印入接地阻抗实测时二维布线路径站出线和外护套两端接地的电缆线路二维路径，输入实测时测试电流值，计算接地网相对电位极的电位升高。比较电位极的电位升高计算值与实测值的差别，如果两者偏差在20%以内，说明站址土壤结构、接地网和出线的拓扑结构模型准确性满足接地网参数仿真。如果上还偏20%,应检查并确认接地网图纸为竣丁图或后期扩建（改造）的最新图纸，在确保接地网拓扑结构图的准确性基础上微j直李上述偏养满足要求。考虑现场实测存在众多的干扰因索宜取模拟计算值作为接地网状态评估的接地阻抗值。接地网分流和经接地网最大入地故障短路电流计算基千变电站或发电厂单相接地故障短路电流、线路参数和对侧变电站接地阻抗等参数，考虑接地运行变压器引起环流的因素，对故障电流的分j进行计算，求出出线地线（架空地线和双端接地的电缆外护套）对故障电流的分流和变压器中性点环流，纾过相最求和处理后，得到不同电压等级设备场区发牛接地故障时接地网的实际入地故障电流。工频接地故障时电位分布计算基千站川土壤分层结构模迎、接地网拓扑结构和接地网入地短路电流，对变电站不同等级设备场区内典型观测点（尤其是靠近接地网边缘区域，以及变压器各侧发牛接地故障时，接地网电位升高、场地表电位、跨步电位差和接触电位差的分布进行计算。宜取场区最人电位差作为接地网电位差。跨步电位差分布应关注接地网边缘和接地网延长线、接地斜井等区域的计算结果。接触电位差分布应关注距离围墙接地网边3m~5m的站内设备场区的计算结果。对于采用扩网方式的降阻措施，考虑外扩接地网被破坏的情形，基于上频接地故障时接地网电位分布计算对接地网安全性状态进行预测。判断标准接地阻抗接地阻抗水平应在兼顾技术经济性的前提下尽可能低，以取得较高的安全裕度，并应符合下列要求：a) 有效接地系统接地网的接地阻抗Z应符合Z 的要求Ug为第7.5中计算的经接地网最大入地故障短路电流，或者接地网电位升高(R)g2000(V)。如不符合上式要求接地阻抗值可通过技术经济比较适当地增大4.3.3规定的6前提卜，地电位升高可提高至5000V。6不超过新建或改造接地网的接地阻抗设计值。接地网电位升高和场区电位差8.2.1一次设备耐受8.2.1一次设备耐受接地故障状态下，接地网导体电位升高导致的lOkV及以下无间隙金属氧化物避雷器两端非周期分量电位差，不应超过其短时过电压耐受能力。考虑二次电缆和二次设备的绝缘耐受，接地网电位升高宜低千2000V,最高不应超过5000V;接地网电位差宜低千1000V。电力电缆外护套过电压保护器耐受接地故障状态下，电力电缆护层过电压保护器两端电位差应低于其额定电压。跨步电位差和接触电位差触电位差不应超过由GBIT50065计算得到的跨步电位差和接触电位差安全限值，其中，接地故障持续时间一级后备保护（主保护失灵）动作的时限，及0.35s,330kV取0.5s,220kV系宜取。接地网电气完整性参照DL/T475的要求。接地网和接地引下线导体腐蚀状况参照DL/T596、DL/T1532和DL/T1554的要求。接地网和接地引下线导体热稳定根据接地网和接地引下线导体腐蚀诊断结果，考虑导体腐蚀的因素，接地网和设备接地引下线导体截面应满足GB/T50065—2011中附录E的热稳定校验要求。评估和结论9.19.1 接地阻抗评估当前接地网接地阻抗值是否满足设计和运行要求。接地阻抗除了满足第8.1的要求外，与交接验收测试值比较不应有明显增大，接地网电位升高和场区电位差评估接地故障状态下，接地网电位升高水平和接地网电位差能否满足lOkV及以下无间隙金属氧化物避雷器、对存在安全隐患者，结合仿真计算提出合理的降阻或均压等整改措施。7提出完善。7跨步电位差和接触电位差评估接地故障状态下，是否存在部分区域跨步电位差和变电站内设备场区接触电位差超标或偏高的风险，对存在安全隐患者，通过仿真计算提出局部加密水平接地网的措施。接地网电气完整性设备接地引下线与接地网连接情况和接地网电气完整性测试结果应满足要求。接地网和接地引下线导体腐蚀状况综合接地网和接地引下线导体腐蚀性开挖和取样，以及腐蚀性诊断结果，评估接地网和接地引下线导体腐蚀性指标是否满足全寿命周期内的运行要求。接地网和接地引下线导体热稳定考虑导体腐蚀的因素，评估接地网和设备接地引下线导体截面是否满足最大接地故障方式下的热稳定要求，以及剩余寿命的校核。综合结论和建议根据以上评价结果，给出接地网状态综合评估结论，对存在的缺陷，提出整改建议，并对整改设计方案进行仿真计算校核，应包括：在目前的系统运行条件下，接地网状态能否基本满足站区发生单相接地短路故障时设备和人员的安全运行要求。合理的前提下，实施降阻改造，提出接地网降阻目标值，并通过仿真计算推荐科学的降阻对接地网电位升高和场区电位差不满足要求者，提出合理的降阻或均压等整改措施。对防接地网高电位引外措施不完善者，提出合理的隔离措施。对存在跨步电位差和接触电位差超标或偏高的区域，提出局部加密水平接地网或接触电位差风险防范方案。设备接地引下线与接地网连接情况和接地网电气完整性不满足要求的部分，提出局部补强或大修改造方案。对接地网或接地引下线导体腐蚀状况较严重的情形，提出加强跟踪检查的建议；对腐蚀严重者，提出大修方案。大型接地网状态评估注意事项8大型接地网状态评估案例8

（规范性附录）大型接地网状态评估流程99二次系统接地布置建议降阻方式选择A.1 大型接地网状态评估流程图DLIT1680-2016附 录B（资料性附录）站址视在土壤电阻率测试测试方法四极

法，是测量分层结构土壤电阻率最常用的方法，B.1为其原理图，被测场地深度a处的视在土壤电阻率可通过下式得出：p=2兀aUII

B.1)式中：p—一，nma 测量电极间距，m;I 电流回路电流，A。

厂�lB.1 温纳法测量土壤电阻率原理图若采用接地电阻测试仪，则得到被测场地深度a处的视在土壤电阻率：p=2兀aR

(B.2)式中：R g测试要求amax不宜小千接地网尺寸（取最大等效对角线）。当布线窄间路径有限时，amax司酌情减少，｛2/3对千llOkV变电站，amax要求达到150m~200m,220kV变电站应达到250m~300m,500kV变电站则amax取400m~,amax甚至取更大值。00k变电站为例，B.l。50m以上极间距离的视在土壤电阻率，反映深层土壤的土壤状况，一般在站3个点。中距测试通过测量50m及以内极间距离的视在土壤电阻率，反映中层和浅层土壤的土壤状况，至少测量3短距测试通过测卅5m及以内极间距离的视在L壤电阻率，主要反映表层和浅层壤的状况。－般在站内窄刑场地或闱墙边测试，汁意避免接地网对测试结果的影响。涉及跨步电位差和接触电位差安全限值计算的表层土壤电阻率测试，应在站内选择不同场地的通常采用接地电阻测试仪进行测量，但长间距测试应注意电位线与电流线之间的互感耦合影IOab的10，即?b。在土壤电阻率时，应选择尺寸较小的电极，如探针型电极。为了确保测试准确性，电极间距应精确测量，短距测试时，建议采用卷尺确定电极位置；而中距和长距测试时，应以测麟点为基准点，采用GPS定位。长距和中距测试时，应避免与金属管道平行，尽量减小地下金属管道的影响。采用交变直流测试时，应注意电流线和两侧电流极的安个问题，需要沿途安排人员看守。电位线对地应有良好的绝缘，沿线不能存在高阻接地点，应避免在雨中或雨后地未全干时布线测试，布线时应避免浸泡入水中。表B.1 站址视在土壤电阻率测试结果极间距am电流极间注入电流ImA电位极间电位差UmV视在土壤电阻率pn•m500400长距测试30020010050中距测试2010532短距测试10.50.211DL/T1680—-2016附 录 C（资料性附录）接地网特性参数测试接地网接地阻抗和地线分流测试确定接地网的尺寸通过接地网竣］设计图，掌握扩网、接地网延长线和斜井等情况，计算合理的接地网尺寸。对千斜井和射线等广义扩网情形，应在保证原则性的前提下，根据现场实际地形情况灵活地选取接地网对角线长度，拧制因对角线长度取得过知所带来的测韬误差。现场踏勘，确定测试方案针对现场情况和地形地貌，按照DL/T475选择和制订合理的试验方案，首选远离夹角法，推荐反向／去，以克服土壤不均匀性的影响。应采用GPS定位，确定电位极和电流极与放线同侧接地网边缘的自线许离，以及电位线与电流线之间的夹角。尽晕选抒车辆能通行的路径，以便－」电位线和电流线的布放。如果补偿法测试结果异常，或者接地阻抗测试结果超过要求值，应选择更为准确的远离夹角法（或反向法）重新布线测试。确定电位极和电流极位置即电流线和电位线布放优先推荐异频（类工频）小电流法测试。测试电流应选择在0A上，为积25m2的特制编织铜、lmin。大电流法测试无法实现地线分流测试。如果电位线和电流线不得小月行一段路程时，应注意两线尽量拉开距离，如分别布放在道路两侧，最好相距10m以上，尽哥减小引线间互感的影响。位线接头浸泡在水中或电伈线沿途地湿等，避免雨中或雨后地末十的情况下布线测试。电流线和电位线布放完毕后，为安伞起见，沿途应每隔一段设专人看护；电流极作为高风险源，应留专人看护，试验期间严禁人育接近电流极。电压回路和电流回路调试满足测试屯流的婓求，否则面婓对电流极进行降阻处押。12DL/DL/T0DLDL/T1680-2016加压电流回路和电压回路调试好后，应用接地电阻测试仪进行粗测，了解待测接地网接地阻抗水平。完成测试系统安装调试后，施加测试电流试验，尽可能缩短加压时间，控制安全风险。的修正系数，对接地阻抗测试结果进行修正。分流测试及处理接地阻抗测试完毕后，对千运行变电站和线路架设进变电站的基建变电站，进行架空地线和电缆外护套的分流测试。应测量各分流向量与测试电流向量之间的相角差，以测试电流为基准向量，对各分流向量进行求和，得到实际通过接地网散流的入地电流。跨步电位差和接触电位差测试在接地网边缘附近、站内人员活动频繁区域和大门等所关心的重点区域测试跨步电位差；在各个电压等级设备场区，选择5个,..__,10个有代表性的观测点，重点在靠近围墙场区边缘的人员常接触的DL/475的规定。电流极与接地网边缘直线距离应选择4倍,-.._,5倍接地网最大对角线长度，可选择工频或异频（类工频）法进行测试，建议通过加大测试系统容量和提高输出电压等途径，增大异频电流（宜达到30A以上），解决异频法测试信号响应偏弱的问题。应按照DL/T对跨步电位差和接触电位差测量值按实际短路电流水平进行换算，得到实际短路状态下的跨步电位差和接触电位差。13附 录 D（规范性附录）设备接地引下线和接地网导体热稳定性校核（线）新建变电站和需进行接地网改造的变电站，故障电流原则上应选择变电站远景接线情况下15~2，站当系统远景不是十分明确时，(D.l)的要求。式中：Sg—接地线的最小截面，mm气

IS产上石C

(D.1)lg一一流过接地线的短路电流稳定值，A,根据系统5年~10年发展规划，按系统最大运行方式确定；le,一以取0.35s, 330k取0.5, 220k和llOk系7sC一接地线材料的热稳定系数根性能及最高允许温度和短路前接地线的初始材料取70,铜质材料取21。热稳定校验应分别按地上接地导体和地下导体两个部分进行。根据热稳定条件，未考虑腐蚀时，接地网接地体和接地极的最小截面不宜小千连接至接地网的接地导体（线）截面的75%。该接地体的有效截面进行接地体的热稳定校验。有效截面指已处理过腐蚀表面的接地体的截面。14附 录 E（资料性附录）接地网特性参数数值仿真计算接地网特性参数数值仿真计算基本流程.站址土壤结构分析型接地网，选择4层即可满足工程上的误差要求，同时耗时合理。对千更为复杂的土壤结构，选择半球－多层、圆柱－水平、圆柱－垂直以及任意不同成分的复合结构土壤模型等，输入时需要对边界进行界定并输入边界数据。虑水平和垂直复合结构土壤模型、考虑海岸大陆架倾角土壤模型，以及高台土壤模型的沿海丘陵地区典型土壤模型的智能反演。复合结构土壤模型，可以任意设置土壤分块个数，通过定义各小分块土壤电阻率，编辑混合土壤结接地网拓扑结构的模拟接地网计算模型的校验站出线和外护套两端接地的电缆线路二维路径，计算接地阻抗实测电流下的接地网相位电位极的电位升高。比较接地网相对电位极的电位升高计算值与接地阻抗测鼠时的实测值，如果两者偏差在20%以内，则接地网计算模型准确性满足接地网参数仿真计算的要求；否则，通过微调站址土壤结构直至上述偏差满足要求。地线分流和经接地网入地故障电流的数值仿真计算基千发电厂、变电站单相接地故障短路电流、线路参数和对侧变电站接地阻抗等参数，采用接15DLDL/T1680-2016DLDL/T1680-2016接地网特性参数测星现场布线和出线结构I出线网络拓扑结构�接地网特性参数数值计算地网导体电位分布E.1 接地网特性参数仿真计算基本流程Y一满足要求；N—不满足要求CD16基建设计无法给出各进线实际提供的短路电流和主变压器环流可不考虑主变压器环对各进出线提供的短路电流做简易处理，将总故障电流平均分配到各出线，计算地线分流。llkV力电缆外护套一无需考虑对故障电流的分流。35kV及以下电力电缆通常为外护套两端接地，由于数量众多，电缆外护套的总分流将占较大比例。工频接地故障短路时接地网特性参数的数值仿真计算导体电位升高和网内电位差主要考核对一次、。跨步电位差和接触电位差主要考核接地故障期间对人身和站外接地网边缘牲畜的影响，需要定体的接地网，考虑到计算时间的因素，观测面应少含延长线接地体2m~3m的范围。4个~5布，为简化计算，可考虑靠近边角区域的2个~3个点，以反映最严重的情形。）。选择合理的土壤模型层数，在接地网特性参数仿真精确度要求与计算耗时之间取得平衡；对于超大型接地网、采用大面积水平外扩接地网或采用多根延长线接地体的接地网，选择3层~4层即可至少层的土壤结构，以保证计算结果准确性。通过电缆出线处接地网电位升高和电缆终端或第一个交叉互联处地表电位升高，计算得到电缆外护套保护器两端的电位差。读取整个接地网场区跨步电位差计算结果，得到跨步电位差分布。读取可能发生接地短路的距离围墙一定距离C3m~5m)触电位差分布。对千采用扩网方式的降阻措施，进行外扩接地网被破坏后接地网特性参数计算，对接地网安全性状态进行预测。17附 录 F（资料性附录）大型接地网状态评估大型接地网状态评估内容及汁意事项如卜：发生接地短路故障时，接地网电位升高应低于2000V,不宜高f-5000V;网内最大电位差宜低千1000V。起lOkV及以下电压等级无间隙金属氧化物避雷（）范围的跨步电位差，重点关注接地网边缘、大门、围墙边等区域，是否满足人员安全要求，确比对计算得到接触电位差安全限值，校核距离围墙边一距离(3~m的实际设备场区接基千核算的当前或将来系统最入短路电流水平，对按地引下线和接地网导体截面进行热稳定校核，应结合接地网开挖检查，对接地体的腐蚀秤度进行校正。在内设备和人员的安全要求，存在何种风险。较基础上，在征地红)提出整改措施。（主要考虑靠近接地网边缘部分）加密网格、地表高阻隔离（如铺设砾心层或喷涂高阻层）等诸多丁段中，选择技术经济合理的整改措施，并进行计算校核，以指导整改设计。对丁低L壤电阻率和低接地阻抗水平的发电厂或变电站，注意高短路电流可能带来接地网电完善化处理。18（资料性附录）大型接地网状态评估案例G.1 基本情况和接地网拓扑结构的模拟某500kV变电站已运行近10年，有4台容量各为IOOOMVA的500kV主变压器，共有3回500kV712回220kV11山坡平整而成，站址土壤条件较差。变电站敷设了由¢22热锁锌圆钢构成的以水平接地体为主的接地网，接地网,;共打10个30m深并使用lt降阻剂和电解离子接地极，主接地网尺寸为230mX196m,接地网拓扑结构如图G.接地阻抗设计值为。和220kV分别为35.72A和22.05kA。'�'�图.1 SOOkV变电站接地网拓扑结构示图G.2 站址土壤分层结构模型的建立3。l(E6)恲匡于拦志通过现场视在土壤电阻率测试和模拟计算，反演得到图G.2的土壤结构模型，可分3。l(E6)恲匡于拦志．．10．．10-2 10-1 JOO 101 102 JOJ平均内电极间距(m)图G.2 SOOkV变电站站址土壤分层结构计算模型G.3 接地网计算模型准确性校验在出线构架上带着500kV、220kV避雷线和OPGW光纤地线的运行状态下，采用施加6.0A类工1.344V,接地阻抗值为20,、220kV架空OPGW光纤地线的实测分流系数为7252%,0.815100基千接地网拓扑结构模型、出线线路和杆塔布置、实测过程的电流极和电位极布置，以及土壤分层结构模型，注入6.0A类工频电流时，接地网与电位极的电位差为1.383V,地线总分流系数为68.27%,接地网计算模型满足接地网特性参数仿真计算准确性要求。，取基千土壤水平oss9n作为变电站接地网的接地阻抗值。G.4 考虑变压器环流的接地网入地短路电流计算根据核算的变电站500kV和220kV母线单相接地短路电流水平，以及变电站站址土壤结构和出线结构，计算得到架空地线分流系数（模）大致为75%的水平。500kV开关区单相接地故障时，故障点入地电流9.542乙73.255kA,压器中性点入地电流1.312乙-51.173;5.617乙59.117°,主变压器中地电流10.931乙66.969kA;主变压器区域500kV侧单相接地短路电流8.867乙66.246kA;侧16.513乙66°k。G.5 工频接地故陓时接地网导体电位分布计算网导体电位升高(GPR)无论是500kV区域、220kV区域还是主变压器区入220kV场14.6kV上，500kV场地和主变压器高压侧发生单相接地故障时则将近8kV,变电站接地网高电位外引对变电站外的人员和设备造成相当大的威胁；同时必须校核变电站内lOkV无间隙金属氧化物避雷器是否能耐受接地网的电。lOkV及以下避雷器是其中过电压耐受能力最薄弱的设备，接地网导体电位升高过高有可能引起避雷器动作甚至动作后不能承受被赋予的能量（超过避雷器通流能力）而发生热崩溃，对一次设备影响主要考核变电站发生在最严重的情况下，lOk及按式(G.1计算式中：

zw�gf-1.81

.)Ugr——lOkV及以下阀型避雷器工频放电电压下限值或无间隙金属氧化物避雷器ls工频耐受电压，kV 3UxgekV,对千lOkV避山器，取10/✓kV20]-计算用的入地短路电流，kA。型的lOkV无间隙金属氧化物避雷器为例，额定16.SkV,量为2ms、18s时避雷器短时1.1,216.SX✓l.14(kV)。形，的接地网工频电位升高稳态值为:非周期分量叠加在交流分量上引起的地电位升高冲击峰值UiDe仄为冲击系，取,maxUi+0/✓, maxlOV压耐受能力比较，以校核变电站发生单相接地故障时，在最严重的情况下，接地网导体电位升高是否存在可能导致避雷器发生热崩溃而爆炸的风险。变电站站用变压器内有组保护lOkV0号站用变压器用（型号YHSWZ-16.5/45,额定16.SkV,持续运行电压13.6kV,直流lmA参考电压24kV,通流容量为ms、00方波不小千次），安OV。取接地短路电流持续0.5s时避雷器短时耐受系数为1.1,该组避雷器所能承受的短时过电压为：25✓1.124(kV。，当220kV1014.465kV上引起的地电位升高冲击峰值为：52.55(冲击系数）36.886,此时避雷器相和地两端承受的短时过电：36.6+10/✓42.659(kV),超过lOkV金属氧化物避雷器的短时过电压耐受能力，可能导致避雷器发生热崩溃而爆炸。当场地9个点和4考虑接地网导体电位升高的最大值7.949kV,按上述核算的避雷器相和地两端承受的短时过电压为25.664kV由此可见，在220kV场地和4台主变压器中压侧发生单相接地故障时，在最严重的情况下，接地网导体电位升高存在引起变。另一方面，,以下，对二次设备或二次回路绝缘不会造成威胁，二次设备或二次回路绝缘。跨步电位差分布计算变电整场区的地表电位分布和跨步电位差分布分别如图和G.4所示。500kV地和主变压器高压侧发生单相接地故障时，包括围墙周围的接地网边缘区域的整个接地统场地的跨步电位差最高值为367.44V, 低场区跨步电位差安全限值sC530.66V)。220kV场地和主变压器中压侧发生单相接地故障时，