【正文】 們認(rèn)為： (1)費(fèi)用對變電站地初期投資有所增加，但增加幅度不大。垂直超深度鋼鍍銅接地棒費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性 。只有適當(dāng)?shù)剡x取裝設(shè)垂直超深度鋼鍍銅接地棒的根數(shù)和深度才能使其經(jīng)濟(jì)合理。 13 裝設(shè)的垂直超深度鋼鍍銅接地棒的根數(shù)越多，其利用率就會下降；裝設(shè)的根數(shù)太少，又達(dá)不到降阻要求。其降阻的作用絕不能單純看作是多根垂直超深度鋼鍍銅接地棒接地電阻的簡單并聯(lián)，它與垂直超深度鋼鍍銅接地棒接地的深度及布點(diǎn)的位置和根數(shù)有著密切聯(lián)系，若設(shè)計不當(dāng)，其降阻的效果并不明顯，這是由于增設(shè)的垂直超深度鋼鍍銅接地棒的降阻的作用被水平接 地網(wǎng)和垂直超深度鋼鍍銅接地棒相互屏蔽抵消的緣故。 在水平基礎(chǔ)上把多根垂直超深度鋼鍍銅接地棒打入地下并與水平接地網(wǎng)連接起來就形成三維立體接地網(wǎng)。后不會出現(xiàn)裂縫和剝落。 優(yōu)劣 垂直超深鋼鍍銅接地棒是三維立體接地網(wǎng)降阻和快速向大地深處泄流的關(guān)鍵，其產(chǎn)品的優(yōu)劣直接影響到變電站接地網(wǎng)的質(zhì)量。采用垂直超深度鋼鍍銅接地棒傳統(tǒng)的水平接地網(wǎng)相聯(lián)組成的三維立體接地網(wǎng)，確實(shí)起到了降低接地網(wǎng)的接地電阻值并使其滿足R≤20xx／ IΩ 標(biāo)準(zhǔn)要求。m，按傳統(tǒng)水平接地網(wǎng)設(shè)計和按三維立體接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計后的這 4 個站接 地電阻值的計算數(shù)據(jù)。通過計算垂直超深度鋼鍍銅接地棒的入地深度并運(yùn)用合理的布點(diǎn)位置及根數(shù)，首次使這 4 個 220kV 變電站接地網(wǎng)的接地電阻計算值達(dá)到 R≤0． 04Ω，發(fā)生接地故障時，接地裝置的標(biāo)準(zhǔn)電位為 Ug=20xxV，完全符合上海電網(wǎng)若干技術(shù)原則規(guī)定及電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (DL／ T621—1997)《交流電氣裝置的接地》的要求。在總結(jié)多年設(shè)計經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 20xx 年我們對福州地區(qū)的 220kV、南門、紅山、浦建 4個變電站的接地系統(tǒng)應(yīng)用三維立體接地網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。m 時，則 220kV 變電站接地網(wǎng)的接地電阻標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為 R≤20xx／I=20xx／ 50 x103=0． 04Ω， 110kV 變電站接地網(wǎng)的接地電阻標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為 R≤20xx／I=20xx／ 25103=0． 08Ω，由此可見新標(biāo)準(zhǔn)對不同電壓等級的變電站地網(wǎng)的接地電阻值的要求遠(yuǎn)比舊標(biāo)準(zhǔn)中 R≤0． 5Ω的籠統(tǒng)提法要嚴(yán)謹(jǐn)。 1998 年 1 月 1日起實(shí)施的 DL／ T621—1997《交流電氣裝置的接地》新規(guī)程要求接地裝置的接地電阻值應(yīng)符合 R≤20xx／ IΩ，重申了故障時接地網(wǎng)的電位升高不超過 20xxV 的規(guī)定。因此其等值接地電阻值也將隨 BSF 型垂直超深度鋼鍍銅接地棒的接地電阻的降低而降低。m的垂直超深度鋼鍍銅接地棒 (共有 24 組 )實(shí)測的工頻接地電阻值分別為 0． 36Ω， 0． 29Ω，0． 30Ω，可喜的是實(shí)測值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于計算值 1． 63Ω，就充分說明了這點(diǎn)。在實(shí)際三維立體接地網(wǎng)中，垂直超深度鋼鍍銅接地棒較長，它能穿透到地中深層，受地中礦物質(zhì)、地下水等因素影響，有些地方還會出現(xiàn)低土壤電阻率，使接地電阻大大降低。其主要特點(diǎn)是通過垂直超深度鋼鍍銅接地棒來降低整個地網(wǎng)的接地電阻值。由于受變電站征地、地形等各方面原因的限制，接地網(wǎng)向水千方向擴(kuò)張的可能性很小，人們將注意的焦點(diǎn)集中到向縱深方向發(fā)展，為此三維立體接地網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。由接地電阻值估算公式：（附 1）可知其接地電阻值大小與土壤電阻率成正比而與水平接地網(wǎng)邊緣閉合面積的大小成反比，也就是說當(dāng)土壤電阻率為一定值時，降低接地電阻值需將接地網(wǎng)的面積做得很大。隨著變電站進(jìn)入市區(qū)和住宅小區(qū)，大量GIS 設(shè)備的應(yīng)用，使得變電站的布置緊湊、 占地面積更小。 節(jié)省大量鋼材和施工費(fèi)用 如果按 10 m等間距布置的華電連江風(fēng)電廠 110 kV 升壓變電站接 地網(wǎng)，最大接觸電勢在邊角網(wǎng)孔，其值為 kV，但采用不等間距布置時，保持最大接觸電勢與該值接近，這時可節(jié)省鋼材 %。 計算結(jié)果比較布置 最大網(wǎng)孔電位 Vmax／ kV 最小網(wǎng)孔電位 Vmin／ kV 最大接觸電勢 Vjmax／ kV 接地電阻 R／ Ω δ／ % ； 等間距 ； 不等間距 。 均勻土壤表面的電位分布 由表 （ 21） 可知，不等間距布置的接地網(wǎng)能較大地改善表面電位分布，其最大與最小網(wǎng)孔電位的相對差值不超過 %，使各網(wǎng)孔電位大致相等，而等間距地網(wǎng)，其最大與最小網(wǎng)孔電位的相對差值在 %以上。從 表 中可見，不等間距布置的接地網(wǎng)，邊上導(dǎo)體 ① 的泄漏電流密度較等間距布置的接地網(wǎng)平均低 15%左右；對于導(dǎo)體 ② 的泄漏電流密度，這兩種布置的接地網(wǎng)幾乎相等 (僅相差 %)；對于中部導(dǎo)體 ③ 、 ④ 、 ⑤ ，不等間距布置的接地網(wǎng)的泄漏電流較等間距布置的接地網(wǎng)分別提高了 9%， 14%和 15%。 對接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的分析 改善導(dǎo)體的泄漏電 流密度分布 表（ 11） 是面積為 190 m170 m的華電連江風(fēng)電廠 110 kV 升壓變電站接地網(wǎng)，在導(dǎo)體根數(shù)相同的情況下，分別按 10 m 等間距布置和平均 10 m 不等間距布置。在接地網(wǎng)的接地體的布置上，是很難做到兩單一接地體之間距離為 40 米，為解決在設(shè)計中與理論分析中的矛盾，采取不等長接地體的體系結(jié)構(gòu)，即各垂直接地體的埋置深度各不相等，便可達(dá)到良好的效果。 (6)接地體的通常設(shè)計，是用多根垂直接地體打入地中，并以水平接地體并聯(lián)組成接地體組，由于名單一接地體埋置的間距僅等于單一接地體長度的兩倍左右，此時電流流入名單一接地體時，將受到相互的限制而妨礙電流的流散，即等于增加名單一 8 接地體的電阻，這種影響電流流散的現(xiàn)象，稱為屏蔽作用 ，如圖一所示：由于屏蔽作用，接地體的流散電阻，并不等于名單一接地體流散電阻的并聯(lián)值。決定垂 直接地體的量佳深度，應(yīng)考慮到三維地網(wǎng)的因素，所謂三維地網(wǎng)，是指垂直接地體的埋置深度與接地網(wǎng)的等值半徑處于同一數(shù)量級的接地網(wǎng)（即埋置深度與等值半徑之比大于 1/10）。故從接地網(wǎng)的接地體的量佳埋設(shè)深度和不等長接地體技術(shù)，兩面三個方面來論述降低接觸電阻和散流電阻 的措施。決定散流電阻的主要因素是土壤的含水量。 (3)接地體 表面與土壤的接觸電阻，其阻值懷土壤的性質(zhì)、顆粒、含水量及土壤與接地體的接觸面積及接觸緊密程度有關(guān)。接地網(wǎng)的電阻由以下幾個部分構(gòu)成： (1)接地引線電阻，是指由接地體至設(shè)備接地母線間引線本身的電阻，其阻值與引線的幾何尺寸和材質(zhì)有關(guān)。 7 表 21 鋼材安裝要求表 種類 規(guī)格及單位 地上 地下 室內(nèi) 室外 交流電流回路 直流電流回路 園鋼 直徑（ mm） 6 8 10 12 扁鋼 載面（ mm2） 厚度（ mm） 60 3 100 4 100 4 100 6 角 鋼厚度（ mm） 鋼管管壁厚度（ mm） 2 2． 5 2． 5 2． 5 4 3． 5 6 4． 5 規(guī)范中嚴(yán)格規(guī)定電力系統(tǒng)各種接地裝置的電阻值，接地網(wǎng)的設(shè)計就是以此為目標(biāo)值。 2)安裝在已接地金屬構(gòu)架上的設(shè)備，如穿墻套管等。 3）控制設(shè)備的金屬外殼。 （ 1）電氣裝置的下列部分均應(yīng)接地： 1）變壓器、油開關(guān)、 35PT、 35CT、所用變、刀構(gòu)架等金屬底座和外殼。 接地電阻值的要求 根據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T 621197 規(guī) 定，接地裝置的接地電阻值應(yīng)滿足 R≤20xx/I，即 IR 20xxV。由上述取值可得出，只有當(dāng)變電所內(nèi)有兩個中性點(diǎn)接地時，所外接地時的入地短路電流才有可能大于所內(nèi)短路的入地短路電流。 Ke2 為所外接地時，避雷線向兩側(cè)的分流系數(shù)，一般取 ，這僅適于變電所內(nèi)有變壓器中性點(diǎn)接地的所外接地。當(dāng)所內(nèi)主變壓器中性點(diǎn)不接地時， In = 0，此是上述可簡化為 I = Imax（ 1 Kel）；當(dāng)變壓器只有 1 個中性點(diǎn)，發(fā)生所內(nèi)接地時， In =30%Imax，有 2 個中性點(diǎn)時， In 約等于 50% Imax，實(shí)際值應(yīng)以繼電保護(hù)部門計算和實(shí)測為準(zhǔn)。 Imax 為接地短路時的最大接地短路電流，上述公式僅適用于有效接地系統(tǒng)，該值可向運(yùn)行部門或繼電保護(hù)部門索取，也可自己計算，一般采用單相接地時，最大運(yùn)行方式下的最大短路接地電流。于是選擇合適材料作為變電站的接地體而成為一項(xiàng)新課題。原國家電力公司 “25 項(xiàng)反措 ”對此給予了高度重視，并制訂了一系列反措，同時也提出：接地裝 置腐蝕比較嚴(yán)重的樞紐變電所宜采用銅質(zhì)材料的接地網(wǎng)。根據(jù)接地網(wǎng)事故的統(tǒng)計分析，地網(wǎng)腐蝕，接地體在故障時燒斷是引發(fā)接地網(wǎng)事故的重要因素之一。上世紀(jì)八十年代末，全國各地相繼出現(xiàn)了一些在系統(tǒng)發(fā)生 接地故障時，因接地網(wǎng)原因，造成變電站高壓串入控制室，燒毀控制室和保護(hù)盤柜的重大停電事故。 長期以來，我國選用鍍鋅扁鋼作為接地材料。 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)短路容量越來越大，對接地的要求也越來越高。當(dāng)然還有其它一些原因，比如，施工時水平地網(wǎng)埋設(shè)較淺，地網(wǎng)連接沒有嚴(yán)格按照規(guī) 程規(guī)定施工等。 通過對 華電連江風(fēng)電廠 110 kV 升壓變電站 地網(wǎng)不合格狀態(tài)測試分析，得知自然環(huán)境是地網(wǎng)不合格的主要原因：地壤鹽堿含量高；地質(zhì)為沙石結(jié)構(gòu)；土壤電阻率高。 3 表 11 華電連江風(fēng)電廠 110 kV 升壓變電站 接地電阻測試對照表 日期 接地電阻值（歐） 測試變化值 運(yùn)行時間（年） 1998 年 1 月 20xx 年 1 月 增大 5 20xx 年 1 月 增大 5 20xx 年 1 月 增大 7 華電連江風(fēng)電廠 110 kV 升壓變 電站 接地網(wǎng)的不良狀況接地電阻不合格、地網(wǎng)嚴(yán)重銹蝕等，直接影響設(shè)備安全運(yùn)行和系統(tǒng)的安全可靠性。較大型接地網(wǎng)是各種電力設(shè)備的公共接地網(wǎng)，它必需滿足各種綜合使用功能的要求。 （ 6） 重要設(shè)備未能保證多于一點(diǎn)接地。 （ 5） 部分接地網(wǎng)（線）腐蝕嚴(yán)重電纜溝接地扁鋼比土壤中的腐蝕嚴(yán)重；土壤中的接地引下線比水平敷設(shè)的主接地網(wǎng)干線腐蝕嚴(yán)重。 （ 4） 后期工程的接地引下線沒有與一期工程主地網(wǎng)相連接容城 220 kV 變電站二期工程 1 號變壓器中性點(diǎn)沒有與主地網(wǎng)相接； 1 號變壓器本體與底座基礎(chǔ)相連，但底座基礎(chǔ)沒有與主網(wǎng)相連，該主變長期運(yùn)行在本體及中性點(diǎn)沒有有效接地的情況下，僥幸在運(yùn)行期間沒有發(fā)生接地故障，并及時發(fā)現(xiàn)事故隱患。 （ 3） 沒按圖紙施工，接地引下線連接不合理東北郊變電站地網(wǎng)施工圖為對稱布置，是與西北角相對應(yīng)的東北角上一條主干線，開挖檢查卻 找不到。12mm 圓鋼； 10 kV 母線橋接地引下線為 248。 （ 2） 接地引下線與水平地線截面配合不當(dāng)北郊 220 kV 部分接地引下線截面 248。12 mm圓鋼，部分設(shè)備甚至用 248。 現(xiàn)狀分析 為了摸清福州地區(qū)地網(wǎng)的腐蝕情況及存在的問題，從 20xx 年起對連江、北郊、 2 雄縣、江陰等運(yùn)行 20 年以上的變電站地網(wǎng)進(jìn)行了挖掘檢查，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)如下問題。規(guī)程規(guī)定：變電站接地裝置接地電阻應(yīng)不大于 歐。 然而，因?yàn)樵O(shè)計、施工、驗(yàn)收等各個方面的因素，未能有效地解決接地裝置的防腐問題。致使多家大型發(fā)電廠被迫停機(jī)，造成電力系統(tǒng)解裂大面積停電。然而由于接地網(wǎng)設(shè)計考慮不全面、施工不精細(xì)、測試不準(zhǔn)確等原因，近年來，發(fā)生了多起地網(wǎng)引起的事故，有的不僅燒毀了一次設(shè)備，而且還通過二次控制電纜竄入主控室，造成了事故擴(kuò)大，故接地網(wǎng)對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到非常重要的作用。接地裝置是確保電力設(shè)備安全運(yùn)行及其工作人員人身安全的重要設(shè)備。 grounding grid。 Because of the natural conditions and construction process and other reasons, the seriouscorrosion of substation grounding device, grounding resistance is not qualified, through the implementation of reform measures to eliminate hidden dangers, to solve the problem ofgrounding grids, unqualified. With the miniaturization of substation grounding grid of the city,the area is limited, due to the continuous expansion of power grid, shortcircuit current is more and more big, so butt new requirements of grounding grid is proposed. Facing the problems in the construction of city substation is analyzed, according to the city power grid characteristics,put forward the suggestion of the grounding system, form the grounding body selection andmeasures to redu