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有關架空輸電線路的接地裝置

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發表時間:2021-09-07 17:39作者:河北維卡電力器材
一、基礎知識

1、大地導電特性

大地導電分為電子導電離子導電。

電子導電:地下有導體或半導體,如金屬礦物質時。

離子導電:土壤中各種無機鹽或酸、堿離解成的金屬離子。

大地導電主要為離子導電。

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各類無機鹽和酸、堿必須在有 的情況下才能

離解成導電的離子。

因此:

土壤電子率的大小主要取決于土壤中

導電離子濃度 土壤含水量!

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2、常見土壤電阻率

_20210907181535.png

圖2.png

二、接地裝置


名詞解釋

1、接地裝置:接地線和接地極的總和。

2、接地極(接地體):埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體,稱為接地極。一般分為垂直接地接(角鋼、鋼管)和水平接地極(圓鋼、扁鋼)。

3、接地線(接地引下線):電氣裝置、設施的接地端子與接地極連接的金屬導電部分。

4、接地電阻:接地極或自然接地極對地電阻和接地線電阻的總和。

圖3.png

圖4.png

圖5.png

圖6.png

水平接地裝置工頻接地電阻的計算公式為:

圖7.png

可見,水平接地裝置工頻接地電阻主要

土壤電阻率、接地體的長度、屏蔽系數有關

土壤電阻率 接地體的長度 很好理解,

土壤電阻率小,接觸面多,

短路電流、雷電流自然泄導的快。

那么屏蔽系數又是什么呢?


屏蔽系數是指接地體之間的屏蔽效應。


接地體的屏蔽效應

當多根接地體相互靠攏時,入地電流的流散相互受到排擠,影響各接地體的電流向大地成半球形狀散開,使得接地裝置的利用率下降,這種現象叫接地體的屏蔽效應。

通俗點說,當電流通過一個接地體時,在接地體周圍會形成一個泄流范圍,若2個接地體靠的太近,有部分會重合,重合的這部分就是被屏蔽掉了。


屏蔽系數是以“一”字型接地體為標準,

在這個基礎上根據不同形狀得出不同系數,

不同水平接地體形狀的屏蔽系數如下

圖8.png

屏蔽系數越大,

則鋼材間的相互屏蔽作用就越明顯,

鋼材的利用率就越低。


因此接地裝置想要降低接地電阻,

從主到次主要有以下三個途徑:

1)選擇土壤電阻率低的地方埋設接地體。

2)盡量增加接地體的長度。

3)接地體盡量分散布置。


圖9.png

圖10.png

圖11.png

圖12.png


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上圖為兩張典型的接地裝置平面圖,

首先接地體均勻散開,

其次根據不同的土壤電阻率選擇不同的型號。

土壤電阻率越高,

需要接地體越長,耗鋼量越多。


三、規范和條文要求

一、主要規范

1、《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規范》

(GBT 50064-2014)

2、《交流電氣裝置的接地設計規范》

(GB T 50065-2011)

3、《110KV~750KV架空輸電線路設計規范》

GB 50545-2010 )


二、具體要求

1、《110KV~750KV架空輸電線路設計規范》

圖13.png

圖14.png

圖15.png

圖21.png

2、《交流電氣裝置的接地設計規范》

圖22.png

圖23.png

(50mm2對應直徑為10.14mm,

故接地引下線圓鋼一般不小于?12)

4.3.5   發電廠和變電站接地裝置的熱穩定校驗,應符合下列要求:

            3   接地裝置接地極的截面,不宜小于連接至該接地裝置的接地導體(線)截面的75%。

(50mm2×0.75對應的接地極直徑正好為8,

和上文一致)


圖24.png

圖25.png

(因此無論是接地線還是接地極,

都要鍍鋅防腐處理)

圖26.png

圖27.png

圖28.png

(因為接地體的屏蔽效應)


四、接地裝置的施工


接地裝置由于是隱蔽工程,

且不影響線路正常送電,

施工單位往往不夠重視。

雖然驗收時會測驗接地電阻,

但遇到不負責任的施工單位,

也是八仙過海、各顯神通。


線路工程現場情況往往十分復雜,

特別是處于深山中的桿塔,

地形和地質給水平接地體的布置帶來了很多限制,

而線路桿塔較多,

設計單位往往提供粗框式的設計,

現場往往不能按規定角度和方位布線,

因此需要施工單位根據現場實際布線。


接地裝置施工時應注意如下事項:

1、盡量沿土層厚、電阻率低、土壤潮濕的方位布線。

2、盡量沿等高線布設。

3、接地體應盡量遠離,平行距離不小于5米。

4、水平接地體的溝槽應達到深0.8米,最小應為0.5米。


接地體埋深的好處

1、電阻不受季節影響。

2、土壤深處含氧量低,不易發生氧化腐蝕。

3、大電流入地、地面電位分布均勻。

4、不易外露、不易遭到破壞。

5、焊接應采用搭接焊接,圓鋼6倍直徑雙面焊接,

扁鋼搭接長度應為寬度的兩倍,四面焊接。

焊口要涂瀝青進行防腐處理。

6、接地線與桿塔應采用鍍鋅螺栓連接,應接觸良好,

以便打開測量接地電阻。

7、回填需用細土回填,且應分層夯實,降低接觸電阻。

不準用砂石回填,回填土內不得有石塊和建筑垃圾。

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