变电站防雷接地技术.docx

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1、网络教育学院 本 科 生 毕 业 论 文设 计题目：110KV 变电站防雷接地技术学习中心： 疆伊犁经贸培训中心奥鹏中心层次：专科起点本科专业： 电气工程及其自动化年级：2023 年秋季学号：学生： 指导教师：完成日期：2023 年 07 月 09 日110KV 变电站防雷接地技术内容摘要随着电力系统规模的不断扩大，大规模集成电路广泛应用于变电站二次设备， 一旦有雷电波侵入，简洁造成二次设备损坏，有的甚至使整个系统瘫痪，造成无 可挽回的损失。变电所是电力系统的重要组成局部，因此它是防雷的重要保护部 位。变电站接地系统的合理与否是直接关系到人身和设备安全的重要问题。本论文针对目前变电站设备中防雷

2、技术的中存在的问题，提出详尽的防雷解决方案，还介绍了变电站接地设计的必要性和设计原则，阐述了变电站接地电阻的测量和降阻措施，提出了变电站电气设备防雷措施。关键词：变电站；防雷措施；接地设计；接地电阻II目录内容摘要I1 绪论11.1 变电站防雷接地的意义11.2 本次课题的争论背景11.3 本次论文的主要工作22 变电站的防雷保护42.1 变电站的直击雷保护42.2 变电站的侵入波保护52.3 变电站的进线段保护62.4 避雷针与避雷器的保护范围的计算72.5 防雷击的保护103 变电站的防雷接地113.1 接地概述113.2 接地电阻113.3 变电所接地装置143.4 变电站的接地原则15

3、3.5 降低变电所接地装置工频接地电阻的措施164 变电所防雷接地设计实例184.1 变电所的规模184.2 变电所位置的自然条件184.3 避雷针的设置及防雷保护校验184.4 接地装置的设置225结论25参考文献26110KV 变电站防雷接地技术1.1 变电站防雷接地的意义1 绪论7雷电始终是影响电力系统安全稳定运行的重要缘由，对于处在雷电频发地区的电力设备来说，防雷保护就显得至关重要。我国是雷电活动格外频繁的国家， 全国有 21 个省会城市雷暴日都在 50 天以上，最多可达 134 天。据不完全统计， 我国每年因雷击造成人员伤亡达 30004000 人，损失财产 50100 亿元人民币。

4、随着社会经济进展和现代化水平的提高，特别是信息技术的快速进展，雷电灾难程度和造成的经济损失及社会影响也越来越大1。变电站的作用是转变电压，在电力系统中起着很重要的作用，不幸患病雷击， 极有可能对电器设备造成严峻的损坏，以至于正常的运行受到影响而导致大面积 的停电，现在的变电站都有较为完善的防雷接地保护措施，变电站的设备遭雷击 损坏的概率较小，变电站的防雷措施得以进一步完善，根本能够确保电力系统运 行的正常。电力系统的安全运行有两方面的要求，一是要保证设备及人身的安全， 二是要保证电力系统的正常运行。这些都与接地装置的设计是分不开的。在以往 电力的规程中，在跨步电压满足的前提下，发电厂、变电站的

5、接地电阻应小于0.5 欧姆的标准。然而在的电力规程沟通电气装置的接地中2，对接地电阻有了更高的要求；另一方面，在电力系统的规模渐渐扩大的同时，而短路电流却随之 增加，这也对接地设计的难度大大加高了。在高土壤电阻率区，这一问题尤为突出，因此对降低接地的电阻必需承受各种措施。变电站是电力系统防雷的重要保护设施，假设发生雷击事故，将造成大面积的停电，严峻影响社会生产和人民生活。为保证电力系统的安全运行，电力系统应依据被保护物的重要性和危急程度的不同，对于直接雷、雷电感应、雷电侵入波应实行相应的防雷保护措施。因此要求变电站的防雷保护措施必需格外牢靠。1.2 本次课题的争论背景上世纪 70 年月中期进展

6、起来的基于磁场定位和时差定位原理的雷电定位系统，使雷电测量更为准确和准时2-3。长期以来，国内外学者在雷电活动规律、雷击线路物理过程方面做了大量的争论工作，建立起较为完善的输电线路防雷理论 体系。雷电流幅值、波形、地闪密度以及线路落雷次数对于分析线路防雷性能极 为重要。目前，雷电定位系统组成的雷电监测网络已在我国和北美、日本、韩国、欧洲等世界很多国家得到运用，它能帮助电力部门实现故障定位、分类、准确计 算地面落雷密度等雷电参数，但雷电数据分散性较大，需要长期统计雷电数据。但总体上变电站的防雷安全形势不容乐观，主要表现在：一是社会公众防雷安全意识不强,对雷电灾难的危害性生疏不够,存在幸运心理；二

7、是随着社会经济的进展,雷电灾难的危害途径增多 ,防雷安全理念已发生巨大变化 ,不仅要有传统的防范直击雷,还要防感应雷的时代,而很多措施仍旧停留在传统的防雷阶段。在现代社会里，电力已成为国民经济和人民生活必不行少的二次能源，它在现代工农业生产、人们日常生活及各个领域中已获得了广泛应用。我国城乡各行各业广泛使用的电力，绝大局部由电网供给，所以，“电业事故是国民经济的一大灾难”。由于我国农村变电站大多建于原野开阔的偏僻地区，四周高层建筑较少，是雷电的多发区，加之农村变电站一般是 110KV 以下的小型变电站，对变电站设计重视不够，考虑问题不尽全面，造成农村变电站成为易受雷击的“重灾区”。防雷接地技术

8、不仅是电气安全工程技术的一方面，更是电气安全工作的重中之重。变电站是电力系统的心脏和枢纽，一旦患病雷击，引起变压器等重要电气设备绝缘毁坏，不但修复困难，而且造成大面积、长时间停电，必定给国民经济带来严峻损失，跟人民生活带来诸多不便。因此，变电站的防雷接地保护技术必需格外牢靠。变电站的防雷和接地问题既格外的简单又至关重要不行或缺，它的好与坏直接对电气系统的设备和人身的安全造成严峻的后果3。特别是如今随着电力系统的日益进展，电网规模的渐渐扩大，接地短路电流被要求的越来越大。各式各样的微机监控设备的不断普及和应用，同样对防雷接地的要求渐渐增高。以前由于接地装置的一些问题从而引发了主设备的损坏，变电站

9、一度停顿运行带来了巨大的损失和严峻的问题，给电网的稳定运行造成了很大的麻烦，因此变电站的防雷接地措施必需要高度的重视起来。变电站的接地系统是保护电力系统的正常运行， 保障设备及人身安全的措施之一。1.3 本次论文的主要工作随着电力工业的进展，自动化程度越来越高，对安全供电的要求也越来越高。为了防止各种电气事故，保障人民生产、生活的正常有序进展，电气安全已成为 社会关注对象，各种电气安全措施也正在建立与完善。电气安全工作是一项综合性的工作，有工程技术的一面，也有组织治理的一 面。工程技术和组织治理相辅相成，有着格外亲热的联系。电气安全工作主要有 两方面的任务。一方面是争论各种电气事故，争论电气事

10、故的机理、缘由、构成、特点、规律和防护措施；另一方面是争论用电气的方法解决各种安全问题，即争论运用电气监测、电气检查和电气掌握的方法来评价系统的安全性或获得必要的安全条件。本文选 110KV 变电站作为设计对象，分析该变电站的防雷接地设计。本次论文主要争论 110KV 变电站的局部防雷接地的设计。分为四个大的章节来进展阐释； 第一章节是绪论局部，介绍了本次课题的争论背景，国内外的进展状况，本次课 题所能到达的目的和意义；其次章节介绍本次所设计的 110KV 变电站中雷击的危害，范围，分类，实行的措施等等，第三章节表达了变电站在防雷中实行的接地 装置，降低接地装置工频电阻的措施；第四章节表达 变

11、电所的规模，变电所位置的自然条件，避雷针的设置及防雷保护校验，接地装置的设置。最终进展总结， 学习利用各种防雷接地装置等，实现对变电站的直击雷防护、雷电侵入波防护以 及变电站的接地保护设计，具有肯定广泛性。2 变电站的防雷保护变电站患病雷击的主要缘由：雷电是雷云层接近大地时，地面感应出相反电荷，当电荷积聚到肯定程度， 产生云和云之间以及云和大地之间放电，迸发出光和声的现象。供电系统在正常运行时，电气设备的绝缘处于电网的额定电压作用之下，但是由于雷击的缘由， 供配电系统中某些局部的电压会大大超过正常状态下的数值，通常状况下变电站雷击有两种状况：一是雷直击于变电站的设备上，二是架空线路的雷电感应过

12、电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站。其具体表现形式如下：（1） 直击雷过电压。雷云直接击中电力装置时，形成强大的雷电流，雷电流在电力装置上产生较高的电压，雷电流通过物体时，将产生有破坏作用的热效应和机械效应。（2） 感应过电压。当雷云在架空导线上方，由于静电感应，在架空导线上积聚了大量的异性束缚电荷，在雷云对大地放电时，线路上的电荷被释放，形成的自由电荷流向线路的两端，产生很高的过电压，此过电压会对电力网络造成危害。（3） 雷电侵入波。架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电 站，是导致变电站雷害的主要缘由，假设不实行防护措施，势必造成变电站电气设备绝缘损坏

13、，引发事故4。防雷措施总体概括为 2 种:避开雷电波的进入；利用保护装置将雷电波引入接地网。防雷保护措施应依据现场常见的雷击形式、频率、强度以及被保护设施的重要性、特点安装适宜的保护装置。2.1 变电站的直击雷保护1. 避雷针的装设原则及其接地装置的要求(1) 独立避雷针宜设独立的接地装置。在非高土壤电阻率地区，其工频接地电阻不宜超过 10 。当有困难时，该接地装置可与主接地网连接，使两者的接地电阻都得到降低。但为了防止经过接地网还击 35kV 及以下的设备，要求避雷针与主接地网的地下接地点至 35kV 及以下的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。经 15m 长度，一般

14、能将接地体传播的雷电过电压衰减到对 35kV及以下的设备不危急的程度。独立避雷针不应设在人经通行的地方，避雷针及其接地装置与道路或出入口等的距离不宜小于 3m，否则应实行均压措施，或铺设砾石或沥青地面4-6。(2) 电压 110kV 及以上的配电装置，一般将避雷针装在配电装置的架构或屋顶上，但在土壤电阻率大于 1000 W m 的地区，宜装设独立避雷针。否则，应通过验算，实行降低接地电阻或加强绝缘等措施，防止造成还击事故。装在架构上的避雷针应与接地网连接，并应在其四周装设集中接地装置。装 有避雷针的架构上，接地局部与带电局部间的空气中距离不得小于绝缘子串的长 度；但在空气污秽地区，如有困难，空

15、气中距离可按非污秽区标准绝缘子串的长 度确定。避雷针与主接地网的地下连接点至变压器接地线与接地网的地下连接点， 沿接地体的长度不得小于 15m。在变压器的门型架构上，不应装设避雷针、避雷线。这是由于门型架构距变压器较近，装设避雷针后，架构的集中接地装置距变压器金属外壳接地点在地中距离很难到达不小于 15m 的要求。2. 直击雷保护装置的布置综上所述，结合该变电站的实际状况共设置 4 根避雷针。在变电站 110kV 出线的构架上装设 2 根 25m 高的避雷针#3、#4；在变电站南部的两个角落中，分别离墙边缘 1m 的地方装设 2 根 25m 高的避雷针#1、#2 作为全站防直击雷的保护装置。并

16、铺设良好的接地网，避雷针#3、#4 装设直径为 8m 的圆形接地网，接地电阻不大于 5 W ；在#1、#2 号避雷针布置集中接地极并与主接地网相连，独立接地网和主接地电网在地中距离保证在 3m 以上。电器设备接地引下分支线承受 404mm2的扁钢与主接地网连接，单支柱电器设备承受一根引下线，双支柱电器设备承受两根引下线，相互焊接的 A 型架和龙门架承受两根引下线，主变压器根底、站用变压器根底、断路器根底，电力电容器根底承受两根引下线。2.2 变电站的侵入波保护变电站对侵入波的防护的主要措施是在其进出线上装设阀型避雷器，避雷器装设在被保护物的引入端，其上端接在线路上，下端接地，一般安装在变电站母

17、线上。阀型避雷器的根本元件为火花间隙和非线性电阻。目前，SFZ 系列阀型避雷器，主要用来保护中等及大容量变电站的电气设备6。FS 系列阀型避雷器，主要用来保护小容量的配电装置。变电站中限制侵入波的主要设备是避雷器，它接在变电站的母线上，与被保护设备相并联，并使全部设备受到牢靠保护。1. 雷电保护措施变电站配电装置对侵入雷电波的过电压保护是承受氧化锌避雷器及与氧化锌避雷器相协作的进线保护段等保护措施。110kV 及 35kV 的配电装置电器设备绝缘与氧化锌避雷器以雷电冲击 10kA 为基准，协作系数取不小于 1.4；10kV 的配电装置电器设备绝缘与氧化锌避雷器以雷电冲击 5kA 为基准进展协作

18、。进线保护段的作用，在于利用其阻抗来限制雷电流幅值和利用其电晕衰耗来降低雷电波陡度，并通过进线段上避雷器的作用，使之不超过绝缘协作所要求的数值。2. 变压器的防雷保护变压器是变电站最重要的电器设备，但由于其绝缘较为薄弱，因而必需对变压器装设防雷保护。(1) 三绕组变压器正常运行时，有时会消灭只有高、中压绕组工作而低压绕组开路的运行状况，这时，万一高、中压绕组有雷电波入侵，由于通过绕组间的静电和电磁耦合，使其低压侧消灭过电压而危及变压器的绝缘，因此，必需在低压绕组任一相直接出口处对地加装一个氧化锌避雷器。(2) 对于中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，变压器是全绝缘的，由于 三相受雷电波入侵的概

19、率很小，而且一般变电站的进线不止一条，当发生雷击时， 非雷击进线起到分流作用，因而其中性点一般不需保护；对于中性点接地系统， 变压器通常是分级绝缘的，此时需要在中性点上装设氧化锌避雷器或间隙保护。2.3 变电站的进线段保护要限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的波度，就必需对变电站进线实施保护。当线路上消灭过电压时，将有行波导线向变电站运动，起幅值为线路绝缘的 50%冲击闪络电压，线路的冲击耐压比变电站设备的冲击耐压要高很多。因此， 在接近变电站的进出线上加装避雷线是防雷的主要措施7-8。 如不架设避雷线，当患病雷击时，势必会对线路造成破坏。变电站进线保护是在靠近变电站出线架 1 2km 线路

20、上所实行的牢靠的防雷保护措施，变电站进线保护具体措施视变电站的线路状况而定。2.4 避雷针与避雷器的保护范围的计算雷击只能通过拦截导引措施转变其入地路径。接闪器有避雷针、避雷线。小 变电所大多承受独立避雷针，大变电所大多在变电所架构上承受避雷针或避雷线， 或两者结合，对引流线和接地装置都有严格的要求。首先介绍相关方面的学问: 装设避雷针是直击雷防护的主要措施, 避雷针是保护电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电承受器。它将雷吸引到自己的身上, 并安全导人地中, 从而保护了四周绝缘水平比它低的设备免遭雷击。变电站装设避雷针时 , 应当使站内设备都处于避雷针保护范围之内。对于 110KV 及以上的变电

21、站, 由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高, 可以将避雷针直接装设在配电装置的架构上, 因此, 雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的还击事故。1.110KV 变电站年估量雷击次数 N由于 110KV 变电站，占地面积长 100m，宽 40m,变电站的最高点高度为 20m, 当地年平均雷电日为 80，故有：N = kN A = 0.024kT 1.3 AgedeH (200 - H )A = LW + 2(L + W )e= 50 40 + 2(50 + 40)=0.124104+ p H (200 - H )*10-620(200 - 20)+ 3.14 20(200 - 20)10-

22、6k=1；T =40； T 1.3 =401.3=360.97dd故 N=0.0241120.970.1241=0.8700 次/a即该变电站可能平均运行 9 年就要患病一次雷击。2. 避雷针的保护范围装设避雷针应当使变电站的全部设备和构筑物处于保护范围内9-11。避雷针的设计一般有以下两种类型：单支避雷针的保护和两针或多支避雷针的保护。(1) 单根避雷针的保护范围如图 4-1 所示。设避雷针的高度为h (m)，被保护物体的高度为 hx(m)，则避雷针的有效高度为 ha= h - hx，在 hx高度上避雷针保护范围的半径rx(m)由以下公式计算：2当h h 时：xh当 h 时：x2r = (h

23、 - hxx) p = hap(2.1)r = (1.5h - 2h ) p(2.2)xx式中p 高度校验系数；当h 30m 时， p =1；当 30m h 120m 时，实际设计中h 30m，取 p =0.98。公式可由几何图表示图 4-1。从避雷针顶尖向下作45斜线，此斜线旋转而成的锥体，构成bx h / 2 时的保护范围。从地平面距离避雷针1.5 h 处向避雷针0.75 h高处作连线，此连线旋转成的锥体，构成hx r 时，取xb = rxx。求得bx后，可按图绘出两针间的保护范围。两针间距离与针高之比 D / h 不宜大于 5。110KV 变电站防雷接地技术R0D/7pO12O-O” 截

24、面hahhxrxh0o”h/2h0bxhxDhx水平面上保护范围的距离 bx1.5hrx1.5h0bx图 2.2 两根等高避雷针的保护范围图 2.3 两等高 h 避雷针间保护范围的一侧最小宽度 bx与 D/haP 的关系防雷措施总体概括为 2 种：避开雷电波的进入；利用保护装置将雷电波引入接地网。防雷保护措施应依据现场常见的雷击形式、频率、强度以及被保护设施的重要性、特点安装适宜的保护装置。雷击只能通过拦截导引措施转变其入地路径。接闪器有避雷针、避雷线。小 变电所大多承受独立避雷针，大变电所大多在变电所架构上承受避雷针或避雷线， 或两者结合，对引流线和接地装置都有严格的要求。避雷器能将侵入变电

25、所的雷电波降低到电气装置绝缘强度允许值以内。我国主要是承受金属氧化物避雷器(MOA)，西方国家除用MOA 外，还在全部电气装置上安装空气间隙，作为 MOA 失效后的后备保护。3. 避雷器的选择9110KV 变电站防雷接地技术依据安装地点电网额定电压的不同，选择氧化锌避雷器如表。安装地点kV110kVY10W-100/26侧035kV 侧HY5WZ-51/13410 kV 侧 HY5W-16.5/45表 2.1 氧化锌避雷器参数表额 定最大持续操作冲击雷电冲击陡坡冲击电 压运行电压(30100)s8/20s1s型号有效有效值10kA 残压峰10kA 残压峰10kA 残压值 kV值kV值kV峰值k

26、V100782212602915140.811413415416.513.64556.838.32.5 防雷击的保护避雷设备选择，由于本站是一个较小型的 110kV 变电站，电站东西长 92.2 米， 南北长 87.5 米，面积比较小。避雷针位置布置：据电力工程电气设计手册 电气一次局部和110kV 变电站典型设计中对于110kV 变电站防雷保护设计相关规定和避雷针安装原则，可以确定本变电站将 2 根避雷针安装在 110kV 出线的构架上，另外 2 根安装在变电站南部的两个角落中，分别离所靠近墙边缘 1m。据电力工程电气设计手册 电气一次局部和110kV 变电站典型设计确定本站的防雷装置选择避

27、雷针，由于需要全站都在雷电保护范围内，因此在站内安装 4 个等高避雷针，避雷针高 25m。避雷器是用以限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的一种电器设备。避雷器是一种放电器，并联连接在被保护设备四周，当作用电压超过避雷器的放电电压时，避雷器即先放电，限制了过电压的进展，从而保护了其他电器设备免遭击穿损坏。目前使用的避雷器有以下四种类型：保护间隙式避雷器、排气式避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器。氧化锌避雷器的安装位置和组数，应依据电器设备和雷电冲击绝缘水平和避雷器特性以及侵入波陡度，并结合配电装置的接线方式确定。避雷器至电器设备的允许距离还与雷电季节常常运行的进线路数有关。进线数越

28、多则允许距离可相应增大。断路器、隔离开关、耦合电容器等电器绝缘水平比变压器为高。因此，避雷器至这些设备的最大允许距离可增大。113 变电站的防雷接地接地装置的设计对于电力系统的安全运行至关重要，变电站接地系统的合理 与否是直接关系到人身和设备安全的重要问题。随着电力系统规模的不断扩大， 接地系统的设计越来越简单12。变电站接地包含工作接地、保护接地、雷电保护接地。工作接地即为电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地；保护接地即 为电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏有可能带 电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地；雷电保护接地即为为雷电保护 装置向大地泄放雷电流而设

29、的接地。变电站接地网安全除了对接地阻抗有要求外， 还对地网的构造、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、转移电位危害等提出了 较高的要求。3.1 接地概述接地就是将电力或建筑电气装置、设施中某些导电局部，经接地线接至接地极。接地依据工作内容划分为以下几种： 1工作接地工作接地是为系统正常工作而设置的接地。如为了降低电力设备的绝缘水平， 在及以上电力系统中承受中性点接地的运行方式，在两线一地的双极高压直流输 电中也需将其中性点接地。除主设备的接地外，在微电子电路中，依据电路性质 不同，还有各种不同的工作接地比方直流地、沟通地、数字地、模拟地、信号地、功率地、电源地等。2. 防雷接地为了避开雷电的危害

30、，避雷针、避雷线和避雷器等防雷设备都必需配以相应的接地装置以便将雷电流引入大地。3. 安全接地为了保证人身的安全，将电气设备外壳设置的接地。任何接地极都存在着接地电阻，正由于如此，当有电流流过接地体时，在接地电阻上的压降将引起接地极电位的上升电流在地中集中时，地面会消灭电位梯度。3.2 接地电阻接地电阻就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处集中所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限大远处的大地电阻12-13。从降低工程造价以及技术与经济性相结合的角度动身，变电站接地电阻设计值为 1 欧，全所接地网

31、沿水平接地体、垂直接地体敷设降阻剂，必要时可加打垂直接地桩；全所做绝缘高阻地面，以满足接触电位差及跨步电位差的要求。施加降阻剂后的接地电阻：在具体施工中施加降阻剂后，有效地扩大接地体与土壤接触面积，施加 CFJ-1 型降阻剂，按 18 公斤/米计算，按接地极总长度 1563 米计算，约需 30 吨。依据：R =rln L2 2phLdh3.1：平均土壤电阻率 560m。L：接地极的总长度水平加垂直 L=1563m。d：接地极的等效直径 0.025m。h：接地极的埋深 0.8m。：降阻剂的利用率 50。R =560ln156323.22 3.14 0.5 15630.025 0.8R=2.12(

32、)加打接地深井后的接地电阻：在站内与复合接地网协作，在四个边的中间打 440 米的深井接地，深井直径 200mm，接地极热镀锌钢管=100mm，侧壁钻=15mm 的溢流孔。井内用压力灌装机灌注降阻剂。依据公式：R =rlnL 23.32 p nLdh：深 40 米土壤电阻率估量 1200m。L：深井接地极的总长度 40m。d：深井接地极的等效直径 0.20m。h：深井接地极的埋深 0.8m。n：深井数 4 口。R=10.994()。并接水平地网后，依据：1R =R R1 R+ R2Kk 为屏蔽系数，取 1.13.42R=1.95()外沿接地体后的接地电阻：在站内四个角加打 4 口 5 米深的外

33、沿接地井，后承受钻探协作，探头感应的方法施工，分别向 6 个方向斜向外沿其中有两个角同时向二个方向外沿，使原有接地网等效半径增加 34 倍，在变电站内向外延长的深埋接地极变电站内承受机械施工，无需站外开挖，每根长度约 80 米。接地井均灌注降阻剂，深井降阻剂用量约 16 吨。承受钻孔深度 5 米外延接地网 80 米、孔径300mm，放置100mm 无缝镀锌圆管，在钢管内外施放长效降阻剂的理论依据:=1 r4 Lr - r4 L 3.5R2 p L k 1 lnd+11 lnkd21: 深层土壤在考虑季节系数后土壤的电阻率取 560m 1: 降阻剂的电阻率 0.4md1: 圆柱形的等效直径 0.

34、3m d：接地体圆钢管的直径 0.1mk1、k2: 为接地体和降阻剂的计算系数，从有关列表中查得 k1=0.98，k2=1。L: 接地体埋设在地面下的长度 6 根5m/根30m，外延 6 根80m/根=480m。合计 510m。R =1 0.4 ln 4 510 + 560 - 0.4 ln 4 510 3.62 3.14 510 0.981010.3R =1(0.408 5.318 + 559.6 8.825)3203R =1 4940.5 = 1.54(W) 3203深井地网与原变电站地网并接后依据：k 为屏蔽系数，取 1.1并接局部模块：R=0.95()3.7考虑在实际施工中存在不良因素

35、，确保接地电阻到达 R1.0,并且在 20110KV 变电站防雷接地技术30 年保持稳定性,在水平接地网中并接局部模块，依据阅历估算：选用 FMY-1209 型模块约 150 个。3.3 变电所接地装置在我国变电站中，最大接地短路电流一般为 30.2kA，依据我国相关规定13-14，一般状况下接地电阻需满足条件 R2023/ I，同时将换流站中的相对接地电阻应当掌握在 R0.0.6620 范围内。但是这个标准很难在我国的土壤中达成标准。因此，我国电力行业也做出了另外的规定：即接地装置的接地电阻假设无法R2023/I 这一条件时，允许以相对经济的技术来增大接地电阻量，但是其最大值不得超过 5 。

36、假设接地电阻量放宽到0.5，那么换流站相对应的地网电位就会到达15.12kV，就会提高系统二次危害的风险。变电站的接地技术设计必需与二次系统的安全保障综合考虑。当系统正常工作时，地网的电位趋于零，当发生故障时， 流过地网的电流就会发生降压，也就是电位相对上升。假设无视了短路发生时二次电缆芯线中的感应电位，就会产生地电位提高，该电位差作用在二次电缆绝缘体中。因此，地点位上升与否与二次电缆沟通绝缘的耐压状况以及二次设备沟通绝缘的耐压值亲热相关。由上综合考虑各方面因素，假设将通信线高电位问题妥当处理，就能保障变电站的接地电位上升。假设当接地电位提高至 5kV 时，且变电站中的最大接地短路电流是 30

37、.2kA，那么换流站中相对接地电阻就应当为 R0.165344。大地并非抱负的导体，它具有肯定的电阻率。所以当外界强制施加于大地内部某一电流时，大地就不能保持等电位。流进大地的电流经过接地线、接地体注入大地后，以电流场的形式向四周远处集中，如下图。图 3.1 半球接地极的电流场设接地装置接地体为一半径为 r0 的半球体，并认为接地体四周土质均匀， 其电阻率为，当电流Id 接地体注入地中时，电流Id 将从半球外表均匀地散流出14110KV 变电站防雷接地技术去，在接地半球外表上的电流密度为：d=Idx =ddxr2d3.802pr 20d而在距半球球心为 x 的球面上，电流密度为：d=Id3.9

38、x2px2于是，大地中呈现出相应的电场分布，其电场强度为：E= d r3.10xx在地中沿电流散流方向，在 dx 段内的电压降落为：dU= Exxdx = dxrI r3.112px2所以，在距离球心为 x 的球面上的电位为： IrI r3.12U=dU=xrxx2pd xdx = 2pd rxx而在半球接地体外表上的电位应为：U= I r3.13故散流电阻为：d2pr0R =U /Iddd3.14由此可知，距离接地体即电流注入点越远，电流密度越小，电场强度越弱，电位越低。假设在相当远处一般距球心20m 以外，地中电流密度很小可近似为零，电场强度可视为零，则该处的电位仍保持为零电位。3.4 变

39、电站的接地原则变电站接地网设计时应遵循以下原则：1. 尽量承受建筑物地基的钢筋和自然金属接地物统一连接地来作为接地网；2. 尽量以自然接地物为根底，辅以人工接地体补充，外形尽可能承受闭合环形；3. 应承受统一接地网，用一点接地的方式接地。接地装置是由埋入地中的接地体即金属导体和连接接地体与电气设备金属外壳或电路中某一节点的导线所组成的装置。最简洁的接地装置就是单根埋设的接地体，又称为接地极。15110KV 变电站防雷接地技术接地体分为人工接地体和自然接地体。人工接地体是人为地埋入地中的各种型钢，如圆钢、扁钢、钢管及角钢等；自然接地体有地下的金属水管、建筑物及构筑物混凝土根底内的钢筋、埋地电缆的

40、金属外皮和穿导线的金属管等。但埋在地下的易燃、易炸的液体或气体管道严禁用做接地体。接地体及接地线要进展防腐蚀处理。接地线还必需满足机械强度及短路电流通过时的发热稳定性要求。3.5 降低变电所接地装置工频接地电阻的措施1. 接地引线电阻，是指由接地体至设备接地母线间引线本身的电阻，其阻值与引线的几何尺寸和材质有关。2. 接地体本身的电阻，其电阻也与接地体的几何尺寸和材质有关。3. 接地体外表与土壤的接触电阻，其阻值怀土壤的性质、颗粒、含水量及土壤与接地体的接触面积及接触严密程度有关。4. 从接地体开头向远处20 米集中电流所经过的路径土壤电阻，即散流电阻。打算散流电阻的主要因素是土壤的含水量。5

41、. 垂直接地体的最正确埋置深度是指能使散流电阻尽可能不而又易于到达的埋 置深度。打算垂直接地体的最正确深度，应考虑到三维地网的因素，所谓三维地网， 是指垂直接地体的埋置深度与接地网的等值半径处于同一数量级的接地网。6. 接地体的通常设计，是用多根垂直接地体打入地中，并以水平接地体并联组成接地体组，由于名单一接地体埋置的间距仅等于单一接地体长度的两倍左右， 此时电流流入名单一接地体时，将受到相互的限制而阻碍电流的流散，即等于增加名单一接地体的电阻，这种影响电流流散的现象，称为屏蔽作用。7. 化学降阻剂的应用,化学降阻剂机理是，在液态下从接地体向外侧土壤渗出， 假设干分钟固化后起着散流电极的作用。

42、8. 依据沟通电气装置接地(DLT6211997)中对 110kV 变电站接地网设计的规定，该接地网的参数如下：(1)水平复合接地网承受主边缘闭合的 505 扁钢； (2)接地网总面积：=4198.5m2 ；(3)水平接地极总长度:L= 559.8+607.5=1167.3m(-505 热镀锌扁钢)； (4)垂直接地极深度:H=2.5m，共设置 81 根垂直地极；(5) 接地极总长度:L=1092.6(-505 热镀锌扁钢)+812.5(L505 垂直角钢)=1339.3m；16110KV 变电站防雷接地技术(6) 水平接地极埋深:h=0.8m； (7)水平接地极:d=0.025m；(8)地网主边缘长度:L =258m；0B =11+ 4.6 h1=1+ 4.60.8= 0.9463s4198.5等值方形接地网的接地电阻：