纳米培训-接地技术

接地的基本原理
电子设备接地 高层建筑接地
发（变）电站 接地
按接地的设施 与设备划分
输电线路杆塔 接地
微波塔接地
……
中性点接地方式的分类
直接接地系统 大电流接地系统
中性点直线接地 经小阻抗接地
非直接接地系统
中性点不接地 经消弧线圈接地
小电流接地系统
经高电 阻 接地
GB50064分为有效接地和非有效接地 低电阻接地是非有效接地
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调匝式消弧
特点: 1. 电感分段调节； 2. 预调式，需串阻尼电阻； 3. 技术简单、成本低。
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调容式消弧
特点： 1. 调节范围较宽； 2. 响应速度快，谐波小； 3. 电容可能放大电网谐波，导致烧毁。
25
高短路阻抗式消弧
特点：
1. 加采用可控硅斩波的方式，尽管加入滤波 电路, 残流谐波较大，系统正常时候整体 呈容性。
消弧线圈
消弧线圈
• 消弧线圈是1台带有间隙的分段铁芯的可 调电感线圈。其伏安特性组对于无间隙 铁芯线圈来说是不易饱和的，消弧线圈 的铁芯和线圈均浸在绝缘油中，外形与 单相变压器相似。
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消弧线圈的原理
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接地的基本原理
接地工程中常用的土壤分类
工程分类
电阻率Ω•m
低电阻率地带
ρ<100
中电阻率地带 高电阻率地带
100≤ρ<1000 1000≤ρ
常见区域
土壤中含水充分的河 口或者沿海的低地
获得地下水不感到困 难的内陆平原部分
较缺水的丘陵、山脉、高原
接地的基本原理
四、接地电阻的定义
接地电阻：接地体的电位与通过接地体流入地中 电流的比值。它与土壤特性及接地体的几何尺寸有关。
I 2a
a
2a V
I
接地的基本原理
下图是各种物质的电阻率排位图，如图所示，一般 认为土壤属于半导体范围。
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接地的基本原理
部分地中常见物质的电阻率参考值
类 别
名称
参考电阻 率值Ω•m
类别
名称
参考电阻率 值Ω•m
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4) 中性点经电阻接地
• 中性点经电阻接地方式，即是中性点与大 地之间接入一定电阻值的电阻。该电阻与 系统对地电容构成并联回路，由于电阻是 耗能元件，也是电容电荷释放元件和谐振 的阻压元件，对防止谐振过电压和间歇性 电弧接地过电压，有一定优越性。中性点 经电阻接地的方式有高电阻接地、中电阻 接地、低电阻接地等三种方式。这三种电 阻接地方式各有优缺点，要根据具体情况 选定。
接地点还会产生较大的跨步电压与接触电压。此时，若工作人
员误登杆或误碰带电导体，容易发生触电伤害事故。对此只有
加强安全教育和正确配置继电保护及严格的安全措施，事故也
是可以避免的。其办法是：①尽量使电杆接地电阻降至最小；
②对电杆的拉线或附装在电杆上的接地引下线的裸露部分加护
套；③倒闸操作人员应严格执行电业安全工作规程。
接地的基本原理
三、地电阻率（土壤电阻率）
地电阻率是对地中各种物质其整体电阻率的一种统称，
它的变化范围很大。
地电阻率的测量与物质电阻率的测量不同，地电阻率
只能通过特殊的方法，如温纳四电极法来测量其视在电阻
率。
U P1
I 2
(1 a
1) 2a
U P2
I 2
(1 2a
1) a
U P1P2
U P1 U P2
效应，利用系数η为： RP R
而利用系数η<1。
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接地装置
接地装置 1 接地体
优先使用自然接地体。如果自然接地体不能满足要求 时，再考虑增加人工接地体。 （1）垂直接地体
按入地电流的频率来划分：
交流（工频）接地：
电力系统接地，家用
电器接地。
冲击接地 交流（工频）接地
直流接地： 直流输电系统接地。 冲击接地：
直流接地 防雷接地，避雷器接地， 核电磁脉冲接地。
接地的基本原理
按接地的用途不同来划分：
保护接地：典型的是家
防静电、 电磁干扰 接地
工作接地
保护接地
防雷接地
用电器接地（三插头的 地）。 防雷接地：避雷针、线、 带、器的接地。 工作接地：中性点接地、 直流接地极接地、逻辑接 地。 防静电、电磁干扰接地： 油罐车接地、屏蔽接地。
接地体的布置根据安全、技术要求，因地制宜安排，
可以组成环形、放射形或单排布置。为了减小接地体相 互间的散流屏蔽作用，相邻垂直接地体之间的距离不应 小于2.5～3m，垂直接地体的顶部采用扁钢或直径圆钢相 连，上端距地面不小于0.6m，通常取0.6～0.8m。常用的 几种垂直接地体布置形式如图10
图10 常用的垂直接地体的布置
接地技术
接地的基本原理
一、接地的定义
接地:通常认为接地是指电气系统的某些 节点或电气设施的某些导电部分与地(包括 大地或范围比较广泛能用来代替大地的等效 导体)之间的电气连接。
接地功能是通过接地装置或接地系统来
实现的。以电力系统为例，常见的接地装置 有两类。
接地的基本原理
一类为结构比较简单的集中式接地装 置，如水平接地体、垂直接地体、环型接 地体等。
•
该接地方式因电网发生单相接地的故障是随机的，造
成单相接地保护装置动作情况复杂，寻找发现故障点比较
难。消弧线圈采用无载分接开关，靠人工凭经验操作比较
难实现过补偿。消弧线圈本身是感性元件，与对地电容构
成谐振回路，在一定条件下能发生谐振过电压。消弧线圈
能使单相接地电流得到补偿而变小，这对实现继电保护比
较困难。
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• 各接地方式的特点：
• 1）中性点直接接地 • 2）中性点不接地 • 3）中性点经消弧线圈接地 • 4) 中性点经电阻接地
1）中性点直接接地
• 中性点直接接地方式，即是将中性点直接接入大地。该系统运 行中若发生一相接地时，就形成单相短路，其接地电流很大， 使断路器跳闸切除故障。这种大电流接地系统，不装设绝缘监 察装置。
•
中性点不接地系统发生单相接地故障时，其接地电流很小，
若是瞬时故障，一般能自动熄弧，非故障相电压升高不大，不
会破坏系统的对称性，故可带故障连续供电2h，从而获得排除
故障时间，相对地提高了供电的可靠性。
•
中性点不接地方式因其中性点是绝缘的，电网对地电容中
储存的能量没有释放通路。在发生弧光接地时，电弧的反复熄
图9 单个垂直接地体的安装
（2）水平接地体 多岩石地区和土壤电阻率较高（ 3104 m 510）4 m
的地区，因地电位分布衰减较慢，接地体宜采用水平接 地体为主的棒带接地装置。水平接地体通常采用扁钢或 直径为φ12～ φ16的圆钢组成，可以组成放射形、环形或 成排布置，水平接地体应埋设于冻土层以下，一般深度 为0.6～1m，扁钢水平接地体应立面竖放，这样有利于减 少流散电阻。常用的几种水平接地体布置形式，如图11。
灭与重燃，也是向电容反复充电过程。由于对地电容中的能量
不能释放，造成电压升高，从而产生弧光接地过电压或谐振过
电压，其值可达很高的倍数，对设备绝缘造成威胁。
2）中性点不接地
• 此外，由于电网存在电容和电感元件，在一定条件下，因 倒闸操作或故障，容易引发线性谐振或铁磁谐振，这时馈 线较短的电网会激发高频谐振，产生较高谐振过电压，导 致电压互感器击穿。对馈线较长的电网却易激发起分频铁 磁谐振，在分频谐振时，电压互感器呈较小阻抗，其通过 电流将成倍增加，引起熔丝熔断或电压互感器过热而损坏。
装设保护接地时，为尽量降低接触电压和跨步电压，应 使装置地区内的电位分布尽可能均匀。为了达到此目的， 可在装置区域内适当地布置钢管、角钢和扁钢等，形成环 形接地网，见图12。
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图12 接地网的布置 图 12 由钢管和偏钢组成的环形接地网和电压分布
黑土，田园土
粘土
泥
砂质粘土
土
黄土
多石土壤
红色页岩粘土
砂
砂子
岩
碎石，砾石
石
花岗岩
50 60 100 200 400 500 1000
5000
200000
泥水
地下水 水
溪水
河水
混凝土（在水中）
混凝土（在湿土中）
其它
混凝土（在干土中）
混凝土（在干燥的大气中）
捣碎的木炭
15～20 20～70 50～100 30～600 40～50 100～200 500～1300 12000～ 18000
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3）中性点经消弧线圈接地
• 中性点经消弧线圈接地方式，即是在中性点和大地之间接 入一个电感消弧线圈。当电网发生单相接地故障时，其接 地电流大于30A，产生的电弧往往不能自熄，造成弧光接 地过电压概率增大，不利于电网安全运行。为此，利用消 弧线圈的电感电流对接地电容电流进行补偿，使通过故障 点的电流减小到能自行熄弧范围。通过对消弧线圈无载分 接开关的操作，使之能在一定范围内达到过补偿运行，从 而达到减小接地电流。这可使电网持续运行一段时间，相 对地提高了供电可靠性。
•
中性点直接接地系统产生的内过电压最低，而过电压是电
网绝缘配合的基础，电网选用的绝缘水平高低，反映的是风险
率不同，绝缘配合归根到底是个经济问题。
•
中性点直接接地系统产生的接地电流大，故对通讯系统的
干扰影响也大。当电力线路与通讯线路平行走向时，由于耦合
产生感应电压，对通讯造成干扰。
•
中性点直接接地系统在运行中若发生单相接地故障时，其
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主变
某电厂主变高压侧是220KV，从上图中也可以看出主变中性点是经接地刀 闸直接接地
三相接地变
一般用于中性点无法引出的变压器侧 ，D接线侧，接地变接于母线
#01启备变
启备变高压侧是220KV，低压侧是6KV.从图中可看出启备变高压侧中性点是直 接接地，低压侧中性点是经高阻接地。
通常所说的接地电阻由三个部分组成： ① 接地引线及接地体自身的电阻 ② 接地体的表面与其接触的土壤之间的接触电 阻 ③ 散流电阻。 散流电阻：电流流经接地体向地中散流时所遇到 的土壤电阻为散流电阻。
接地的基本原理
五、接地极间的屏蔽效应和常见接地极接 地电阻的计算公式
工程上一般采用利用系数来表示接地极之间的屏蔽
110KV主变中性点
变压器中性点
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中 性 点 间 隙
2）中性点不接地
• 中性点不接地方式，即是中性点对地绝缘，结构简单，运行方 便，不需任何附加设备，投资省。适用于农村10kV架空线路为 主的辐射形或树状形的供电网络。该接地方式在运行中，若发 生单相接地故障，其流过故障点电流仅为电网对地的电容电流， 其值很小称为小电流接地系统，需装设绝缘监察装置，以便及 时发现单相接地故障，迅速处理，以免故障发展为两相短路， 而造成停电事故。
2. 控制方式简单，连续可调, 导通角处于某 角度时,对应不同的电抗值；
iL
L3
L5
C3
C5
SCR
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接地变压器
• 接地变压器 • 制造出一个中性点 • 主变10KV侧是多是三角形接线，
所以需要制造出一个中性点，对 于有星形接法的地方，可以直接 与消弧线圈连接
接地的基本原理
一类发变电站的接地网。
220kV邮亭变电站接地网
接地的基本原理
二、接地的分类
接地技术的分类标准主要有： 1、入地电流的频率。 2、接地的用途。 3、接地的设施与设备。
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接地的基本原理
图11 水平接地体布置
（3）接地网
发电厂和变电所常采用以水平接地体为主的复合接地体， 即人工接地网，对面积较大的接地网，降低接地电阻靠大 面积水平接地体。既有均压、减小接触电压和跨步电压的 作用，又有散流作用。复合接地体的外缘应闭合，并做成 圆弧形。
埋入土中的接地棒之间用扁钢带焊接相连，形成地下接 地网。扁钢带敷设在地下的深度不小于0.3m，扁钢带截面 不得小于48mm2，厚度不得小于4mm。