接地网评估技术规范

变电所接地装置安全性评估

技术规范2013年1月

目录

一、概况

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二、评估工作流程及依据

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三、具体评估内容

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四、接地系统的安全限值

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1、入地故障电流 (5)

2、接地电阻限值 (6)

3、接触电压和跨步电压限值 (7)

五、接地电阻精确测量方法

7

六、跨步电压和接触电压的测量

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七、场区地表电位梯度测试

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八、独立避雷针接地电阻测试

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九、接地网腐蚀评估方法

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1、接地网导体连通性测试

13

2、接地网开挖检查

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十、接地系统的安全性综合评估

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十一、测试步骤15

一、概况

变电站的接地网是维护电力系统安全可靠运行、保障运行人员安全的重要措施。一方面通过降低接地电阻，减小地电位升来确保设备安全，另一方面，通过均衡地表电位，减小接触电压和跨步电压来确

保人身安全。

因此，如何对投入运行的变电站接地网开展状态评估具有非常重要的意义，是确保接地网具有良好状态，确保电力系统安全稳定运行的关键。变电站接地系统状态评估包括三方面的内容。一是变电站接地电阻、接触电压、跨步电压、电位梯度的测量；二是接地系统腐蚀及断点的诊断；三是接地系统安全性的评估。

二、评估工作流程及依据

根据电业局要求，在现场实际测试的基础上结合开挖检查，对变电所接地装置进行全面试验和评估。

变电所接地装置的试验依据的标准和资料如下：

（1）DL/T621-1997《交流电气装置的接地》

（2）DL475-2006《接地装置的工频特性参数的测量导则》

（3）DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》

（4）GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（5）变电所最大入地短路电流数据

流程如下图所示：

图变电所接地装置评估流程

三、具体评估内容

变电所接地装置安全性评估内容如下：

1.接地装置特性参数试验：测量接地电阻，接触电压、跨

步电压、电位梯度分布；测量独立避雷针接地电阻；

2.确定入地故障电流，计算接地系统的安全限值，包括接

地电阻、接触电压和跨步电压；

3.测量接地系统的连通性及诊断接地网的腐蚀情况，判断

接地网的腐蚀状况；

4.根据测量结果，采用数值计算方法分析接地系统的安全

性。

四、接地系统的安全限值

接地系统的安全指标包括接地电阻、接触电压和跨步电压。

1、入地故障电流

入地故障电流是分析接地系统安全指标的基础。电力系统发生短路时，只有一部分短路电流经接地网流入大地，其余部分经变压器中性点、于地网相连的架空地线、电力电缆的屏蔽层流回系统。入地故障电流为：

I = （Imax - In）(1 - Kel)，式中I为接地短路电流，即通过接地网进行散流的电流。

Imax为接地短路时的最大接地短路电流，上述公式仅适用于有效接地系统，该值可向运行部门或继电保护部门索取。

In 为发生最大接地短路时，流往变电所主变压器中性点的短路电流。当所内主变压器中性点不接地时，In = 0，此是上述可简

化为 I = Imax（1 - Kel）；当变压器只有1个中性点，发生所内接地时， In =30%Imax，有2个中性点时，In约等于50% Imax，实际值应以继电保护部门计算和实测为准。

Kel为短路时，与变电所接地网相连的所有避雷线的分流系数，据专家分析，Kel应由避雷线的出线回路数确定，出线为1路时，取0.15，2路时取0.28，3路时取0.38，4路时取0.47，5路以上时取0.5~0.58，且应根据出线所跨走廊的分流效果做出相应的增减。

取值时，要考虑10年以上的发展规划，需乘以1.2~1.5的发展系数。

2、接地电阻限值

我国电力行业接地规程DL/T621-1997《交流电气装置的接地》中既规定了对接地电阻的要求，也规定了对接触电压和跨步电压的要求。DL/T621-1997 规定“有效接地和低电阻接地系统中发电厂、变电站的接地装置的接地电阻R 一般情况下应满足R≤ 2000/I”，即允许地电位升不大于2000V，这里I 为最大入地短路电流。当接地装置的接地电阻不符合R≤ 2000/I 时，可通过技术经济比较来增大接地电阻，但接地电阻值不得大于5Ω，且要满足接触电压和跨步电压的要求。

为了确保电力系统二次系统的安全，当入地故障电流较大时，一般很难满足IR≤2000 的要求，如果按满足接触电压和跨步电压的要

求来校核，则接地电位升有时会升得很高，可能导致二次系统的破坏。因此仍应规定一个地电位升的限值，以确保二次系统的安全。目前，一般将地电位升的允许值提高到IR≤5kV，但要求二次电缆的屏蔽层双端接地，另外在变电站电缆沟里应与二次电缆平行敷设一根铜接地导体，铜接地导体两端接地，二次电缆两端与铜导体相连，以防止过大的电流流过二次电缆的屏蔽层而烧毁二次电缆。

3、接触电压和跨步电压限值

结合IEEE 标准和我国的电力行业标准，110kV及以上有效接地系统和6~35kV低电阻接地系统发生单相接地或同点两相接地时，发变电站接地装置的接触电压UT和跨步电压US允许值不应超过

其中，Cs为表层衰减因数，地表无高阻层时，Cs值取1；rs为地表铺设层的电阻率；hs为地表铺设层的厚度；p 为地表铺设层下面的电阻率。这两个计算公式对应于体重为50kg的人体。

五、接地电阻精确测量方法