牵引变电所接地网设计技术的探讨

牵 引 变 电所 的接 地 网 是 确 保 牵 引 变 电所 工 作 接
地、 保护接地和防雷保护接地的必要设施 ， 障了人身 保 安全 、 设备安全和牵引变 电所 的可靠运行 。如果接地 网设计不合理 ， 则可能酿成重 大安全事故 。当有 电流
流 过 接地 体 时 ， 电流 在 接 地 电 阻上 的压 降 将 引 起 接 地
ａｒ ｇｍｅｔ ｎｏ ｔ ｉ ｎ ｏ ｎ ｉｇ ｇｉ ｗ ｅ ｅｅｓｒ． ４ ｈ ｅｉ ｅｓｓｏｌ ｏ ｏ ｈ ｐｎｏ ａ ｃｐ ｅ ｒ ｎ ｅ ｎ ｐｉ ｚ ｇｇ ｕ ｄｎ ｒ ｈｆ ｎ ｃｓａ （ ）Ｔ ｅｄ ｓ ｒ ｈ ｕｄ ｎ ｔ ｌ ｔｅｏ ｉｉ ｔ ｔ ｏ ｐ ｒ ａ ｉ ｍ ｉ ｒ ｄ ｉ ｙ ｎ ｇ ｈｄ ｎｈ
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接地 网向地 中流散 并 引起 接地 网 电位升 高 的那部 分 电
流， 当发生短路故障时， 并不是全部短路电流都经接地
网入地 ， 而仅 仅是 一部 分 ， 另一 部分 经与 接地 网连 接 的
架 空避 雷 线 分 流 。在 铁 标 （ Ｂ １０ ９ ２ ０ ） Ｔ ０ ０ － ０ ５ 中有 计 算公 式介 绍 ， 变 电所 内发 生 接 地 短 路 为 例 ， 式 如 以 公
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＝ ＋（ １一 ） ｅ （） ５
上述 解 析计 算公 式 在我 国牵 引变 电站 工程 的接 地 网设 计 中得 到广 泛应 用 。但 是 ， 以看 出 ， 可 上述 公式 无 法解 决 不均 匀 土壤 中电 阻率 计 算 的 问题 ， 法 对 不 规 无 则接 地 网进 行计 算 ， 因此 计算 结果 存在 一定 误差 。
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（） ４ 接地网材料不应 盲 目认为铜材一定抗腐 蚀能力强 ， 应考虑腐蚀原 电池 效应 和土壤环境 因素 的影 响。
关键 词 ： 引变电所 ； 地网 ； 牵 接 辅助设计 软件 ； 铜
中图分类号 ： Ｍ ６ Ｔ ８２ 文 献标 识码 ： Ａ
Ｄｉｃ ｓｏ ｎ Ｄｅ ｉ ｎ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｆＧｒ ｕ ｄｉ ｇ Ｇ ｒｄ ｉ ａ ｔｏ ｕ ｓａ ｉｎ ｓ ｕｓｉ ｎ ｏ ｓｇ ｃ ｏｏ ｙ ｏ ｏ ｎ ｎ ｉ ｎ Ｔｒ ｃｉ ｎ Ｓ ｂ ｔ ｔｏ ｓ
研究结论 ：１ 在某些条件 特殊 或非常重要 的牵 引变电所接地 网设计 中 ， 必要 提升设计手 段 ， （） 有 引入接地 辅助设 计软件 ， 确保接地 网的安全 。（ ） ２ 不应将最 大接 地短路 电流 看作 入地短 路 电流 ， 考虑 与接地 网连接 应 的架 空避雷线 的作 用 ， 计算工频 分 流系 数。 （ ） 进行 接地 网优 化设 计 时， 适 当采用 不等 间距 布置方 式 。 ３在 应
另一种方法是数值算 法 ， 如有 限元法 、 矩阵法、 滤 波法、 复镜像法等。通过这些算 法可以比较全面地完 成对 复 杂地 质条 件下 、 杂结 构下 的接 地 网计算 。 复 在 工程 实践 中 ， 程 设 计 人 员 既要 考 虑 计 算 的准 工
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或Ｒ
。
力设备接地设计技术规程》 Ｓ Ｊ ＿７ ） 但对于避雷 （Ｄ ９ ， ８
线 分 流系数 怎 么取 值 ， 未 提 及 。导 致 一 方 面 要 求设 并 计 人员 按照 铁标 进 行 设 计 ， 一 方 面却 无 法 可 依 。实 另 际工程 中有 的参 照 以往 工 程 取 一 个 经 验值 ， 的 为求 有 稳 妥 ， 至将 最 大接 地短路 电流看作 入 地短路 电流 ， 甚 根 本 不考 虑分 流 的影 响 ， 设计 结果 严重 保 守 ， 费投 资 。 浪 这 里介 绍工 频分 流 系数 的计算 方法 。牵 引变 电所 内发生 短路 时 ， 频 分流 系数 可按 下述公 式计 算 ： 工
电位 的升高 ， 可能使设 备受到过 电压 的作用 而损坏 。 电流在接地 网中扩散时 ， 在地面 出现 的电位梯度会使 人体遭受接触电势和跨步电势的作用 。如果接触 电势 和跨 步 电势 过大 ， 可 能造 成人 身伤 亡 。故 而 ， 则 接地 网
的设 计 在工 程 实 际 中至关重 要 。
２１ 年 １ ０１ ２月
铁
道
工
程
学
报
Ｄｅ ２ ｃ ０１ｌ
第 １ ２期 （ １９ 总 ５）
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＲＡＩ ＷＡＹ Ｌ ＥＮＧＩ ＥＥ ＮＧ Ｏ Ｅ Ｙ Ｎ ＲＩ Ｓ ＣＩ Ｔ
Ｎ ．２ Ｓｒ１９ Ｏ １ （ ｅ．５ ）
文章 编 号 ：０ ６— １６ ２ １ ） ２— ０ ４— ５ １０ ２ ０ （ ０ １ １ ０ ８ ０
收 稿 日期 ：０ １ ８一Ｏ ２ １ 一Ｏ ９ 作者简 介 ： 徐剑 ，９ ９年 出生 ， ， １７ 男 工程师 。
第 １ ２期
徐
剑： 牵引变 电所接 地网设计技术 的探讨
８ ５
笔 者在 阅读大 量 文 献 资 料 的基 础上 ， 结合 实 际工
软 件 ， 保接 地 网 的安全 。 确
接地 电阻是 《 路 电力牵 引供 电设计 规范》 Ｔ 铁 （Ｂ １０９ ２ ０ ） ００ － ０５ 中接地 网计算 中最重 要 的一个 参数 。接
地 电阻 的主要 计算 方 法有解 析 法和 数值 算法 。上 述铁 标 中给 出 了接地 电阻 的解 析计 算公 式 。 以水 平接 地 体
程 项 目经验 ， 当前 牵 引变 电所 接地 技术 进行 了探 讨 ， 对 提 出当前设 计 和规 范 中存 在 的一 些 问题 ， 出相 关 的 提
措 施 和建议 。
２ 入 地 短 路 电流 的计 算
接地 网人地 短路 电流 是指 系统 发生 接地 短路 时经
１ 接 地 设 计 软 件 的选 择
牵 引变 电所 接 地 网设 计 技 术 的 探 讨
徐 剑
（ 中铁二院工程集 团有限责任公 司， 成都 ６０ ３ ） １０ １
摘 要 ： 究 目的 ： 引变电所 的接地 网是保 证电气化铁路安全运 行 ， 研 牵 电气设备 正常工作和工作人员人身 安全 的
重要 设施 ， 究牵引变 电所 的接地技术具有重要 意义 。本文从设计人员 的角度对我 国牵引变 电所工程 接地 方 研 案中经常碰到 的几 个问题进行分析 和探讨 ， 并提 出相关的建议 。
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Ｒｅｅ ｒｈ ｃ ｎ ｌｓ ｎ ： １ ｔ Ｓ ｅ ｅｓｒ ｔ ｕ ｇａ ｅｄ ｓ ｎｍ ｔｏ ｎｕｅｓｆｔ ｏ ｅｇｏ ｎ ｉｇｇ ｄ ｆ ｐ ｃａ ｏ ｓａ ｃ ｏ ｃ ｉ ｓ （ ）Ｉ’ ｃｓａｙ ｏ ｐ ｒｄ ｅｉ ｅｈｄｔ ｅ ｓｒ ａ ｙ ｆｈ ｒｕ ｄｎ ｒ ｓ ｅｉ ｒ ｕｏ ｎ ｇ ｏ ｅ ｔ ｉ ｏｓ ｌ
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复合 式 接地 网的简 易计算 公 式为 ：
— —
பைடு நூலகம்
接地 中性 点 的最大 短 路 电流 ；
（） ２
Ｒ ｏ５ ．
： ． ８卫 ０２
变 电所 内短路时 ， 避雷线 的工频分流系数。
０ ｓ
以上公 式 ， 承袭 自 １７ ９９年 水利 电力 部 颁 发 的《 电
＋ ＝ ＋ （） ３
下：
为主， 且边缘闭合的复合接地体 ， 其接地 电阻可按下式
计算 ：
＝ 。 ＋ （） １
， ， 一，） １ ） ＝（ｍ ｚ（ 一
（） ４
式 中
— —
入地 短路 电流 ； ， — —接 地短 路 时的最 大接 地短 路 电流 ； ｍ
发生 最 大 接 地 短 路 电 流 时 ， 经 变 电所 流