KV配電線路桿塔接地技術(shù)方案

1、中國南方電網(wǎng)廣東電網(wǎng)10KV配電線路接地技術(shù)方案廣州中光電子科技有限公司二0二0年三月附件1：施工圖（圖號：DL-JD-01,DL-JD-02）附件2：鍍鎳接地棒說明書及檢測報(bào)告接地模塊說明書及檢測報(bào)告10KV配電線路接地技術(shù)方案/、八1、前言近年來，廣東地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對電力的需求不斷增加，因此，電力系統(tǒng)也不斷發(fā)展，接地短路電流愈來愈大，設(shè)備接觸電壓和跨步電壓也越來越大，直接威脅到設(shè)備和人身安全；由于接地短路電流的增大，接地線和接地干線的熱穩(wěn)定也愈來愈突出。特別是在變電站（或變電所）的自動化控制裝置的大量投入運(yùn)行，由于接地短路電流所形成的地電位干擾問題也越來越突出，所造成的微機(jī)保護(hù)“死機(jī)

2、”、誤動作而造成的事故和擴(kuò)大事故時(shí)有發(fā)生，從而影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。同時(shí)，廣東地區(qū)的地理位置特殊，大部分地區(qū)位于北回歸線附近，使得該地區(qū)的年平均雷暴日高于國內(nèi)其他大部分地區(qū)（廣州的年平均雷暴日約天）。為了更好的保障電力系統(tǒng)供電的正常運(yùn)作，減少電力變電站設(shè)備和輸電線路遭受雷擊而引起的跳閘事故的發(fā)生，我司針對電網(wǎng)10KV線路的接地系統(tǒng)提出綜合設(shè)計(jì)方案。2、設(shè)計(jì)依據(jù)DL/T6211997交流電氣裝置的接地DL/T6201997交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合GB501692006電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50057-94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（2000年版）3、10KV配電線路桿塔的

3、接地方案在輸配電線路的防雷設(shè)計(jì)的主要目的是提高線路的耐雷水平，減少雷擊跳閘率。主要的技術(shù)有： 防直擊導(dǎo)線技術(shù)：即防止導(dǎo)線直接遭受雷擊，主要措施有架設(shè)避雷線、減少避雷線的保護(hù)角、加裝各種形式的避雷針等； 防閃絡(luò)技術(shù)：即防止輸電線路遭受雷擊后發(fā)生閃絡(luò)，主要措施有降低桿塔接地電阻、架設(shè)耦合地線、安裝線路避雷器等； 防建弧技術(shù)：即防止輸電線路發(fā)生閃絡(luò)后建立穩(wěn)定的工頻電弧； 防停電技術(shù)：即防止輸電線路雷擊跳閘厚重合閘不成功造成電力中斷，如加裝并聯(lián)間隙等。根據(jù)輸電線路所在位置的地理?xiàng)l件、氣象條件和雷電活動規(guī)律，利用現(xiàn)代防雷技術(shù)，采取相應(yīng)的防雷措施，主要措施有：降低桿塔的接地電阻、架設(shè)架空避雷線、架設(shè)耦合地

4、線、裝設(shè)線路避雷器、加裝防繞擊避雷針和加強(qiáng)絕緣等。在上述措施，由其中架設(shè)避雷線、架設(shè)耦合地線、裝設(shè)線路避雷器和加強(qiáng)絕緣等措施在輸電線路防雷技術(shù)中有比較成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，在本方案不做具體設(shè)計(jì)，主要介紹怎樣降低桿塔的接地電阻方面技術(shù)。新建桿塔的接地降阻措施架空線路桿塔接地對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平，減少雷擊跳閘率的主要措施。長期以來，為降低桿塔的接地電阻電力部門投入了大量的人力、物力、財(cái)力去改造，也取得了顯著的效果。但由于初期設(shè)計(jì)對線路走廊的雷電活動規(guī)律和特征掌握不夠，線路結(jié)構(gòu)和地形地貌特征沒有全面考慮，使得目前的設(shè)計(jì)和改造缺乏針對性，技術(shù)性不強(qiáng)。特別是沒

5、有充分去掌握桿塔所在位置的土壤電阻率情況去設(shè)計(jì)和改造其接地，勢必會達(dá)不到要求和造成工程費(fèi)用的浪費(fèi)。因此，為了使桿塔的接地能夠達(dá)到要求，必須先了解其所在位置的地理地質(zhì)情況，實(shí)地測試器土壤電阻率，做好每一基桿塔的所在位置的測試記錄；如果條件允許，可以到氣象部門去了解近10年來的氣象資料，了解線路走廊的雷電活動情況，為以后的設(shè)計(jì)做好充分的準(zhǔn)備。在準(zhǔn)備好相應(yīng)的資料后，根據(jù)不同的情況作出不同的設(shè)計(jì)。由于土壤電阻率不同，對桿塔的接地要求也不同。根據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合和DL/T621-1997交流電氣裝置的接地等要求，為每一基架空線的桿塔的接地電阻的設(shè)計(jì)、

6、安裝和改造提供了依據(jù)。 有避雷線的桿塔的工頻接地電阻，在雷雨季節(jié)干燥時(shí)，不宜超過下表要求：土壤電阻率（Q.m）<100>100500>5001000>10002000>2000接地電阻（Q）1015202530說明：當(dāng)土壤電阻率超過2000Q.m,接地電阻值很難降到30Q時(shí)，可以采用58根總長不超過500米的放射形接地體或采用連續(xù)伸長接地體，或接地電阻不受限制。 無避雷線的桿塔的接地電阻：對于中雷區(qū)及多雷區(qū)35KV及66KV無避雷線，宜采用措施減少雷擊引起的多相線短路和兩相異地接地引起的短線事故，鋼筋混凝土桿和鐵塔充分利用自然接地作用，在土壤電阻率不超過100Q.

7、m或有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，可以不另設(shè)人工接地裝置。由于廣東地區(qū)大部分是多雷區(qū)，無特殊好的地質(zhì)地理環(huán)境，最好把桿塔的接地做到10Q以下。同時(shí)，該地區(qū)靠近海邊，加上近幾年酸雨程度嚴(yán)重，對接地的系統(tǒng)的腐蝕較為嚴(yán)重，對接地材料的選擇也必須慎重考慮。在該方案中，我們建議采用一些抗腐蝕較好的接地材料。鍍鎳接地棒接地法鍍鎳接地棒接地法的實(shí)施條件在深層土壤電阻率比表層低（可以通過四極法土壤電阻率測試實(shí)驗(yàn)知道），同時(shí)開挖面積受限制的地方，可以采用鍍鎳接地棒接地法，這樣能夠有效的節(jié)約土地和人工，又能達(dá)到改善地網(wǎng)的接地電阻。單組（單根規(guī)格：©14x1200mmm）鍍鎳接地棒接地方法可以按下面的公式計(jì)算:lnd

8、/2（公式1）其中R:接地電阻（Q）d:垂直接地體的直徑（mp:土壤電阻率（Q.m）l:垂直接地體長度（m）可（公式1）見，將接地垂直接地體的長度擴(kuò)大，即可把接地電阻降下來。如，土壤電阻率p=100Qm設(shè)計(jì)接地電阻R10Q，則垂直接地體的長度由公式1可算出Im.（單組，而這種方法可將平面接地網(wǎng)變成立體接地體）。如果土壤電阻率較高，可以在桿塔的四角分別設(shè)置12組接地棒，每組深度為710米，間距為510米。如圖：DL-JD-01。該接地材料采用特殊處理后有一定強(qiáng)度的鋼材，通過鍍銅處理后再鍍鎳。這樣處理后的材料保持了原有金屬材料良好的導(dǎo)電性能，同時(shí)也增加了其良好的抗腐蝕特性，是一種比較好的新技術(shù)接地

9、材料。特別是其連接方式，如果沒條件電焊，也以用放熱焊接的方式。鍍鎳接地棒接地法的安裝方法在可施工的空地處，應(yīng)先用金屬探測器探測下方是否有電纜通過，附近是否有光纜、煤氣管道，另外注意周圍的聯(lián)通、電力、電信等一些通訊電力公司所設(shè)置的一些標(biāo)示，防止在施工的過程中對地下通訊線路的破壞；選好位置后，在空地開挖深6080cm長50cm寬50cm的坑，在坑內(nèi)垂直打入610根鍍鎳接地棒地極，采用聯(lián)軸套鍍鎳銅管將鍍鎳接地棒一根接一根連接起來，聯(lián)軸套鍍鎳銅管連接兩根接地棒時(shí)，應(yīng)分別將接地棒旋入連接器且相接觸，從而使大錘打擊時(shí)，接地棒受力均勻不易歪斜，電氣連接更緊密，詳見圖用模具放熱熔接接地端和圓鋼時(shí)，注意保持模具

10、干爽，接地端和圓鋼卡位緊密，熱熔焊粉及引火劑適量，點(diǎn)火人員應(yīng)離模具1米左右，方能操作;當(dāng)焊接完成后，應(yīng)把圓鋼與桿塔的接地端子相連，并在中間設(shè)置斷接卡，以便后期測試和維護(hù)；由于桿塔所在位置是野外，建議最好采用電焊連接，接地主干線是鍍鋅圓鋼。 鍍鎳接地棒接地法的安裝要求A垂直方式，垂直接地體是采用鍍鎳接地棒（鍍鎳材質(zhì)，1.2m）,每組為610根，垂直接地棒間距盡量安裝的桿塔的四角位置,并盡量往外擴(kuò)張，否則有屏蔽作用，降低接地體的利用率；B. 水平方式，水平接地體采用©12熱鍍鋅圓鋼，敷設(shè)深度為6080cm引下線方式：引下線必須設(shè)置斷接卡，以備檢查；C. 做好所有焊接點(diǎn)和連接處的防腐措施。

11、 接地地網(wǎng)施工時(shí)安全注意事項(xiàng)A接地棒安裝之前，必須開挖6080cm深后看實(shí)際情況，確定是自然土壤才能往下深打；B、接地棒連接時(shí)必須使用導(dǎo)電劑、使之有更好的導(dǎo)電率；C在與桿塔相連時(shí)必須要加裝一套斷接卡。D接地電阻必須小于10歐。施工實(shí)時(shí)測試，監(jiān)督施工質(zhì)量。專用接地模塊加降阻劑接地法隨著接地技術(shù)的發(fā)展，降阻劑的降阻的方法已經(jīng)在實(shí)際的接地工程中得到大量和長期的應(yīng)用，在有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都有明確的推薦要求，如DL/T6211997交流電氣裝置的接地中就有：填充電阻率較低的物質(zhì)或降阻劑。這為降阻劑在工程中應(yīng)用提供了技術(shù)依據(jù)。專用接地模塊加降阻劑接地法使用條件和優(yōu)勢按照技術(shù)上實(shí)用，安裝上簡單，經(jīng)濟(jì)上

12、合理的原則，專用接地模塊加降阻劑接地法實(shí)施的主要條件有：首先，桿塔所在的位置的土壤電阻率較高，其他的接地方法很難達(dá)到要求；有足夠的開挖面積。水平接地裝置的工頻接地電阻的計(jì)算公式，如下：hd+B（公式2）R:接地工頻電阻（Q）d：水平接地體的直徑（mh：水平接地體的埋設(shè)深度（mP:土壤電阻率（Q.m）i:水平接地體長度（mB:接地網(wǎng)的形狀系數(shù)（四角放射狀地網(wǎng)取，環(huán)形接地網(wǎng)取，十字形接地網(wǎng)?。└鶕?jù)上式可知，如果把桿塔所在位置的土壤電阻率降低，可以降低其接地網(wǎng)的接地電阻值，同時(shí)，根據(jù)地形情況，確定好一個(gè)好的地網(wǎng)形狀，對改善接地電阻值有幫助。使用降阻劑后，相當(dāng)于擴(kuò)大了接地體的有效截面積；利用降阻劑的擴(kuò)

13、散和滲透作用，降低接地體周圍的土壤電阻率；也由于使用降阻劑后，減少或消除了接地體和大地之間的接觸電阻；增大了散流面積，起到了很好的均壓作用，減小了地面的電位梯度，使桿塔在雷擊時(shí)受反擊的概率降低。同時(shí)，中光系列降阻劑采用的物理性降阻劑，對金屬接地材料沒有腐蝕，相反，施工完畢一定時(shí)期后，由于降阻劑與金屬接地體發(fā)生絡(luò)合作用，對金屬接地體還起到了保護(hù)作用。通過一些實(shí)地勘測，降阻劑通過一段時(shí)間后挖開一看，與水平接地體幾乎是融為一體。照片如下：桿塔接地采用降阻劑施工完畢后20個(gè)月后照片由于降阻劑具有一定的流失性，因此，中光高科研究所科技攻關(guān)，利用降阻劑降阻原理，把降阻劑加工成成型的專用接地模塊，做接地系統(tǒng)

14、的垂直接地體。由于接地模塊在降阻劑的配方上有一定的改進(jìn)，由導(dǎo)電性、穩(wěn)定性較好的非金屬礦物質(zhì)和電解物質(zhì)組成，并用壓力設(shè)備加壓成型，增大了接地體本身的散流面積，減小了接地體與土壤之間的接觸電阻，同時(shí)，具有一定的吸水保濕作用，通過釋放電解質(zhì)改善周圍土壤的導(dǎo)電性，能獲得低而穩(wěn)定的接地電阻。并且隨著時(shí)間推移，用接地模塊做垂直接地體的接地系統(tǒng)的接地電阻值越來越小，直到達(dá)到一定值后穩(wěn)定下來。如有ZGD-I-2、ZGD-II-1、ZGD-I-3等，具體參數(shù)如下:參項(xiàng)型*ZGD-I-2ZGD-II-1ZGD-I-3外形尺寸（mm）0150x800500x400x600260x1000質(zhì)量（kg）232050室溫

15、下電阻率(Q.m)www工頻接地電阻(Q)764工頻接地電阻Rj（估算式）RjpRjpRjp使用環(huán)境或條件高土壤電阻率地區(qū)、桿塔接地、高土壤電阻率地高土壤電阻率地區(qū)、專用接地模塊加降阻劑接地的安裝方法中小型接地網(wǎng)（該接地模塊人工區(qū)、桿塔接地、中變電所（或變電站）、搬運(yùn)方便，桿塔接地推存用產(chǎn)品）小型接地網(wǎng)大型接地網(wǎng)在高土壤電阻率的地區(qū)，往往開挖難道較大。為了保證工程質(zhì)量，桿塔的水平接地極的地溝開挖深度必須大于60cm,開挖方向必須沿地面的等高線開挖，溝底盡量平直，上寬下窄；在此基礎(chǔ)上每隔5米左右再挖一個(gè)深度約80cmim勺坑，大小與接地模塊的體積稍大，然后把接地模塊豎直放在坑里，周圍用細(xì)土回填并

16、夯實(shí)（有條件的可以適當(dāng)?shù)剐┧呀拥啬K周圍濕潤）；其數(shù)量的可以由下面得公式確定：（公式3）Rnj其中：Rnj：為n個(gè)接地模塊埋設(shè)后的工頻接地電阻值Rj：為單個(gè)接地模塊埋設(shè)后的工頻接地電阻值n：模塊的利用系數(shù)（）為了減小垂直接地極的相互屏蔽，同時(shí)要求模塊盡量埋設(shè)在射線的尾端。如下圖：ZGD-II-1新建接地網(wǎng)施工照片ZGD-I-2在改造桿塔接地時(shí)與射線焊接照片桿塔所在位置雷擊風(fēng)險(xiǎn)高，其土壤電阻率又特殊高（超過1000Q.m）的地方，建議在水平接地極的周圍適當(dāng)施放降阻劑。對降阻劑施工工藝有明確的要求：首先施放降阻劑必須均勻，降阻劑必須均勻包裹在水平接地體周圍。降阻劑施放的標(biāo)準(zhǔn)為1170kg/m,具

17、體根據(jù)土壤電阻率情況確定。其計(jì)算公式有：-tv2=RiKf（公式4）其中：R1為沒有加降阻劑時(shí)接地系統(tǒng)的工頻接地電阻值R2為加降阻劑后接地系統(tǒng)的工頻接地電阻值Kf為降阻劑的降阻系數(shù)，其值和降阻劑的施加截面積尺寸有關(guān)。具體由下表可查:降阻劑施加截面尺寸m降阻系數(shù)每米用量kg604530201511接地模塊和降阻劑施工注意事項(xiàng)：選擇降阻劑和接地模塊時(shí)要非常慎重，最好選擇比較大型的生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品，并要求提供產(chǎn)品的測試報(bào)告和相關(guān)的質(zhì)量證明。要選擇物理性的環(huán)保型降阻劑，這樣不會對接地體腐蝕，相反，還會對接地體進(jìn)行有效的防腐。根據(jù)土壤情況選擇適合的施工方法。如在沙性土壤的環(huán)境下，選擇接地模塊而不要用降阻劑

18、；施工時(shí)，土壤必須夯實(shí)，不要把水平接地極架空在土壤中；回填土壤時(shí)，盡量使用細(xì)土，把石子分揀開，分層夯實(shí)，上面留2030cm的沉降保護(hù)層。10KV線路桿塔接地改造在一些運(yùn)行中的線路，隨著時(shí)間的推移，很多桿塔的接地電阻值慢慢增大了，已經(jīng)影響到線路的安全穩(wěn)定的運(yùn)行。通過我們公司對一些線路的改造，取得了一定的效果，使線路的雷擊次數(shù)降到有效范圍內(nèi)。特別是一些山區(qū)處在“人字定點(diǎn)及兩邊的桿塔，施工條件艱巨，地形復(fù)雜，土壤電阻率相當(dāng)高，通過我們的接地改造，取得了非常好的效果，得到了相關(guān)部門的認(rèn)可。具體方法如下：沿著桿塔原有的水平的接地射線，在射線的尾端開始，每隔58米埋設(shè)一個(gè)ZGD-1-II,利用（公式三）來計(jì)算該桿塔改造到技術(shù)要求的接地電阻值（一般埋設(shè)1030個(gè)就達(dá)到要求，具體根據(jù)桿塔所在位置的土壤電阻率決定實(shí)際數(shù)量）。盡量要求每根射線均勻埋設(shè)，如果有困難，最少要找一組對角線的射線埋設(shè)。采用電焊焊接，焊接點(diǎn)處用©16的鋼筋做成七字形加強(qiáng)焊接，焊接完成后，去除焊渣，涂上瀝青或防腐的油漆。如果有條件，可以