接地技術課件

接地技術1四個方面的內容接地技術基礎深孔與垂直接地極的作用允許地電位升高問題三峽樞紐電站接地2第一部分接地技術基礎3接地的定義在電力系統(tǒng)中為了工作和安全的需要，常將電力系統(tǒng)及其電氣設備的某些部分經(jīng)導線與大地相連4接地（一般的定義）將電力系統(tǒng)或建筑物中的電氣裝置、設施的某些導電部分，經(jīng)導線連至大地電極導線：接地線大地電極：接地極IEEE交流變電站接地安全導則（GuideforSafetyinACSubstationGrounding）5接地（更準確的定義）一種有意或無意的導電連接，由于這種連接，可使電路或電氣設備接到大地或接到代替大地的、某種較大的導電體接地的目的是：(a)使連接到地的導體具有等于或近似于大地（或代替大地的導電體）的電位；(b)引導入地電流流入和流出大地（或代替大地的導電體）（GB/T17949.1-20004.1）IEC61024建筑物防雷保護6工作接地為了降低電力設備的絕緣水平，110kV及以上的電力系統(tǒng)多采用中性點接地的運行方式在兩線一地的雙極直流輸電系統(tǒng)中，也需要將其中性點接地7防雷接地為了減輕雷電的危害，避雷針、避雷線和避雷器等防雷設施都必須配備相應的接地裝置以便把雷電流導入大地8保護接地為了保證人身安全，電氣設備的外殼必須接地當電氣設備絕緣損壞導致外殼帶電時，流過保護接地體的故障電流應該使相應的保護裝置動作，切除已損壞的設備或使外殼的電位在安全值以下9主放電photobySteveAlbertofNOAA10雷電byLeslieChatfieldonAugust21,1987atMardeninBritain11雷擊建筑物12接地電阻接地電阻是電流I經(jīng)過接地極流入大地時，接地極的電位V對I的比值，它主要是大地所呈現(xiàn)的電阻接地電阻與大地的結構、土壤電阻率有關，還與接地體的幾何尺寸有關，在雷電沖擊電流下還與沖擊電流的波形和幅值相關13電流通過接地體的效應接地電極及周圍的土壤發(fā)熱接地極的電位升高，可能使設備受到過電壓的作用損壞地面上出現(xiàn)的地位梯度會使人體受到跨步電勢和接觸電勢的作用減輕上述效應，接地電阻越小越好14對接地電阻的要求110kV以上的交流系統(tǒng)，短路電流I接地體的壓降不超過2000VR<2000/II>4000，R<0.5I>4000，R<5（新規(guī)程中規(guī)定）防雷接地一般為4-3015接地技術研究的內容接地電阻的計算跨步電勢和接觸電勢的計算土壤電阻率的測量接地電阻的測量跨步電勢和接觸電勢的測量土壤發(fā)熱的計算及電極的防腐措施16均勻土壤中直流和工頻接地電極均勻土壤是最簡單的模型直流接地電極的計算中不用考慮電感的影響工頻接地電極的計算中也基本不用考慮電感的影響對建立基本認識有重要意義17接地電阻和地中電位分布以半球形接地電極為例計算簡單、有理論解當不考慮大地回流的影響，接地極的電位為接地電極與無窮遠零位面之間的電位差18半球三接地三電極19電流三密度三與電三場強三度電流三密度J電場三強度E20半球三電極三電位三分布式中R為接三地電三阻為土三壤電三阻率a為半球三電極三的半三徑21半球三電極三接地三電阻式中R為接三地電三阻為土三壤電三阻率a為半球三電極三的半三徑22a到10三a之間三的接三地電三阻a到無三窮遠三的接三地電三阻10三a到無三窮遠三的接三地電三阻a到10三a的接三地電三阻23無限三大媒三質圓三環(huán)形三電極(1三)24無限三大媒三質圓三環(huán)形三電極(2三)25無限三大媒三質三圓環(huán)三形電三極的三電位26無限三大媒三質三圓環(huán)三形電三極的三電阻27圓環(huán)三形電三極（三埋深h）28圓環(huán)三形電三極的三電阻三（埋三深h）29圓盤三形電三極圓盤三形電三極表三面的三電位三分布三是極三不均三勻的按平三均電三位法三會引三起較三大的三誤差準確三的計三算，三應從三拉普三拉斯三方程三求解拉麥三方法三，等三位面三和特三定曲三面相三吻合三的方三法30曲面三成為三等勢三面的三條件曲面F（x，y，x）=C成為三等勢三面的三條件三是它三的拉普三拉斯三除以它的梯三度的三平方三只能三是C的函三數(shù)31共焦三二次三曲面滿足三前面三提到三的條三件參考三書解廣三潤三高壓三靜電三場斯邁三思三靜電三學與三電動三力學32圓盤三形電三極接三地電三阻（三無窮三大介三質）33圓盤三形電三極34圓盤三形電三極接三地電三阻（三埋深h）之一35圓盤三形電三極接三地電三阻（三埋深h）之二三插三值法36埋深三對接三地電三阻的三影響根據(jù)三前面三的公三式當h=0三.0三2b時可見三與h=0的誤三差不三超過3%37變電三站地三網(wǎng)接三地電三阻的三估算設變三電站三的占三地面三積為A全部三鋪滿三鋼材三，成三為金三屬板三，接三地電三阻最三小只敷三設占三地面三積外三框，三成為三金屬三“環(huán)三”，三接地三電阻三最大38算例當取A=三10三0*三10三0m，h=三0.三8三,三b=三56三.4三2,=三10三0三m最小三值R=三0.三43三5三最大三值R=三0.三73三4三接地三電阻三的下三降(0三.7三34三-0三.4三35三)/三0.三73三4=三0.三4139近似三計算三公式40第二三部分深孔三與垂三直接三地極三的作三用41垂直三接地三體對三接地三電阻三的影三響假定三在地三網(wǎng)下三密密三麻麻三打長三度為a的接三地棒一般a遠小三于地三網(wǎng)的三半徑三（a=2.三5）用半個三扁球三體來三計算三接地三電阻42帶垂三直接三地體三的地三網(wǎng)43計算三公式44模擬三計算三結果三與計三算結三果99根40三三4m三m2三81根2.三5m長的三棒地網(wǎng)三面積三模擬三試驗三理三論計三算10三00三0m2-三2.三8%72三25三m2-三3三%64三80三m23.三2%三4%25三00三m25.三7三%三5.三2%90三0m28三%三8三.4三%45垂直三接地三體對三接地三網(wǎng)降三阻作三用的三理論三分析三結果三（a=三3）接地網(wǎng)面積A（m2）接地網(wǎng)等值半徑（m）降阻率（%）30×3016.99.950×5028.26.390×9050.83.6100×10056.43.2200×200112.81.746垂直三接地三體對三接地三網(wǎng)降三阻作三用的三理論三分析三結果三（a=三50）接地網(wǎng)面積A（m2）接地網(wǎng)的等值半徑（m）降阻率（%）90×9050.836.0100×10056.433.8200×200112.821.1300×300169.315.3400×400225.712.0500×500282.19.947數(shù)值三分析三計算三垂直三接地三極的三效果數(shù)值三計算三（邊三界元三法）三分析三垂直三接地三體對三接地三網(wǎng)的三降阻三作用三，主三要討三論了三三種三情況三：1.在接三地網(wǎng)三中每三個均三壓帶三的交三叉點三處打三入垂三直接三地體2.沿接三地網(wǎng)三四周三一根三緊接三一根三地打三入垂三直接三地體三；3.在接三地網(wǎng)三四周三均壓三帶的三接點三處打三入垂三直接三地體三。48垂直三接地三體在三接地三網(wǎng)中三每個三均壓三帶的三交叉三點處三打入三時的三降阻三作用接地網(wǎng)面積（m2）垂直接地體長度（m）降阻率（%）網(wǎng)孔數(shù)為10×10網(wǎng)孔數(shù)為15×15100×10025507510027.041.550.256.128.242.150.356.2200×20025507510014.827.536.042.416.228.936.842.5400×4002550751008.216.423.428.98.616.823.829.2600×6002550751004.9910.916.521.35.211.817.622.449沿接三地網(wǎng)三四周三一根三緊接三一根三地打三入垂三直接三地體三時，三垂直三接地三體的三降阻三率y垂直三接地三體接地三網(wǎng)dxzzPαxr

50沿接三地網(wǎng)三四周三一根三緊接三一根三地打三入垂三直接三地體三時，三垂直三接地三體的三降阻三率接地網(wǎng)面積（m2）等值半徑（m）垂直接地體長度（m）降阻率（%）100×10056.425507510023.839.048.253.5200×200112.825507510012.324.332.839.6400×400225.62550751006.314.119.925.7600×600338.52550751004.18.613.817.651沿接三地網(wǎng)三四周三均壓三帶的三接點三打入三垂直三接地三體時三，垂三直接三地體三的降三阻率接地網(wǎng)面積（m2）垂直接地體長度（m）降阻率（%）100×10025507510022.037.647.452.4200×20025507510011.022.531.438.1400×4002550751005.712.318.023.4600×6002550751003.57.812.216.252第三三部分允許三地電三位升三高問三題53地網(wǎng)三電位三允許三升高接地三標準三中有效三接地三和低三電阻三接地三系統(tǒng)三中發(fā)三電廠三、變三電所三的接三地裝三置的三接地三電阻R一般三情況三下應三滿足R20三00三/I相當三多的三變電三站和三電廠三并不三滿足三上述三規(guī)定54影響三提高三允許三地網(wǎng)三電位三升高三值的三因素控制三電纜三的工三頻耐三壓特三性是三影響三提高三允許三地網(wǎng)三電位三升高三值的三因素三之一三，我三們對三此進三行了三大量三的試三驗研三究繼電三器在三系統(tǒng)三發(fā)生三故障三時應三該安三全可三靠地三動作三，這三對系三統(tǒng)的三安全三與穩(wěn)三定有三著極三其重三要的三意義耐壓三試驗三針對三控制三電纜三和繼三電器三進行55試驗三電路三圖56試驗三方案針對三控制三電纜三在到三達保三護屏三后，三芯線三從電三纜中三分離三出來三，在三分離三處做三電纜三頭和三未做三電纜三頭的三兩種三情況三的絕三緣特三性進三行試三驗做了三電纜三頭的三帶鎧三電纜三，針三對電三纜頭三有無三尖端三兩種三情況三的絕三緣特三性進三行試三驗對有三鎧和三無鎧三的兩三種情三況的三絕緣三特性三進行三試驗針對三單根三芯線三在緊三靠保三護屏三和角三鐵兩三種情三況下三的絕三緣特三性進三行試三驗針對三電纜三芯線三到電三纜頭三間的三沿面三放電三電壓三進行三試驗57電纜三的伏三秒特三性（三未做三電纜三頭）58電纜三頭及三尖端三對絕三緣特三性的三影響(1三)三ZR三-K三VV三P2三-7三×1三.559電纜三頭及三尖端三對絕三緣特三性的三影響(2三)KV三VP三2-三14三×1三.060單根三絕緣三電線三的絕三緣特三性試三驗電纜三敷設三時，三單根三電纜三可能三會緊三靠保三護屏三再到三端子三排，三而保三護屏三是接三地的三，所三以有三必要三對單三根芯三線的三絕緣三進行三試驗三。試三驗分三兩種三情況三，（1）芯三線緊三靠角三鐵的三楞角三，（2）芯三線緊三靠金三屬平三面。三試品三只選三用了ZR三-K三VV三P2三-71.三5型電三纜。試驗三結果三為加三壓時三間在30秒以三內，三其擊三穿電三壓均三為40三kV，表三明單三根芯三線的三絕緣三耐壓三值大三大高三于全三部芯三線對三屏蔽三層間三的絕三緣耐三壓值三。61電纜三沿面三放電三電壓三與沿三面長三度的三關系62繼電三器擊三穿放三電專用三繼電三器擊三穿放三電的三形式三一般三是沿三面放三電，放電三是在三繼電三器外三殼定三位螺三栓和三線圈三接線三柱之三間的三沿面三進行通用三繼電三器試三驗中三還發(fā)三現(xiàn)加三上底三座時三，放三電主三要是三沿底三座的三表面三進行三，一三般情三況下三，它三并不三影響三到繼三電器三的性三能63通用三繼電三器工三頻擊三穿電三壓伏三秒特三性64固態(tài)三繼電三器放三電普通三封裝三的固三態(tài)繼三電器三擊穿三時，三幾乎三都是三合閘三即擊三穿，三并可三看見三明顯三的火三花放三電，三聽見三明顯三的放三電聲三，環(huán)三氧封三裝的三固態(tài)三繼電三器擊三穿時三則未三能觀三察到三繼電三器內三部放三電現(xiàn)三象。普通三封裝三的兩三種固三態(tài)繼三電器三，其三耐壓三主要三取決三于采三用的三光電三隔離三器件三，最三低擊三穿電三壓為5.三0k三V。環(huán)三氧封三裝的三兩種三固態(tài)三繼電三器的三耐壓三高，三在9k三V以上三，這三可能三與它三們的三內部三結構三、封三裝固三體材三料等三因素三有關65結論三（1）1）電三纜的三工頻三伏秒三特性三是較三平坦三的，三從工三程的三角度三來看三可近三似為三一條三水平三直線三。2）當三電纜三的屏三蔽層三剝去三長度三在2c三m以內三時，三其沿三面放三電電三壓的三耐受三強度三可達5k三V/三cm。3）如三果按三大型三電力三系統(tǒng)三能在30三s內切三除故三障考三慮（三實際三上會三在1s內切三除）三，從三控制三電纜三的絕三緣特三性來三看，三允許三地電三位升三高l5三kV是可三能的三。在三此電三壓下三為保三證不三出現(xiàn)三電纜三的沿三面閃三絡，三電纜三的屏三蔽層三應剝三掉4c三m。66結論三（2）4）由三試驗三可知三，擊三穿位三置均三在靠三近屏三蔽層三有尖三角處三，尤三其是三鋼鎧三屏蔽三層在三做電三纜頭三時所三產(chǎn)生三的尖三端，三會使三絕緣三的工三頻耐三壓值三大大三下降三，所三以在三做電三纜頭三時應三特別三要求三避免三產(chǎn)生三尖端三。同三時，三一定三要注三意切三不可三損傷三絕緣三層。5）繼三電器三的工三頻伏三秒特三性是三很平三坦的三，在0-三30三s的范三圍內三可以三認為三是一三條水三平直三線。6）對三專用三繼電三器、三通用三繼電三器和三環(huán)氧三封裝三的固三態(tài)繼三電器三的絕三緣性三能而三言，三地電三位升三高到5.三0k三V是可三以承三受的三。7）基三于安三全考三慮，三若地三電位三升高三到5k三V，不三宜采三用普三通封三裝的三固態(tài)三繼電三器。67第四三部分三峽三樞紐三電站三接地68電站三概況三峽三水利三樞紐三工程三規(guī)模三巨大三，電三站安三裝26臺單三機容三量70三0M三W水輪三發(fā)電三機組三，在三電力三系統(tǒng)三中占三有舉三足輕三重的三地位三峽三工程三的接三地裝三置設三計能三否滿三足要三求，三是關三系到三電站三安全三運行三的重三大問三題由于三三峽三樞紐三工程三地處三花崗三巖地三區(qū)，三屬高三電阻三率地三區(qū)三峽三樞紐三擁有三大量三的結三構鋼三筋和三各種三金屬三結構三物，三在接三地設三計中三充分三利用三樞紐三建筑三物的三自然三接地三體。單相三短路三電流64三kA，入三地電三流33三.4三kA69樞紐三接地三裝置三出五三部分三組成三（1）（1）大三壩接三地裝三置：三三峽三大壩三全長三約2k三m，利三用大三壩上三游迎三水面三結構三表面三鋼筋三，網(wǎng)三孔為20三m×三20三m，垂三直地三網(wǎng)面三積為23三90三00三m2。在三上游三圍堰三庫底三敷設三人工三接地三網(wǎng)，三水平三地網(wǎng)三面積三為26三48三00三m2（2）左三、右三岸電三站接三地裝三置：三三峽三左、三右岸三電站三接地三裝置三布置三相同三，充三分利三用水三下鋼三結構三物連三成一三體，三鋼結三構物三有：三尾水三護坦三結構三鋼筋三、尾三水底三板結三構鋼三筋、三蝸殼三、錐三管、三進水三壓力三鋼管三等。三左岸三電站三水平三接地三網(wǎng)面三積為28三80三m2，右三岸電三站水三平按三地網(wǎng)三面積三為35三40三0m270樞紐三接地三裝置三出五三部分三組成三（2）（3）泄三水閘三接地三裝置三：泄三水閘三全長58三3m，有22個底三孔、23個深三孔和22個表三孔。三利用三閘門三槽鋼三結構三與上三游迎三水面三結構三鋼筋三連接三，閘三門槽三鋼結三構頂三端與三壩頂三部機三軌道三連接三，底三端與三泄洪三壩段三的深三孔底三板接三地網(wǎng)三和1~三7號泄三洪壩三段下三游護三坦水三平接三地網(wǎng)三連接三，泄三洪壩三段水三平接三地面三積為72三00三m2。泄三洪壩三段上三游圍三堰內三敷設三水平三人工三接地三網(wǎng)與三泄洪三壩段三的深三孔底三板接三地網(wǎng)三連接三，人三工接三地網(wǎng)三面積三為26三48三00三m2。（4）永三久船三閘接三地裝三置：三雙線三五級三船閘三全長16三00三m，將三船閘三的閘三室底三板和三側墻三結構三鋼筋三與貫三穿五三級船三閘兩三側四三條輸三水廊三道結三構鋼三筋連三接一三體。三上下三游導三航墻三的表三層結三構鋼三筋與三船閘三側墻三鋼筋三和人三字門三連接三一起三。永三久船三閘水三平接三地網(wǎng)三面積三為10三88三00三m271樞紐三接地三裝置三出五三部分三組成三（3）（5）臨三時船三閘和三升船三機接三地裝三置：三臨時三船閘三為一三級船三閘，三船閘三上下三游導三航墻三表層三結構三鋼筋三大與三閘室三底板三結構三鋼筋三和人三字門三連接三一起三。臨三時船三閘水三平和三垂直三地網(wǎng)三面積三為14三23三56三m2。利三用升三船機三滑道三將升三船機三蓄水三槽接三地網(wǎng)三與金三屬沉三船箱三連接三，蓄三水槽三水平三接地三網(wǎng)面三積為33三00三m2。臨三時船三閘接三地網(wǎng)三與升三船機三接地三網(wǎng)緊三挨在三一起三，利三用結三構鋼三筋將三兩接三地網(wǎng)三連接三一起10三00三00三0m272三峽三計算三模型73計算三方法邊界三元法并經(jīng)三多次三模擬三實驗三檢驗三程序用瓊三脂模三擬長三江、三水模三擬土三壤用水三模擬三長江三、瓊三脂模三擬土三壤天然三沙池三模擬計算三和試三驗結三果的三誤差三在8%以內74計算三結果以前三經(jīng)多三次測三量長三江水三電阻三率為27m~三30m，此三次測三量時三所測三水電三阻率三為28m。故三計算三樞紐三接地三裝置三接地三電阻三時，三采用30m水電三阻率三計算三。根據(jù)三測量三的上三、下三游水三位、三水電三阻率三和測三量接三地電三阻值三，利三用接三地電三阻計三算程三序經(jīng)三多次三試算三出河三床和三兩岸三土壤三的等三效電三阻率三為78三5m。然三后用三接地三電阻三計算三程序三計算三目前三水位三情況三的接三地電三阻值三，接三地電三阻的三計算三結果三為0.三17三475接地三裝置三的接三地電三阻測三量根據(jù)三現(xiàn)行三規(guī)范三規(guī)定三，對三竣工三投運三的電三氣設三施需三進行三接地三裝置三的接三地電三阻測三量對三三峽樞三紐二三期工三程完三工的三左岸三電站三和永