2023高壓直流接地極技術(shù)導(dǎo)則

高壓直流接地極技術(shù)導(dǎo)則11目??次目??次 1前??言 2范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語(yǔ)和定義 1直流接地極設(shè)計(jì) 3直流接地極試驗(yàn) 6直流接地極運(yùn)行維護(hù) 8對(duì)周邊設(shè)施影響的評(píng)估與防護(hù) 9附 錄 A（資料性附錄）地面最大允許跨步電壓 10附 錄 B（資料性附錄）接地極極址注流試驗(yàn)與電位擬合法 11附 錄 C（資料性附錄）熱導(dǎo)率、熱容率和焦炭要求 12高壓直流接地極技術(shù)導(dǎo)則范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了高壓直流接地極設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)中的一般原則、技術(shù)要求與方法，以及對(duì)周邊設(shè)施影響的評(píng)估與防護(hù)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于單極和雙極運(yùn)行的高壓直流輸電系統(tǒng)兩端接地極系統(tǒng)，不適用于換流站接地網(wǎng)。規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。下列文件中的條款通過(guò)本文件的引用而成為本文件的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本規(guī)范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本規(guī)范。GB/T17949.1接地系統(tǒng)的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測(cè)量導(dǎo)則第1部分：常規(guī)測(cè)量DL/T475接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則DL/T2026高壓直流接地極監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通用技術(shù)規(guī)范DL/T5224高壓直流輸電大地返回運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定T/CSEE0305-2022高壓直流接地極對(duì)周邊埋地鋼質(zhì)油氣管道影響評(píng)估技術(shù)規(guī)范IEC/TS62344Designofearthelectrodestationsforhigh-voltagedirectcurrent(HVDC)links-GeneralguidelinesCIGRE675GeneralguidelinesforHVDCelectrodedesign術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。高壓直流接地極系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)接地極系統(tǒng)） HVDCearthelectrodesystem在高壓直流輸電系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行或故障時(shí)以大地或海水作電流回路運(yùn)行而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和建造的一組裝置的總稱(chēng)。它主要由接地極線(xiàn)路、接地極饋流線(xiàn)和接地極組成。直流接地極 DCearthelectrode放置在大地或海中，由若干組接地導(dǎo)體和活性填充材料組成的可持續(xù)地為直流系統(tǒng)傳遞直流電流的接地裝置。接地極線(xiàn)路electrodelinePAGEPAGE10連接換流站中性母線(xiàn)與接地極饋流線(xiàn)的線(xiàn)路。接地極饋流線(xiàn)earthelectrodefeederline接地極和接地極線(xiàn)路之間的電氣連接線(xiàn)。它可以只含饋電電纜也可以含架空分支線(xiàn)加饋電電纜。高壓直流系統(tǒng)的地電流groundcurrentofHVDCSystem在高壓直流系統(tǒng)中，通過(guò)大地或海水從一個(gè)換流器的端子流向另一個(gè)換流器的端子的任一種極性的電流。該電流是一種有意施加的電流，而不是故障和泄漏電流。接地極址electrodesite接地極所在地理位置。額定電流ratedcurrentundermonopolarmode高壓直流系統(tǒng)單極運(yùn)行輸送額定功率時(shí)的電流。最大過(guò)負(fù)荷電流maximumoverloadcurrent換流閥在最高環(huán)境溫度下，冷卻設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)可連續(xù)輸送的最大負(fù)荷電流。最大暫態(tài)電流maximumtransientovercurrent當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，在幾秒鐘時(shí)間內(nèi)流過(guò)接地極的平均最大電流。不平衡電流unbalancecurrent雙極直流系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)兩極的電流之差。對(duì)于雙極對(duì)稱(chēng)運(yùn)行方式，由于觸發(fā)角和設(shè)備參數(shù)的差異，有不1%10Aearthingresistance接地極對(duì)大地?zé)o窮遠(yuǎn)處的電阻?？绮诫妷簊teppotential當(dāng)高壓直流接地極運(yùn)行時(shí)，人體兩腳接觸該地面上水平距離為1m的任意兩點(diǎn)間的電位差。接觸電勢(shì)touchpotential當(dāng)高壓直流接地極運(yùn)行時(shí)，在地面上離導(dǎo)電的金屬物件等水平距離為1m處，與沿金屬物件離地面以上垂直距離為1.8m處兩點(diǎn)間的電位差。轉(zhuǎn)移電勢(shì)transferpotential接地極運(yùn)行時(shí)，人站在接地極附近地面觸摸由遠(yuǎn)方接入的接地導(dǎo)體，或人站在遠(yuǎn)處的地面觸摸由極址接地附近引出的接地導(dǎo)體時(shí)所承受的電壓。轉(zhuǎn)移電勢(shì)為一種特殊情況下的接觸電勢(shì)，其最大可能出現(xiàn)的值為接地極電位升。直流接地極設(shè)計(jì)一般要求直流接地極的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足對(duì)周邊電力設(shè)施、埋地油氣管道、鐵路及通信設(shè)施等環(huán)境影響的技術(shù)要求。40年。20~60天。大地運(yùn)行的概率及可能造成的影響嚴(yán)重程度進(jìn)行合理選取。一般情況下，校核跨步電壓和電纜截面時(shí)，可取其中兩個(gè)換流站額定電流之和的最大值；其它計(jì)算，可取其中一個(gè)換流站的最大額定電流和剩余換流站的不平衡電流之和。技術(shù)指標(biāo)及限值接地電阻（最長(zhǎng)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間大于接地極的熱時(shí)間常數(shù)），其接地電阻設(shè)計(jì)值應(yīng)滿(mǎn)足式（1）的要求。1 2λmI1 2λmIdρ2ρm(θmaxθc)式中：Re——接地極對(duì)無(wú)窮遠(yuǎn)處的接地電阻,Ω；Id——接地極長(zhǎng)時(shí)間流入大地的入地電流，A。λm——接地極埋設(shè)處的土壤等效熱導(dǎo)率，W/(m·°C)。θmax——設(shè)計(jì)允許的最高接地極溫度，°C。θc——土壤自然最高溫度，°C。ρm——接地極埋設(shè)處的土壤等效電阻率，Ω·m。ρe——極址整體大地等效電阻率，Ω·m。

（1）（最長(zhǎng)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間遠(yuǎn)小于接地極的熱時(shí)間常數(shù)（1）4.2.24.2.3的要求后，其接地電阻可不作具體限定。溫升跨步電壓2h（的要求：Up2s

（2）式中：Esp——最大允許跨步電壓，V；ρs——極址表層土壤電阻率，Ω·m。接觸電勢(shì)與轉(zhuǎn)移電勢(shì)2h7.42+0.008ρs。2h60V。溢流密度1A/m2；在土壤中水分含量較多的情況下或?qū)τ诖怪毙徒拥貥O，最大面電流密度取值應(yīng)按水的壓力進(jìn)行修正。6~10A/m2，但若電極周?chē)?0~50A/7A/m2控制。水中電位梯度接地極在額定電流運(yùn)行時(shí)，靠近接地極附近水域中的最大電位梯度不宜大于1.25V/m。極址選擇直流接地極極址一般宜選在地形開(kāi)闊、平坦，以及土壤水分充足、電阻率較低的地方。10km接受的其它接地極，新建接地極的選址可優(yōu)先向該接地極方向靠攏。條件具備時(shí)，也可采用與其共用接地極或極址的方案。在換流站距離海岸線(xiàn)較近的地方，如條件或政策允許，可優(yōu)先采用海洋接地極方案。（50~100km，埋地油氣管道的收50km10km。對(duì)于深層土壤電阻率特別高的極址，經(jīng)評(píng)估后收資的范圍宜進(jìn)一步擴(kuò)大。10km范圍內(nèi)的地形地貌、水文氣象等自4.4大地參數(shù)確定地下水位接地極址的地下水位可以通過(guò)水文地質(zhì)圖查得或在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)實(shí)地探測(cè)獲得。大地電阻率接地極址的大地電阻率一般應(yīng)通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)量獲得。（2km深度范圍內(nèi)GB/T17949.11000m。極址深層大地電阻率（100km）宜采用大地電磁勘探（MT）法進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)，應(yīng)避48h。MT法測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證和修正，B。對(duì)于海岸接地極或靠近海岸的海水/土壤溫度測(cè)量土壤攝氏溫度，精確度高于±0.5℃的各種測(cè)量裝置或溫度計(jì)均可采用。土壤熱導(dǎo)率直流接地極址土壤熱導(dǎo)率可用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和現(xiàn)場(chǎng)取樣實(shí)驗(yàn)室測(cè)定兩種方法中的一種方法來(lái)確定。對(duì)于后者，土壤樣品獲取應(yīng)考慮接地極址不同位置土壤的典型抽樣，土壤取樣的最小深度應(yīng)不小于接地極擬埋設(shè)的深度。各類(lèi)土壤、雪和冰的熱導(dǎo)率見(jiàn)附錄C表C.1。土壤熱容率4.4.4CC.21.0×106～1.5×106（1.3×106）J/（m3·℃）的范圍內(nèi)選用。電極形狀與布置0.7~0.85之間。如雙圓環(huán)仍然難以滿(mǎn)3個(gè)，以降低屏蔽效應(yīng)。如果由于場(chǎng)地條件限制而不能采用圓環(huán)形接地極，則可根據(jù)地形條件采用類(lèi)圓環(huán)形電極（如橢圓形、跑道形）或不規(guī)則形狀的電極。此時(shí)，在彎曲部位應(yīng)盡量增大曲率半徑，使電極過(guò)渡平滑。（如峽谷或湖泊）個(gè)尺寸合適的環(huán)形電極，以降低末端的溢流密度。如果幾十到幾百米深度的土壤電阻率很低，也可采用垂直或者深井接地極。3IEC/TS62344CIGRE675。1.5m~5m之間。接地極結(jié)構(gòu)與材料直流接地極的電極結(jié)構(gòu)一般宜由饋電元件和周?chē)畛浠钚圆牧蠘?gòu)成。3種材料外，還可選用鍍鉑鈦/MMO。<0.5%。BB.3的要求。DL/T5224。饋流系統(tǒng)6kV；采用架空饋流線(xiàn)時(shí)，宜使用兩片一般直流懸式絕緣子。饋電電纜的金屬護(hù)套在靠近導(dǎo)流管母的一側(cè)應(yīng)做好絕緣包裹，不得直接連接中心設(shè)備區(qū)的金屬構(gòu)架。輔助設(shè)施為了監(jiān)控接地電極的運(yùn)行狀態(tài)，宜在引流電纜處設(shè)置能夠檢測(cè)接地極溫度和濕度的檢測(cè)井，也可根據(jù)DL/T2026。對(duì)于垂直/設(shè)計(jì)時(shí)宜視接地極極址含水條件的變化情況，可選擇裝設(shè)注水裝置。直流接地極試驗(yàn)一般原則接地極安裝完成后，在系統(tǒng)投入運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行接地極驗(yàn)收試驗(yàn)和系統(tǒng)調(diào)試試驗(yàn)。本文件中規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目的時(shí)間順序，在沒(méi)有特殊說(shuō)明時(shí)可同時(shí)或交叉進(jìn)行。為了測(cè)試人員、儀器和設(shè)備的安全，試驗(yàn)中的入地電流宜從小到大，分若干檔次進(jìn)行。在不同的入地電流下，重復(fù)進(jìn)行同一試驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)使用同一儀表在相同的位置和方向進(jìn)行。70%～80%100%1次。外觀(guān)檢查（沖刷或下陷等）在試驗(yàn)前應(yīng)進(jìn)行修復(fù)。檢查檢測(cè)裝置和滲水孔，防止堵塞。檢查安全標(biāo)志和防護(hù)遮攔，確認(rèn)完好無(wú)損，標(biāo)志清晰。電流分布測(cè)試0.5～1級(jí)。接地電阻測(cè)試—試驗(yàn)用直流電源提供，也可用系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)經(jīng)由接地極流散的不平衡電流或是單極大地回路運(yùn)行時(shí)的入地電流。10倍。此時(shí)若不是采用接地極線(xiàn)路作為電流引線(xiàn)，則在測(cè)量時(shí)，接地極饋流線(xiàn)應(yīng)與接地極線(xiàn)路斷開(kāi)。測(cè)試布DL/T475。10倍。不應(yīng)在施工后或雨后，立即測(cè)量接地電阻。電位分布和電位梯度測(cè)試10km，并繪出電位分布曲線(xiàn)。1m，在遠(yuǎn)離接地極而地面電場(chǎng)強(qiáng)度很小的區(qū)域，兩個(gè)測(cè)量電極的間距宜取決于所使用的測(cè)量?jī)x表能否測(cè)出有效的讀數(shù)。測(cè)量前應(yīng)首先確定地中雜散電流電場(chǎng)的干擾信號(hào)強(qiáng)度，并在測(cè)試中采用措施加以消除?？绮诫妷骸⒔佑|電勢(shì)和轉(zhuǎn)移電勢(shì)測(cè)試a）接地極導(dǎo)體正上方地面距接地極導(dǎo)體徑向幾米處。b）地面不平的低洼與潮濕之處。c）散流不均勻的接地導(dǎo)體、電流密度大的導(dǎo)體上方地面。d）與周?chē)寥老啾?，局部土壤電阻率突變的地方。試?yàn)中需測(cè)量各種可能的轉(zhuǎn)移電勢(shì)，并且采取措施限制接觸電勢(shì)可能對(duì)人身造成的危害。溫升測(cè)試5測(cè)量溫度的計(jì)量單位采用℃，精確度為±0.5℃。宜采用合適的溫度測(cè)量?jī)x表進(jìn)行地中溫度測(cè)量。直流接地極運(yùn)行維護(hù)巡視與維護(hù)261次。應(yīng)檢查接地極的礫石滲水處，發(fā)現(xiàn)有污泥等雜物堵塞滲水孔，應(yīng)及時(shí)清除。應(yīng)檢查入地電纜及接頭、桿塔基礎(chǔ)及安全警告標(biāo)志等是否完好，發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)處理。接地參數(shù)測(cè)量與監(jiān)測(cè)5部分進(jìn)行。131在有單極大地回路運(yùn)行的年份，應(yīng)注意對(duì)周?chē)h(huán)境與生態(tài)影響的資料的收集。開(kāi)挖與腐蝕檢查1051/3安時(shí)數(shù)后可進(jìn)行一次局部開(kāi)挖檢查，以確定接地極地下部分（饋電元件、連接電纜、接頭等）的運(yùn)行狀況。4處，選點(diǎn)應(yīng)盡量分散并涵蓋不同方向和不同土質(zhì)狀況。（或上次開(kāi)挖檢查腐蝕比較嚴(yán)重處。對(duì)周邊設(shè)施影響的評(píng)估與防護(hù)埋地油氣管道評(píng)估對(duì)管道的腐蝕影響，不宜單獨(dú)以單極大地運(yùn)行下管道的極化電位（如-0.85V~-1.2V）或者極化電位偏移值（100mV）作為直接評(píng)價(jià)指標(biāo)，而應(yīng)根據(jù)接地極單極大地或不平衡運(yùn)行的電流及持續(xù)時(shí)間，計(jì)0.03mm/a。下，受影響范圍內(nèi)管道任一位置的通電電位應(yīng)滿(mǎn)足人身安全允許限值的要求。一般在干燥環(huán)境中不應(yīng)超過(guò)35V管道受到直流接地極干擾影響程度超過(guò)以上允許限值時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。T/CSEE0305。變壓器直流偏磁可能產(chǎn)生直流偏磁，其數(shù)值與變壓器所處的位置及其電氣參數(shù)、系統(tǒng)接線(xiàn)，電網(wǎng)結(jié)線(xiàn)等有關(guān)，在選擇極址時(shí)應(yīng)進(jìn)行模擬計(jì)算，接地極投入運(yùn)行后進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。（包括電氣化鐵道的供電變壓器和機(jī)車(chē)牽引變壓器料、結(jié)構(gòu)及制造工藝有關(guān)。制造廠(chǎng)商宜提供相關(guān)的技術(shù)要求。如制造廠(chǎng)商不能提供技術(shù)要求，變壓器每相0.3%0.5%，0.7%。附 錄 A（資料性附錄）地面最大允許跨步電壓根據(jù)直流電流從人的兩腳間通過(guò)人體，腳（趾）感到輕微刺痛感覺(jué)時(shí)的電流值作為人體允許通過(guò)的直流電流限值，推薦直流接地極地面最大允許跨步電壓由式（A.1）確定式中:

EmmV/；

Id(Rb

2R0)

(A.1)dA；b；0Ω。10285140和5.3A3S考慮，代入公式(C.1)中，得到地面最大允許跨步電壓計(jì)算式:式中:

Em

7.42

0.0318s

(A.2)s——表層土壤電阻率，Ω·m。附 錄 B（資料性附錄）接地極極址注流試驗(yàn)與電位擬合法接地極極址的注流試驗(yàn)和電位擬合法可適用于土壤參數(shù)分布復(fù)雜（如有山、湖泊、溝渠等）地區(qū)，和數(shù)百米至數(shù)公里深處的土壤電阻率值測(cè)量。注流試驗(yàn)與電位擬合法測(cè)量大地電性參數(shù)可按下列步驟執(zhí)行：10km）的地方安裝一個(gè)輔助電極，租用附近配電線(xiàn)路，將其中的一相或兩相，串入試驗(yàn)電源后連接兩個(gè)試驗(yàn)電極，另一相留作測(cè)量電位用。試驗(yàn)時(shí)，給模擬電極注入一定值（5A）的直流電流，同時(shí)在模擬電極至兩電極