《電力工程接地用銅覆鋼使用導(dǎo)則》編制說明

電力工程接地用銅覆鋼使用導(dǎo)則

（征求意見稿）

編制說明

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本標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)國家能源局下達(dá)的“2019年能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制（修）訂計劃及英文版翻

譯出版計劃”（計劃編號：能源20190673）的通知中關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)項目的制定任務(wù)安排，由國網(wǎng)

陜西省電力公司電力科學(xué)研究院，全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司，國網(wǎng)江西省電力有限公

司電力科學(xué)研究院，北京市金合益科技發(fā)展有限公司，成都諾嘉偉業(yè)科技有限公司等單位參

與起草編寫本標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）的。

根據(jù)銅覆鋼材料的結(jié)構(gòu)特性，充分發(fā)揮銅覆鋼復(fù)合材料的優(yōu)異性能，保障接地裝置全壽

命周期運行要求，有必要在銅覆鋼產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效規(guī)范的同時，制定電力工程接地用銅覆

鋼使用導(dǎo)則，對銅覆鋼的設(shè)計選型、施工、運維等進(jìn)行規(guī)范，保證銅覆鋼接地工程質(zhì)量。

一、編制背景

銅覆鋼復(fù)合金屬是一種優(yōu)異的接地材料，是資源節(jié)約型產(chǎn)品。近年來，已在電力接地工

程中大面積推廣應(yīng)用銅覆鋼接地材料，相關(guān)研究成果也列入了電力行業(yè)新成果推廣目錄，并

在2013年頒布了DL/T1312《電力工程接地用銅覆鋼技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)范，

經(jīng)過幾年的市場規(guī)范，銅覆鋼產(chǎn)品品質(zhì)已有很大的提高，銅覆鋼材料產(chǎn)業(yè)也有較大的發(fā)展。

但是，從近十年的使用情況來看，設(shè)計選型和施工過程時缺乏規(guī)范指導(dǎo)，存在一些嚴(yán)重

問題，主要包括：（1）未根據(jù)接地工程使用環(huán)境進(jìn)行銅層厚度設(shè)計，一律選用0.25mm銅

層厚度，存在一刀切設(shè)計選型問題。在腐蝕嚴(yán)重地區(qū)，銅層厚度不足導(dǎo)致使用壽命不滿足，

存在接地網(wǎng)燒蝕或失效風(fēng)險；（2）對熱穩(wěn)定系數(shù)的取值僅依靠經(jīng)驗，導(dǎo)致部分銅覆鋼接地

設(shè)計截面和電氣性能不滿足全壽命周期運行要求；（3）缺乏對電力系統(tǒng)分類使用的規(guī)定，

如輸電、發(fā)電和變電、配電等對銅覆鋼設(shè)計選型和使用；（4）缺乏銅覆鋼施工技術(shù)要求，

如材料的進(jìn)場檢驗、接地體的敷設(shè)、連接方式、銅覆鋼與異種金屬連接的腐蝕等；（5）缺

乏銅覆鋼接地裝置工程驗收要求。

本標(biāo)準(zhǔn)編制對規(guī)范銅覆鋼接地材料的科學(xué)應(yīng)用，有效發(fā)揮銅覆鋼接地材料性能，引領(lǐng)行

業(yè)規(guī)范發(fā)展，具有十分重要的意義。

二、編制主要原則及思路

1、根據(jù)國家能源局下達(dá)的“2019年能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制（修）訂計劃及英文版翻譯出

版計劃”（計劃編號：能源20190673）的通知中關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)項目的制定任務(wù)安排，在制定過程

中，編寫組經(jīng)過調(diào)查研究，廣為調(diào)研近年來銅覆鋼接地材料設(shè)計和在接地工程中應(yīng)用狀態(tài)，

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以及收集相關(guān)科研和工程的實踐經(jīng)驗資料，參考相關(guān)技術(shù)規(guī)范，編制了本標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）。

2、作為電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，緊跟國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，為保證本標(biāo)準(zhǔn)在電力工程建設(shè)領(lǐng)域

保持領(lǐng)先水平，本標(biāo)準(zhǔn)參考了國內(nèi)外最新標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)論述，并結(jié)合接地裝置全壽命周期要求

和接地網(wǎng)免維護(hù)要求進(jìn)行了征求意見稿編制。

3、本標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）體現(xiàn)了創(chuàng)新性和傳承性的統(tǒng)一，具有較強(qiáng)的針對性和可操作

性。

4、本標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）圍繞設(shè)計選用、進(jìn)場施工、驗收、運行與維護(hù)進(jìn)行編制，包

括有8章正文和7章附錄，具體說明見第四章。

三、與其他標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系及涉及專利情況

1、引用了《磁性基體上非磁性覆蓋層覆蓋層厚度測量磁性法》GB/T4956、《交流電

氣裝置的接地設(shè)計規(guī)范》GB/T50065、《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》GB

50169、《接地裝置特性參數(shù)測量導(dǎo)則》DL/T475、《電力工程接地用銅覆鋼技術(shù)條件》DL/T

1312、《電氣接地工程用材料及連接件》DL/T1342、《接地網(wǎng)土壤腐蝕性評價導(dǎo)則》DL/T

1554、《大型接地網(wǎng)狀態(tài)評估技術(shù)導(dǎo)則》DL/T1680、《電力建設(shè)安全工作規(guī)程第1部分：

火力發(fā)電》DL5009.1、《電力建設(shè)安全工作規(guī)程第2部分：電力線路》DL5009.2、《電

力建設(shè)安全工作規(guī)程第3部分：變電站》DL5009.3等標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。

2、參考了國際標(biāo)準(zhǔn)《GuideforSafetyinACSubstationGrounding》IEEE80Std80-2013，

以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)《交流電力工程接地防腐蝕技術(shù)規(guī)范》DL/T2094和《電力工程接地材料防腐

技術(shù)規(guī)范》QGDW12015-2020。

四、主要工作過程

1、2020年1～2月，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)編寫組織機(jī)構(gòu)，確立編研工作總體目標(biāo)，確定參編單位

及其人員，開展課題前期研究工作。

2、2020年3～9月，開始全面開展調(diào)研、收集資料；與建設(shè)、運行、施工、監(jiān)理等單

位進(jìn)行技術(shù)交流；赴科研機(jī)構(gòu)、設(shè)計單位開展調(diào)研和技術(shù)交流；請設(shè)計和運維管理單位介紹

接地材料設(shè)計和運行維護(hù)現(xiàn)狀。

3、2020年10~11月，開展集中編研。在廣泛調(diào)研收資和技術(shù)交流的基礎(chǔ)上，編寫組擬

定了標(biāo)準(zhǔn)體系框架并形成初稿。于當(dāng)年的11月5日由能源行業(yè)電力接地技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委

員會在江蘇鹽城市主持召開了編制大綱+初稿的審定會，確定了標(biāo)準(zhǔn)編制框架和主要內(nèi)容。

4、2021年1月～2021年3月，根據(jù)大綱+初稿審查會的意見，編寫組進(jìn)行了針對性的

調(diào)研，并收集并分析了數(shù)十個電力系統(tǒng)接地材料設(shè)計應(yīng)用工程案例。

5、2021年4月，開展第二次次集中編研，對標(biāo)準(zhǔn)文本的章、節(jié)、條、款內(nèi)容進(jìn)行了全

面深化、修改、完善，編制形成了征求意見稿（討論稿）。能源行業(yè)電力接地技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委

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員會于2021年4月22日在四川成都市主持召開了電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力工程接地用銅覆鋼技

術(shù)條件》征求意見稿審查會。

6、2021年5~8月，標(biāo)準(zhǔn)編寫組對審查意見進(jìn)行了認(rèn)真的研究，并進(jìn)行了部分現(xiàn)場試驗，

提出了相應(yīng)的修改內(nèi)容，8月底標(biāo)準(zhǔn)編制組完成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿正式稿。擬在9月發(fā)出向

社會和行業(yè)征求意見。

五、標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)

則》給出的規(guī)則起草。標(biāo)準(zhǔn)的主要結(jié)構(gòu)包括：1范圍、2規(guī)范性引用文件、3術(shù)語和定義、4

一般原則、5銅覆鋼的選型設(shè)計、6銅覆鋼進(jìn)場施工、7驗收、8運行與維護(hù)、附錄A（規(guī)范

性）銅覆鋼的選型設(shè)計流程、附錄B（規(guī)范性）銅覆鋼熱穩(wěn)定系數(shù)的計算、附錄C（規(guī)范性）

銅覆鋼在土壤中的腐蝕速率、附錄D（資料性）銅覆鋼銅層厚度的計算、附錄E（規(guī)范性）

銅覆鋼進(jìn)場施工流程、附錄F（規(guī)范性）銅覆鋼工頻試驗電流計算、附錄G（資料性）銅覆

鋼接地裝置施工記錄和中間驗收。

本標(biāo)準(zhǔn)主要條文說明如下：

3術(shù)語和定義

3.3是根據(jù)《電力工程接地裝置用放熱焊劑技術(shù)條件》DL/T1315-2013中3.1定義內(nèi)容

的補(bǔ)充。

4一般原則

4.1標(biāo)準(zhǔn)《電力工程接地用銅覆鋼技術(shù)條件》DL/T1312是規(guī)范銅覆鋼材料的技術(shù)要求、

檢測方法及檢驗規(guī)則。供貨方需提供符合該標(biāo)準(zhǔn)要求的第三方型式試驗報告。

4.4銅覆鋼的銅層具有提高接地體抗腐蝕性和導(dǎo)電性的特性，按全壽命周期要求設(shè)計時

需考慮兩者對銅層厚度的需求。

4.5銅覆鋼由于銅層的低導(dǎo)磁性，在工況下對泄放電流具有趨膚效應(yīng)。相同情況，通過

相關(guān)算法可以比較出，銅覆鋼比高導(dǎo)磁性材料具有低內(nèi)阻抗，從而降低接地網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)電位差和

增大通流能力，能有效保障設(shè)備接地的安全性和提高接地材料的利用率。

4.6連接點始終是導(dǎo)體連接的薄弱環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有成熟工藝，能提供銅覆鋼接地線單根長度

100米以上，能滿足降低連接點的需要。

5銅覆鋼的選型設(shè)計

本標(biāo)準(zhǔn)不推薦用銅覆鋼絞線作為接地體，是基于近年來市場應(yīng)用出現(xiàn)的嚴(yán)重腐蝕問題確

定的（見下圖），加之銅覆鋼絞線的制造工藝是覆銅后進(jìn)行多次機(jī)械拉拔成型，加工過程中

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由于應(yīng)力、拉痕、延展等因素導(dǎo)致銅層出現(xiàn)微觀裂紋，產(chǎn)生腐蝕隱患；另一個因素是，在變

電站和發(fā)電廠應(yīng)用中，由于絞線與土壤接地面大，導(dǎo)致銅層腐蝕量也偏低，電氣性能變化明

顯，穩(wěn)定性差（見下圖）。

圖銅覆鋼絞線腐蝕圖

圖銅覆鋼絞線電氣性能穩(wěn)定性變化圖

5.3.1.1發(fā)電廠、變電站，以及配電臺站接地裝置需承受系統(tǒng)短路時的工頻大電流，因

此需要校核接地材料的熱穩(wěn)定性，其截面可通過熱穩(wěn)定校核公式計算。

5.3.1.2

（1）銅層厚度的選取包括導(dǎo)電率要求（熱穩(wěn)定性要求）的厚度和抗腐蝕要求的銅層厚

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度之和，確保滿足接地裝置全壽命周期的要求。

（2）銅層厚度選取時，銅覆鋼熱穩(wěn)定系數(shù)取值為116和134，分別對應(yīng)的導(dǎo)電率是15%

和20%。通過公式計算（附錄D）可以看出，若選用導(dǎo)電率為25%時，設(shè)計壽命20年時的

銅層厚度就超過了1.0mm，不具有經(jīng)濟(jì)性。

（3）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)DL/T2094《交流電力工程接地防腐蝕技術(shù)規(guī)范》中對銅覆鋼銅層厚度

最小值規(guī)格劃分為0.25mm、0.60mm、0.8mm；本標(biāo)準(zhǔn)增加了“極強(qiáng)”腐蝕性土壤環(huán)境，故增

加“1.00mm”銅層最小值規(guī)格。

5.3.2規(guī)定了輸電線路桿塔銅覆鋼接地裝置的選型設(shè)計，此時，只需考慮土壤腐蝕情況

下的銅層厚度。若需做熱穩(wěn)定校驗，C值選取鋼材質(zhì)的熱穩(wěn)定系數(shù)。

輸電線路桿塔接地?zé)峤冧\圓鋼通常尺寸是Ф10和Ф12，熱浸鍍鋅扁鋼是40×4，銅覆

鋼的抗腐蝕性是優(yōu)于熱浸鍍鋅鋼（腐蝕率是鋼的1/6）。因此，銅覆鋼的最小尺寸是參考GB/T

50065-2011中的規(guī)定。

6銅覆鋼進(jìn)場施工

6.1.2規(guī)定在發(fā)電廠和變電站接地用銅覆鋼需要進(jìn)行工頻大電流驗收試驗，是考慮有入

地故障短路大電流情況，是符合工況運行特征的。其他電力工程故障電流較小，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)

工況運行確定是否進(jìn)行該項試驗。

6.2.2.3銅層厚度是銅覆鋼各項性能的保障，所以本條要求進(jìn)場銅覆鋼全檢。

6.3.1施工方案應(yīng)包括人員組織分工、技術(shù)培訓(xùn)、安全教育、進(jìn)度安排，施工用設(shè)備、

器具，各區(qū)域用接地材料規(guī)格、數(shù)量，施工記錄要求等；工器具包括施工設(shè)備、施工工具、

測量儀器等，安全防護(hù)用品指的是人員用的安全帽、反光背心、絕緣手套等，和施工過程用

防護(hù)用品。

6.3.2a）銅覆鋼水平接地體抗拉強(qiáng)度通常在400MPa左右，截面大的（如110kV變電

站及以上和發(fā)電廠，直徑大于14mm）銅覆鋼強(qiáng)度很大，成卷后采用人工展開較為困難，可

以向供貨商要求提供矯直設(shè)備，設(shè)備分為兩種：電動矯直和人工矯直。

6.3.2b）本條中銅覆鋼垂直接地體可采用錘擊方式安裝，但在地質(zhì)較硬的環(huán)境不宜采

用錘擊方式，以免損壞銅層。如巖石、半風(fēng)化頁巖、硬質(zhì)石谷等。銅覆鋼垂直接地體連接器

銅層選用一定牌號的黃銅或青銅，選擇時確保足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的抗腐蝕性。連接時銅

覆鋼接地體在連接器內(nèi)部應(yīng)接觸，連接后銅覆鋼接地體沒有外露螺紋。符合

IEC62561-2Edition.2.0-2018-01的規(guī)定。

6.3.3a）放熱銅焊的來自標(biāo)準(zhǔn)《電力工程接地裝置用放熱焊劑技術(shù)條件》DL/T1315-2013

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中4.3條的分類和規(guī)定。

附錄A（規(guī)范性）銅覆鋼的選型設(shè)計流程

規(guī)定銅覆鋼在規(guī)格選取過程中需要定量考慮的電氣因素和腐蝕因素。以往更多的是定

量計算電氣因素的影響（熱穩(wěn)定校核），腐蝕往往采用統(tǒng)一的經(jīng)驗值，造成銅覆鋼接地裝置

規(guī)格設(shè)計不足或設(shè)計富裕，帶來運行和投資上的損害。

附錄B（規(guī)范性）銅覆鋼熱穩(wěn)定系數(shù)的計算

附錄B的計算公式是引自DL/T1312-2013中的“附錄A”內(nèi)容，其參數(shù)取值為

IEEE80-2013《IEEEGuideforSafetyinACSubstationGrounding》中“Table1Material

constant”的規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)將Tm統(tǒng)一規(guī)定為1084℃，其因如下：

經(jīng)查閱，Tm取值在標(biāo)準(zhǔn)GB/T50065-2011附錄E中E.0.2條描述“和銅覆鋼材采用放熱

焊接方式時的最大允許溫度，應(yīng)根據(jù)土壤腐蝕的嚴(yán)重程度經(jīng)驗算分別取700℃、800℃、

900℃”，意思是土壤腐蝕性是通過Tm的取值來考慮裕量的。

其出處為BS7430:1988中的描述，按相關(guān)公式進(jìn)行計算Ф14.2mm銅覆鋼運行30a不同

腐蝕程度后的溫度值(銅層厚度0.25mm,相對導(dǎo)電率16%，Tm=700℃)，如下表所示。

腐蝕率mm/a0.0020.0030.0040.006

溫度℃900103412441741

顯然，腐蝕率0.04mm/a時30年后銅層已超過熔化溫度了。因此，根據(jù)Tm的不同溫度

來估算土壤腐蝕的銅層裕量是不科學(xué)的，也不能更好的指導(dǎo)設(shè)計和工程實施。本標(biāo)準(zhǔn)是充分

考慮了土壤腐蝕后的電氣性能，不存在銅層的腐蝕設(shè)計裕量，所以本標(biāo)準(zhǔn)的Tm按銅的熔化

溫度取值是科學(xué)的。