35KV变电所防雷接地保护设计(9)

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电流作用下，其接地电阻要小于工频（或直流）电流下的数值。这一现象称为火花效应。另一方面，雷电流的等值频率很高，使接地体自身呈现出的电感特性，会阻碍雷电流向接地体远端流通，在接地体较长时，这种影响更是明显，从而使接地体得不到充分的利用，这样就使冲击接地电阻大于工频接地电阻。此现象称为电感效应。

Rch?UmIm（峰值电压与峰值电流之

根据接地电阻定义式，冲击接地电阻应为

比），但在此表达式中，接地体上最大电压Um出现的时刻，不一定是最大电流出现的时刻（因电感作用，Um出现在Im之前），所以Rch的表达式没有实际的物理意义。

工程上通常是测量工频（或直流）接地电阻，并利用冲击系数α来表示冲击接地电阻与工频接地电阻的关系，即：

??

RchRd （5-9）

一般情况下，由于火花效应大于电感效应，故α<1；但是在电感效应明显情况下，如长度很长的延长接地体时，有可能α>1。

5.3接地体工频接地电阻计算

接地体有自然接地体和人工接地体两种类型，因此，接地体的设计计算包括自然接地体和人工接地体两种情况。在接地设计时，为了充分发挥技术、经济效益，首先要充分利用可以利用的自然接地体，但基于安全可靠考虑，也要用人工接地体。

5.3.1自然接地体及其工频接地电阻计算

常用自然接地体包括埋在地下的上、下水管道、建筑物及构筑物混凝土基础内的钢筋和骨架、埋地电缆的金属外皮及穿绝缘导线的金属管等。

自然接地体一般距离长，在大地土壤接触面积大，其散流电阻小，有时还能起到人工接地体无法起到的效果，尤其在等电位连接上，自然接地体在不少情况

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下是与电气设备的金属外壳相连，在发生接地故障时，接地故障电流从一开始就从自然接地体流散，在加上自然接地体在地下纵横交错，如果可靠连接起来，能起到分流，均压，等电位连接等作用，从而可降低跨步电压和接触电压，并节省投资。

自然接地体的工频接地电阻都可以实测的。 5.3.2人工接地体及工频接地电阻计算

当利用了自然接地体后仍不满足接地电阻要求值时，应埋设人工接地体；而对于无自然接地体的可利用的场所，就必须埋设人工接地体了。

人工接地体有垂直打入地中的钢管、角钢或水平埋设在地中的圆钢、扁钢及铜带等。

（1）垂直埋设的单根接地体接地电阻计算

Rcd?

?4lln2?ld （5-10）

式中，? 为土壤电阻率，Ω·m；l为接地体长度 ，m；d为接地体直径或等效直径，并且l>>d，如果是扁钢，b为角钢每边宽度。

当n根垂直接地体并联（顶端用导体连接）时，总的接地电阻计算：

d?b2，b为扁钢宽度，若是角钢，d=0.84b，

Rcd??

Rcd?n?c （5-11）

式中，Rcd为单根垂直接地体的接地电阻，Ω；n为并联接地体的根数；?c为利用系数，即接地体散流场之间相互屏蔽，是接地体附近的电流密度变得不均匀，影响接地电流散流。

（2）水平埋设的接地体接地电阻计算

?L2Rsd?(ln?A)2?lhd （5-12）

式中，L为水平埋设接地体的总长度，m；h为水平埋设接地体的埋设深度，m；d为水平埋设接地体的直径或等效直径，m；A为水平埋设接地体的形状系

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数。

（3）用简化计算系数计算接地体的接地电阻 当各种垂直接地体采用标准规格尺寸和规定长度，并且打入地中，使顶端距地面为0.5～0.7m时，则单根接地体的接地电阻为：

Rcd?k? （5-13）

式中，k为简化计算系数；?为土壤电阻率，Ω·m，????0，其中?0为实测土壤电阻率，?为季节系数。

（4）在水平埋设的接地体上焊接有垂直接地棒时，水平接地体接地电阻有：

Rsd???Rcd

?s （5-14）

式中，Rcd为单根垂直接地棒的散流电阻，Rcd?k?，Ω；?s为水平接地体的屏蔽系数。

（5）由垂直接地体及水平接地体共同构成的复式接地装置的接地电阻计算有：

Rd???11Rcd???1Rsd???1n?c?s?RcdRsd （5-15）

当整个接地装置是由n根垂直接地体和一根水平接地体连接起来组成的复式装置时，总的接地电阻可按下式计算：

RcdRsd1n??Rcd?Rsd?n （5-16）

Rd??

式中，Rcd为单根垂直接地体的接地电阻，Ω；Rsd为单根水平接地体的接地电阻，Ω；n为垂直接地体根数；?为考虑所有接地体相互屏蔽的系数。

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第6章 变电站的接地设计

6.1变电站接地装置的型式

在变电站集中安装了最重要的电气设备和电气装置，如变压器、断路器及各种控制屏、保护柜等。这些设备需要避雷针（线）和避雷器来实现防雷保护；同时，这些电气设备带电运行时，还要考虑值班人员的人身安全。因此，在变电站就需要有良好的接地装置，以实现综合满足工作接地、保护接地及防雷接地等的要求。

在实际工程中，为保证安全及工作需要，一般是统一敷设——接地网，而在避雷针（线）和避雷器附近下面，在加设一组集中的防雷接地体，加强泄放雷电流作用，从而构成了变电站完整的接地装置。

变电站的接地装置要充分利用自然接地体，若自然接地体满足不了接地电阻值要求，则要加设人工接地体，而且多数是敷设以水平接地体为主的人工接地体。对大电流接地系统的变电站，不管自然接地体情况如何，必须装设人工接地体。对面积较大的接地网来说，装设水平人工接地体对均压、散流、降阻以及减小跨步电压和接触电压效果最好。

变电站的接地网常采用40mm×4mm的扁钢或直径为20mm的圆钢排列成方孔形或长孔形，埋地0.6～0.8m，在北方应埋在冻土层以下，其面积与变电站的面积相同或稍大，埋在变电站的围墙外侧，距墙1.5～2m，四周外缘应闭合，外缘各角做成圆弧形，圆弧的半径不宜小于接地网内均压带间距的一半。网内敷设的均压带间距一般取3～10m，可以等间距布置，也可以不等间距布置，但应按一定规律变化。

6.2变电站的接地装置要求

6.2.1接地电阻值的要求

在中性点直接接地或经低电阻接地的变电站中，保护接地电阻要求：

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Rd?2000I （6-1）

式中，Rd为考虑季节变化时的最大接地电阻值，Ω；I为流经接地装置入地的计算短路电流，A，其大小按下式计算。

当变电站内发生接地短路时，流经接地装置的入地电流为：

I?（Imax?IN)(1?kf1) （6-2）

式中，Imax为接地短路电流的最大值，A；IN为发生最大接地短路电流时，

k流经变电站接地中性点的最大接地短路电流，A；f1为变电站内发生接地短路时

避雷线的工频分流系数。

当在变电站外发生接地故障时，流经接地装置入地的短路电流为：

I?IN(1?kf2) …… 此处隐藏：1266字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……