加入文库VIP >
获取下载特权
上传我的文档

《交流电气装置的接地设计规范》GB/T 50065-2011

58778

 前 言

前 言


本规范是根据原建设部《关于印发<二00四年工程建设国家标准制订、修订计划>的通知》(建标[2004]67号)的要求,由中国电力科学研究院会同有关单位对原国家标准《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ 65—83进行修订而成的。

本规范在修订过程中,修订组经过调查研究,广为搜集近年来随着电力系统的发展对电气工程中交流电气装置接地技术提出的新要求以及相关科研成果和工程的实践经验,在原有标准的基础上增添了许多新的内容。在认真处理征求意见稿反馈意见后提出送审稿,最后经审查定稿。

本规范共分8章和9个附录,主要技术内容包括:总则,术语,高压电气装置接地,发电厂和变电站的接地网,高压架空线路和电缆线路的接地,高压配电电气装置的接地,低压系统接地型式、架空线路的接地、电气装置的接地电阻和保护总等电位联结系统,低压电气装置的接地装置和保护导体等。

本规范本次修订的主要内容是:

1.对本规范的适用范围作了修订,由适用于35kV及以下,扩大到适用于750kV及以下电压等级。同时由于接地要求的不同,将交流电气装置按系统标称电压的区别划分为高压(1kV以上至750kV)和低压(1kV及以下)电气装置。

2.根据条文内容的修订,适当增加了术语。

3.规定了接地的种类。随着本规范适用范围的扩大,也将高压电气装置的保护接地的范围加以扩大。

4.提出了110kV及以上变电站接地网设计的一般要求。对有效接地系统变电站接地网提出了地电位升高的限值和均压要求。针对接地装置防腐蚀要求引入了铜和铜覆钢材料。补充了具有气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)变电站的接地,以及发电厂和变电站雷电保护与防静电的接地要求。

5.对高压架空线路和电缆线路的接地作出了规定。

6.对高压配电电气装置的接地作出了规定。

7.参照IEC有关标准和现行国家标准提出低压系统接地型式、架空线路的接地、低压电气装置的接地电阻和保护总等电位联结的规定。

8.参照IEC有关标准和现行国家标准提出低压电气装置的接地装置和保护导体的要求。

本规范由住房和城乡建设部负责管理,由中国电力企业联合会标准化管理中心负责具体管理,由中国电力科学研究院负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中,请各单位结合工程实践。认真总结经验,如有意见或建议请寄送中国电力科学研究院(地址:北京市海淀区小营东路15号;邮政编码:100192),以便今后修订时参考。

本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:

主编单位:中国电力科学研究院

参编单位:清华大学

主要起草人:杜澍春 陆家榆 何金良 鞠 勇 郭 剑 葛 栋 曾 嵘

主要审查人:方 静 王 茁 陈俊章 李 晖 董晓辉 梁学宇 曾小超 陈宏明 彭 勇 黄宝莹 丁 杰 马静波 张惠寰 巴 涛 韩敬军 刘庆时 王荣亮 陆宠惠 刘稳坚 陈光华 王碧云 王厚余 黄妙庆 刘 继

1总 则

1 总 则

1.0.1 为使交流电气装置的接地设计在电力系统运行和故障时能保证电气装置和人身的安全,做到技术先进、经济合理,制定本规范。
▼ 点击展开条文说明

1.0.2 本规范适用于交流标称电压1kV以上至750kV发电、变电、送电和配电高压电气装置,以及1kV及以下低压电气装置的接地设计。
▼ 点击展开条文说明

1.0.3 交流电气装置的接地设计,应遵循规定的设计步骤。设计方案、接地导体(线)和接地极材质的选用等,应因地制宜。土壤情况比较复杂地区的重要发电厂和变电站的接地网,宜经经济技术比较后确定设计方案。
▼ 点击展开条文说明

1.0.4 交流电气装置的接地设计,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
▼ 点击展开条文说明

2术 语

2 术 语
▼ 点击展开条文说明

2.0.1 接地 earth

在系统、装置或设备的给定点与局部地之间做电连接。

2.0.2 系统接地 system earthing

电力系统的一点或多点的功能性接地。

2.0.3 保护接地 protective earthing

为电气安全,将系统、装置或设备的一点或多点接地。

2.0.4 雷电保护接地 lightning protective earthing

为雷电保护装置(避雷针、避雷线和避雷器等)向大地泄放雷电流而设的接地。

2.0.5 防静电接地 static protective earthing

为防止静电对易燃油、天然气贮罐和管道等的危险作用而设的接地。

2.0.6 接地极 earthing electrode

埋入土壤或特定的导电介质(如混凝土或焦炭)中与大地有电接触的可导电部分。

2.0.7 接地导体(线) earthing conductor

在系统、装置或设备的给定点与接地极或接地网之间提供导电通路或部分导电通路的导体(线)。

2.0.8 接地系统 earthing system

系统、装置或设备的接地所包含的所有电气连接和器件。

2.0.9 接地装置 earth connection

接地导体(线)和接地极的总和。

2.0.10 接地网 earth-electrode network

接地系统的组成部分,仅包括接地极及其相互连接部分。

2.0.11 集中接地装置 concentrated earth connection;concentrated grounding connection

为加强对雷电流的散流作用、降低对地电位而敷设的附加接地装置,敷设3根~5根垂直接地极。在土壤电阻率较高的地区,则敷设3根~5根放射形水平接地极。

2.0.12 接地电阻 earthing resistance

在给定频率下,系统、装置或设备的给定点与参考地之间的阻抗的实部。

2.0.13 工频接地电阻 power frequency earthing resistance

根据通过接地极流入地中工频交流电流求得的电阻。

2.0.14 冲击接地电阻 impulse earthing resistance

根据通过接地极流入地中冲击电流求得的接地电阻(接地极上对地电压的峰值与电流的峰值之比)。

2.0.15 地电位升高 earth potential rise

电流经接地装置的接地极流入大地时,接地装置与参考地之间的电位差。

2.0.16 接触电位差 touch potential difference

接地故障(短路)电流流过接地装置时,大地表面形成分布电位,在地面上到设备水平距离为1.Om处与设备外壳、架构或墙壁离地面的垂直距离2.Om处两点间的电位差。

2.0.17 最大接触电位差 maximal touch potential difference

接地网孔中心对接地网接地极的最大电位差。

2.0.18 跨步电位差 step potential difference

接地故障(短路)电流流过接地装置时,地面上水平距离为1.Om的两点间的电位差。

2.0.19 最大跨步电位差 maximal step potential difference

接地网外的地面上水平距离1.Om处对接地网边缘接地极的最大电位差。

2.0.20 转移电位 diverting potential

接地故障(短路)电流流过接地系统时,由一端与接地系统连接的金属导体传递的接地系统对参考地之间的电位。

2.0.21 外露可导电部分 exposed conductive part

设备上能触及到的可导电部分,它在正常情况下不带电,但在基本绝缘损坏时会带电。

2.0.22 外界可导电部分 extraneous conductive part

非电气装置的,且易于引入电位的可导电部分,该电位通常为局部电位。

2.0.23 中性导体 neutral conductor

电气上与中性点连接并能用于配电的导体。

2.0.24 保护导体 protective conductor(PE)

为了安全目的设置的导体。

2.0.25 保护中性导体 PEN conductor(PEN)

具有中性导体和保护导体两种功能的导体。

2.0.26 等电位联结 equipotential bonding

为达到等电位,多个可导电部分间的电连接。

2.0.27 保护总等电位联结系统 protective equipotential bonding system(PEBS)

用于保护的为实现可导电部分之间的等电位联结而将这些部分相互连接。

2.0.28 直流偏移 dc offset

电力系统暂态情况下,实际电流与对称电流波形之间的差异。

2.0.29 接地故障对称电流有效值 effective symmetrical ground fault current

接地故障时交流电流有效值。

2.0.30 接地故障不对称电流有效值 effective asymmetrical ground fault current

计及直流电流分量数值及其衰减特性影响的不对称电流的等价有效值。

2.0.31 衰减系数 decrement factor

接地计算中,对接地故障电流中对称分量电流引入的校正系数,以考虑短路电流的过冲效应。衰减系数Df为接地故障不对称电流有效值If与接地故障对称电流有效值If的比值。

2.0.32 接地网最大入地电流 maximum grid current

接地故障电流中经接地网流入地中的电流最大值,供接地设计使用。

2.0.33 接地网入地对称电流 symmetrical grid current

接地网入地电流的对称分量。

2.0.34 故障电流分流系数 fault current division factor

接地网入地对称电流Ig与接地故障对称电流If的比值。

2.0.35 接地故障电流持续时间 continuous time of ground fault current

接地故障出现起直至其终止的全部时间。
▼ 点击展开条文说明

2.0.36 放热焊接 exothermic welding

利用金属氧化物与铝之间的氧化还原反应,同时释放出大量的热量和高温熔融金属,进行焊接的方法。
▼ 点击展开条文说明

3高压电气装置接地

3.1 一般规定

3 高压电气装置接地


3.1 一般规定
▼ 点击展开条文说明

3.1.1 电力系统、装置或设备应按规定接地。接地装置应充分利用自然接地极接地,但应校验自然接地极的热稳定性。接地按功能可分为系统接地、保护接地、雷电保护接地和防静电接地。

3.1.2 发电厂和变电站内,不同用途和不同额定电压的电气装置或设备,除另有规定外应使用一个总的接地网。接地网的接地电阻应符合其中最小值的要求。
▼ 点击展开条文说明

3.1.3 设计接地装置时,应计及土壤干燥或降雨和冻结等季节变化的影响,接地电阻、接触电位差和跨步电位差在四季中均应符合本规范的要求。但雷电保护接地的接地电阻,可只采用在雷季中土壤干燥状态下的最大值。典型人工接地极的接地电阻可按本规范附录A计算。
▼ 点击展开条文说明

3.2 保护接地的范围

3.2 保护接地的范围
▼ 点击展开条文说明

3.2.1 电力系统、装置或设备的下列部分(给定点)应接地:

1 有效接地系统中部分变压器的中性点和有效接地系统中部分变压器、谐振接地、低电阻接地以及高电阻接地系统的中性点所接设备的接地端子。

2 高压并联电抗器中性点接地电抗器的接地端子。

3 电机、变压器和高压电器等的底座和外壳。

4 发电机中性点柜的外壳、发电机出线柜、封闭母线的外壳和变压器、开关柜等(配套)的金属母线槽等。

5 气体绝缘金属封闭开关设备的接地端子。

6 配电、控制和保护用的屏(柜、箱)等的金属框架。

7 箱式变电站和环网柜的金属箱体等。

8 发电厂、变电站电缆沟和电缆隧道内,以及地上各种电缆金属支架等。

9 屋内外配电装置的金属架构和钢筋混凝土架构,以及靠近带电部分的金属围栏和金属门。

10 电力电缆接线盒、终端盒的外壳,电力电缆的金属护套或屏蔽层,穿线的钢管和电缆桥架等。

11 装有地线(架空地线,又称避雷线)的架空线路杆塔。

12 除沥青地面的居民区外,其他居民区内,不接地、谐振接地和高电阻接地系统中无地线架空线路的金属杆塔。

13 装在配电线路杆塔上的开关设备、电容器等电气装置。

14 高压电气装置传动装置。

15 附属于高压电气装置的互感器的二次绕组和铠装控制电缆的外皮。

3.2.2 附属于高压电气装置和电力生产设施的二次设备等的下列金属部分可不接地:

1 在木质、沥青等不良导电地面的干燥房间内,交流标称电压380V及以下、直流标称电压220V及以下的电气装置外壳,但当维护人员可能同时触及电气装置外壳和接地物件时除外。

2 安装在配电屏、控制屏和配电装置上的电测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳,以及当发生绝缘损坏时在支持物上不会引起危险电压的绝缘子金属底座等。

3 安装在已接地的金属架构上,且保证电气接触良好的设备。

4 标称电压220V及以下的蓄电池室内的支架。

5 除本规范第4.3.3条所列的场所外,由发电厂和变电站区域内引出的铁路轨道。

4发电厂和变电站的接地网

4.1 110kV及以上发电厂和变电站接地网设计的一般要求

4 发电厂和变电站的接地网


4.1 110kV及以上发电厂和变电站接地网设计的一般要求
▼ 点击展开条文说明

4.1.1 设计人员应掌握工程地点的地形地貌、土壤的种类和分层状况,并应实测或搜集站址土壤及江、河、湖泊等的水的电阻率、地质电测部门提供的地层土壤电阻率分布资料和关于土壤腐蚀性能的数据,应充分了解站址处较大范围土壤的不均匀程度。
▼ 点击展开条文说明

4.1.2 设计人员应根据有关建筑物的布置、结构、钢筋配置情况,确定可利用作为接地网的自然接地极。

4.1.3 设计人员应根据当前和远景的最大运行方式下一次系统电气接线、母线连接的送电线路状况、故障时系统的电抗与电阻比值等,确定设计水平年的最大接地故障不对称电流有效值。

4.1.4 设计人员应计算确定流过设备外壳接地导体(线)和经接地网入地的最大接地故障不对称电流有效值。

4.1.5 接地网的尺寸及结构应根据站址土壤结构和其电阻率,以及要求的接地网的接地电阻值初步拟定,并宜通过数值计算获得接地网的接地电阻值和地电位升高,且将其与要求的限值比较,并通过修正接地网设计使其满足要求。

4.1.6 设计人员应通过计算获得地表面的接触电位差和跨步电位差分布,并应将最大接触电位差和最大跨步电位差与允许值加以比较。不满足要求时,应采取降低措施或采取提高允许值的措施。

4.1.7 接地导体(线)和接地极的材质和相应的截面,应计及设计使用年限内土壤对其的腐蚀,通过热稳定校验确定。

4.1.8 设计人员应根据实测结果校验设计。当不满足要求时,应补充与完善或增加防护措施。

4.2 接地电阻与均压要求

4.2 接地电阻与均压要求

4.2.1 保护接地要求的发电厂和变电站接地网的接地电阻,应符合下列要求:

1 有效接地系统和低电阻接地系统,应符合下列要求:

1)接地网的接地电阻宜符合下列公式的要求,且保护接地接至变电站接地网的站用变压器的低压侧应采用TN系统,低压电气装置应采用(含建筑物钢筋的)保护总等电位联结系统:

R≤2000/IG (4.2.1-1)

式中:R——采用季节变化的最大接地电阻(Ω);

IG——计算用经接地网入地的最大接地故障不对称电流有效值(A),应按本规范附录B确定。

IG应采用设计水平年系统最大运行方式下在接地网内、外发生接地故障时,经接地网流入地中并计及直流分量的最大接地故障电流有效值。对其计算时,还应计算系统中各接地中性点间的故障电流分配,以及避雷线中分走的接地故障电流。

2)当接地网的接地电阻不符合本规范式(4.2.1-1)的要求时,可通过技术经济比较适当增大接地电阻。在符合本规范第4.3.3条的规定时,接地网地电位升高可提高至5kV。必要时,经专门计算,且采取的措施可确保人身和设备安全可靠时,接地网地电位升高还可进一步提高。

2 不接地、谐振接地和高电阻接地系统,应符合下列要求:

1)接地网的接地电阻应符合下列公式的要求,但不应大于4Ω,且保护接地接至变电站接地网的站用变压器的低压侧电气装置,应采用(含建筑物钢筋的)保护总等电位联结系统:

R≤120/Ig(4.2.1-2)

式中:R——采用季节变化的最大接地电阻(Ω);

Ig——计算用的接地网入地对称电流(A)。

2)谐振接地系统中,计算发电厂和变电站接地网的入地对称电流时,对于装有自动跟踪补偿消弧装置(含非自动调节的消弧线圈)的发电厂和变电站电气装置的接地网,计算电流等于接在同一接地网中同一系统各自动跟踪补偿消弧装置额定电流总和的1.25倍;对于不装自动跟踪补偿消弧装置的发电厂和变电站电气装置的接地网,计算电流等于系统中断开最大一套自动跟踪补偿消弧装置或系统中最长线路被切除时的最大可能残余电流值。
▼ 点击展开条文说明

4.2.2 确定发电厂和变电站接地网的型式和布置时,应符合下列要求:

1 110kV及以上有效接地系统和6kV~35kV低电阻接地系统发生单相接地或同点两相接地时,发电厂和变电站接地网的接触电位差和跨步电位差不应超过由下列公式计算所得的数值:

Ut=(174+0.17ρsCs)/(√ts ) (4.2.2-1)

Us=(174+0.7ρsCs)/(√ts ) (4.2.2-2)

式中:Ut——接触电位差允许值(V);

Us——跨步电位差允许值(V);

ρs——地表层的电阻率(m);

Cs——表层衰减系数,按本规范附录C的规定确定;

ts ——接地故障电流持续时间,与接地装置热稳定校验的接地故障等效持续时间te 取相同值(s)。

2 6kV~66kV不接地、谐振接地和高电阻接地的系统,发生单相接地故障后,当不迅速切除故障时,发电厂和变电站接地装置的接触电位差和跨步电位差不应超过下列公式计算所得的数值:

Ut=50+0.05ρsCs (4. 2.2-3)

Ut=50+0.2ρsCs (4.2.2-4)

3 接触电位差和跨步电位差可按本规范附录D的规定计算。
▼ 点击展开条文说明

4.3 水平接地网的设计

4.3 水平接地网的设计

4.3.1 发电厂和变电站水平接地网应符合下列要求:

1 水平接地网应利用直接埋入地中或水中的自然接地极,发电厂和变电站接地网除应利用自然接地极外,还应敷设人工接地极。

2 当利用自然接地极和引外接地装置时,应采用不少于2根导线在不同地点与水平接地网相连接。

3 发电厂(不含水力发电厂)和变电站的接地网,应与110kV及以上架空线路的地线直接相连,并应有便于分开的连接点。6kV~66kV架空线路的地线不得直接和发电厂和变电站配电装置架构相连。发电厂和变电站接地网应在地下与架空线路地线的接地装置相连接,连接线埋在地中的长度不应小于15m。

4 在高土壤电阻率地区,可采取下列降低接地电阻的措施:

1)在发电厂和变电站2000m以内有较低电阻率的土壤时,敷设引外接地极;当地下较深处的土壤电阻率较低时,可采用井式、深钻式接地极或采用爆破式接地技术。

2)填充电阻率较低的物质或降阻剂,但应确保填充材料不会加速接地极的腐蚀和其自身的热稳定。

3)敷设水下接地网。水力发电厂可在水库、上游围堰、施工导流隧洞、尾水渠、下游河道或附近的水源中的最低水位以下区域敷设人工接地极。

5 在永冻土地区可采用下列措施:

1)将接地网敷设在溶化地带或溶化地带的水池或水坑中。

2)可敷设深钻式接地极,或充分利用井管或其他深埋在地下的金属构件作接地极,还应敷设深垂直接地极,其深度应保证深入冻土层下面的土壤至少5m。

3)在房屋溶化盘内敷设接地网。

4)在接地极周围人工处理土壤,降低冻结温度和土壤电阻率。

6 在季节冻土或季节干旱地区可采用下列措施:

1)季节冻土层或季节干旱形成的高电阻率层的厚度较浅时,可将接地网埋在高电阻率层下0.2m。

2)已采用多根深钻式接地极降低接地电阻时,可将水平接地网正常埋设。

3)季节性的高电阻率层厚度较深时,可将水平接地网正常埋设,在接地网周围及内部接地极交叉节点布置短垂直接地极,其长度宜深入季节高电阻率层下面2m。
▼ 点击展