A类电气装置接地装置的设计与应用

6.1　接地装置的一般规定

6.1.1　各种接地装置应利用直接埋入地中或水中的自然接地极，并设置将自然接地极和人工接地极分开的测量井。发电厂、变电所除利用自然接地极外，还应敷设人工接地极。

6.1.2　当利用自然接地极和引外接地装置时，应采用不少于两根导体在不同地点与接地网相连接。

6.1.3　在高土壤电阻率地区，可采取下列降低接地电阻的措施：

a）当在发电厂、变电所2000m以内有较低电阻率的土壤时，可敷设引外接地极；

b）当地下较深处的土壤电阻率较低时，可采用井式或深钻式接地极；

c）填充电阻率较低的物质或降阻剂；

d）敷设水下接地网。

6.1.4　在永冻土地区除可采用本标准6.1.3的措施外，尚可采取下列措施：

a）将接地装置敷设在溶化地带或溶化地带的水池或水坑中；

b）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，还应敷设深度约0.5m的伸长接地极；

c）在房屋溶化盘内敷设接地装置；

d）在接地极周围人工处理土壤，以降低冻结温度和土壤电阻率。

6.1.5　人工接地极，水平敷设的可采用圆钢、扁钢，垂直敷设的可采用角钢、钢管等。接地装置的导体，应符合热稳定与均压的要求，还应考虑腐蚀的影响。按机械强度要求的接地装置导体的最小尺寸应符合表1所列规格。

表1　接地装置导体的最小尺寸

注　1　地下部分圆钢的直径，其分子、分母数据分别对应于架空线路和发电厂、变电所的接地装置；
2　地下部分钢管的壁厚，其分子、分母数据分别对应于埋于土壤和埋于室内素混凝土地坪中；
3　架空线路杆塔的接地极引出线，其截面不应小于50mm2，并应热镀锌。

6.1.6　接地装置的防腐蚀设计，应符合下列要求：

a）计及腐蚀影响后，接地装置的设计使用年限，应与地面工程的设计使用年限相当。

b）接地装置的防腐蚀设计，宜按当地的腐蚀数据进行。

c）在腐蚀严重地区，敷设在电缆沟中的接地线和敷设在屋内或地面上的接地线，宜采用热镀锌，对埋入地下的接地极宜采取适合当地条件的防腐蚀措施。接地线与接地极或接地极之间的焊接点，应涂防腐材料。

6.1.7　接地电阻的测量可按照DL 475—92《接地装置工频特性参数的测量导则》执行。

6.2　发电厂、变电所电气装置的接地装置

6.2.1　发电厂、变电所电气装置的接地装置，除利用自然接地极外，应敷设以水平接地极为主的人工接地网。

人工接地网的外缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形，圆弧的半径不宜小于均压带间距的一半。接地网内应敷设水平均压带。接地网的埋设深度不宜小于0.6m。

接地网均压带可采用等间距或不等间距布置。

35kV及以上变电所接地网边缘经常有人出入的走道处，应铺设砾石、沥青路面或在地下装设两条与接地网相连的均压带。

对于3～10kV变电所、配电所，当采用建筑物的基础作接地极且接地电阻又满足规定值时，可不另设人工接地。

6.2.2　在有效接地和低电阻接地系统中，发电厂、变电所电气装置的接地装置，当接地电阻不符合式（5）的要求时，其人工接地网及有关电气装置还应符合以下要求：

a）为防止转移电位引起的危害，对可能将接地网的高电位引向厂、所外或将低电位引向厂、所内的设施，应采取隔离措施。例如：对外的通信设备加隔离变压器；向厂、所外供电的低压线路采用架空线，其电源中性点不在厂、所内接地，改在厂、所外适当的地方接地；通向厂、所外的管道采用绝缘段，铁路轨道分别在两处加绝缘鱼尾板等等。

b）考虑短路电流非周期分量的影响，当接地网电位升高时，发电厂、变电所内的3～10kV阀式避雷器不应动作或动作后应承受被赋与的能量。

c）设计接地网时，应验算接触电位差和跨步电位差。

6.2.3　当人工接地网局部地带的接触电位差、跨步电位差超过规定值，可采取局部增设水平均压带或垂直接地极铺设砾石地面或沥青地面的措施。

6.2.4　发电厂、变电所的接地装置应与线路的避雷线相连，且有便于分开的连接点。当不允许避雷线直接和发电厂、变电所配电装置架构相连时，发电厂、变电所接地网应在地下与避雷线的接地装置相连接，连接线埋在地中的长度不应小于15m。

6.2.5　发电厂、变电所电气装置中下列部位应采用专门敷设的接地线接地。

a）发电机机座或外壳，出线柜、中性点柜的金属底座和外壳，封闭母线的外壳；

b）110kV及以上钢筋混凝土构件支座上电气设备的金属外壳；

c）箱式变电站的金属箱体；

d）直接接地的变压器中性点；

e）变压器、发电机、高压并联电抗器中性点所接消弧线圈、接地电抗器、电阻器或变压器等的接地端子；

f）GIS的接地端子；

g）避雷器，避雷针、线等的接地端子。

6.2.6　当不要求采用专门敷设的接地线接地时，电气设备的接地线宜利用金属构件、普通钢筋混凝土构件的钢筋、穿线的钢管和电缆的铅、铝外皮等。但不得使用蛇皮管、保温管的金属网或外皮以及低压照明网络的导线铅皮作接地线。

操作、测量和信号用低压电气设备的接地线可利用永久性金属管道，但可燃液体、可燃或爆炸性气体的金属管道除外。

利用以上设施作接地线时，应保证其全长为完好的电气通路，并且当利用串联的金属构件作为接地线时，金属构件之间应以截面不小于100mm2的钢材焊接。

6.2.7　在有效接地系统及低电阻接地系统中，发电厂、变电所电气装置中电气设备接地线的截面，应按接地短路电流进行热稳定校验。钢接地线的短时温度不应超过400℃，铜接地线不应超过450℃，铝接地线不应超过300℃。接地线截面的热稳定校验可按照附录C进行。

6.2.8　校验不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统中电气设备接地线的热稳定时，敷设在地上的接地线长时间温度不应大于150℃，敷设在地下的接地线长时间温度不应大于100℃。

当按70℃的允许载流量曲线选定接地线的截面时，对于敷设在地上的接地线，应采用流过接地线的计算用单相接地故障电流的60%；对于敷设在地下的接地线，应采用流过接地线的计算用单相接地故障电流的75%。

6.2.9　与架空送、配电线路相连的6～66kV高压电气装置中的电气设备接地线，还应按两相异地短路校验热稳定，接地线的短时温度与本标准6.2.7相同。

6.2.10　接地线应便于检查，但暗敷的穿线钢管和地下的金属构件除外。潮湿的或有腐蚀性蒸汽的房间内，接地线离墙不应小于10mm。

6.2.11　接地线应采取防止发生机械损伤和化学腐蚀的措施。

6.2.12　在接地线引进建筑物的入口处，应设标志。明敷的接地线表面应涂15～100mm宽度相等的绿色和黄色相间的条纹。

6.2.13　发电厂、变电所电气装置中电气设备接地线的连接应符合下列要求：

a）接地线应采用焊接连接。当采用搭接焊接时，其搭接长度应为扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍。

b）当利用钢管作接地线时，钢管连接处应保证有可靠的电气连接。当利用穿线的钢管作接地线时，引向电气设备的钢管与电气设备之间，应有可靠的电气连接。

c）接地线与管道等伸长接地极的连接处，宜焊接。连接地点应选在近处，并应在管道因检修而可能断开时，接地装置的接地电阻仍能符合本标准的要求。管道上表计和阀门等处，均应装设跨接线。(www.xing528.com)

d）接地线与接地极的连接，宜用焊接；接地线与电气设备的连接，可用螺栓连接或焊接。用螺栓连接时应设防松螺帽或防松垫片。

e）电气设备每个接地部分应以单独的接地线与接地母线相连接，严禁在一个接地线中串接几个需要接地的部分。

6.2.14　发电厂、变电所GIS的接地线及其连接应符合以下要求：

a）三相共箱式或分相式的GIS，其基座上的每一接地母线，应采用分设其两端的接地线与发电厂或变电所的接地网连接。接地线并应和GIS室内环形接地母线连接。接地母线较长时，其中部宜另加接地线，并连接至接地网。接地线与GIS接地母线应采用螺栓连接方式，并应采取防锈蚀措施。

b）接地线截面的热稳定校验，应分别按本标准6.2.7或6.2.8的要求进行。对于只有2条或4条接地线，其截面热稳定的校验电流分别取全部接地（短路或故障）电流的70%和35%。

c）当GIS露天布置或装设在室内与土壤直接接触的地面上时，其接地开关、金属氧化物避雷器的专用接地端子与GIS接地母线的连接处，宜装设集中接地装置。

d）GIS室内应敷设环形接地母线，室内各种设备需接地的部位应以最短路径与环形接地母线连接。GIS布置于室内楼板上时，其基座下的钢筋混凝土地板中的钢筋应焊接成网，并和环形接地母线相连接。

6.2.15　发电厂、变电所配电装置构架上避雷针（含悬挂避雷线的架构）的集中接地装置应与主接地网连接，由连接点至变压器接地点沿接地极的长度不应小于15m。

6.2.16　发电厂主厂房、主控制楼、变电所主控制楼（室）和配电装置室屋顶避雷针等的接地线、接地极布置及其与发电厂、变电所电气装置接地网之间的连接方式等，应符合DL/T 620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的要求。

6.2.17　发电厂和变电所有爆炸危险且爆炸后可能波及发电厂和变电所内主设备或严重影响发供电的建筑物防感应雷电过电压的接地线、接地极的布置方式应符合DL/T 620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的要求。

6.2.18　发电厂易燃油、可燃油、天然气和氢气等贮罐，装卸油台、铁路轨道、管道、鹤管、套筒及油槽车等防静电接地的接地位置，接地线、接地极布置方式等应符合下列要求：

a）铁路轨道、管道及金属桥台，应在其始端、末端、分支处以及每隔50m处设防静电接地，鹤管应在两端接地。

b）厂区内的铁路轨道应在两处用绝缘装置与外部轨道隔离。两处绝缘装置间的距离应大于一列火车的长度。

c）净距小于100mm的平行或交叉管道，应每隔20m用金属线跨接。

d）不能保持良好电气接触的阀门、法兰、弯头等管道连接处也应跨接。跨接线可采用直径不小于8mm的圆钢。

e）油槽车应设防静电临时接地卡。

f）易燃油、可燃油和天然气浮动式贮罐顶，应用可挠的跨接线与罐体相连，且不应少于两处。跨接线可用截面不小于25mm2的钢绞线或软铜线。

g）浮动式电气测量的铠装电缆应埋入地中，长度不宜小于50m。

h）金属罐罐体钢板的接缝、罐顶与罐体之间以及所有管、阀与罐体之间应保证可靠的电气连接。

6.3　架空线路杆塔的接地装置

6.3.1　高压架空线路杆塔的接地装置可采用下列型式：

a）在土壤电阻率ρ≤100Ω·m的潮湿地区，可利用铁塔和钢筋混凝土杆自然接地。对发电厂、变电所的进线段应另设雷电保护接地装置。在居民区，当自然接地电阻符合要求时，可不设人工接地装置。

b）在土壤电阻率100Ω·m＜ρ≤300Ω·m的地区，除利用铁塔和钢筋混凝土杆的自然接地外，并应增设人工接地装置，接地极埋设深度不宜小于0.6m。

c）在土壤电阻率300Ω·m＜ρ≤2000Ω·m的地区，可采用水平敷设的接地装置，接地极埋设深度不宜小于0.5m。

d）在土壤电阻率ρ＞2000Ω·m的地区，可采用6～8根总长度不超过500m的放射形接地极或连续伸长接地极。放射形接地极可采用长短结合的方式。接地极埋设深度不宜小于0.3m。

e）居民区和水田中的接地装置，宜围绕杆塔基础敷设成闭合环形。

f）放射形接地极每根的最大长度，应符合表2的要求。

表2　放射形接地极每根的最大长度

g）在高土壤电阻率地区采用放射形接地装置时，当在杆塔基础的放射形接地极每根长度的1.5倍范围内有土壤电阻率较低的地带时，可部分采用引外接地或其他措施。

6.3.2　计算雷电保护接地装置所采用的土壤电阻率，应取雷季中最大可能的数值，并按下式计算

式中：ρ——土壤电阻率，Ω·m；

ρ0——雷季中无雨水时所测得的土壤电阻率，Ω·m；

Ψ——考虑土壤干燥所取的季节系数。

Ψ采用表3所列数值。土壤和水的电阻率参考值可参照附录F。

表3　雷电保护接地装置的季节系数

注　测定土壤电阻率时，如土壤比较干燥，则应采用表中的较小值；如比较潮湿，则应采用较大值。

6.3.3　单独接地极或杆塔接地装置的冲击接地电阻可用下式计算

式中：Ri——单独接地极或杆塔接地装置的冲击接地电阻，Ω；

R——单独接地极或杆塔接地装置的工频接地电阻，Ω；

α——单独接地极或杆塔接地装置的冲击系数。

α的数值可参照附录D。

6.3.4　当接地装置由较多水平接地极或垂直接地极组成时，垂直接地极的间距不应小于其长度的两倍；水平接地极的间距不宜小于5m。

由n根等长水平放射形接地极组成的接地装置，其冲击接地电阻可按下式计算

式中：Rhi——每根水平放射形接地极的冲击接地电阻，Ω；

ηi——考虑各接地极间相互影响的冲击利用系数。

ηi的数值可参照附录D选取。

6.3.5　由水平接地极连接的n根垂直接地极组成的接地装置，其冲击接地电阻可按下式计算

式中：Rvi——每根垂直接地极的冲击接地电阻，Ω；

R＇hi——水平接地极的冲击接地电阻，Ω。

6.3.6　架空线路杆塔的接地线及其连接方式，应符合DL/T 620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的要求。

6.4　配电电气装置的接地装置

6.4.1　户外柱上配电变压器等电气装置的接地装置，宜敷设成围绕变压器台的闭合环形。

6.4.2　配电变压器等电气装置安装在由其供电的建筑物内的配电装置室时，其接地装置应与建筑物基础钢筋等相连。

6.4.3　引入配电装置室的每条架空线路安装的阀式避雷器的接地线，应与配电装置室的接地装置连接，但在入地处应敷设集中接地装置。