接地装置热稳定校验方法详解

1）根据热稳定条件，未考虑腐蚀时，接地线的最小截面应符合式（19-11）要求

式中 S_g——接地线的最小截面（mm²）；

I_g——流过接地线的短路电流稳定值（A）（根据系统5～10年发展规划，按系统最大运行方式确定）；

t_e——短路的等效持续时间（s）；

c——接地线材料的热稳定系数，根据材料的种类、性能及最高允许温度和短路前接

地线的初始温度确定。

在校验接地线的热稳定时，I_g、t_e及c应采用表19-11所列数值。接地线的初始温度一般取40℃。在爆炸危险场所，应按专用规定执行。

2）根据热稳定条件，未考虑腐蚀时，接地装置接地极的截面不宜小于连接至该接地装置的接地线截面的75%。

3）在设计中对接地线的腐蚀问题，可按下列数据处理：

① 镀锌、镀锡的扁钢、圆钢埋于地下的部分，其腐蚀速度取0.065mm/年（指总厚度）。

② 无防腐蚀措施的接地线其腐蚀速度取（指两侧总厚度）：

ρ=50～300Ω·m地区，扁钢可取0.1～0.2mm/年，圆钢取0.2～0.4mm/年；

ρ＞300Ω·m以上地区，扁钢取0.1～0.05mm/年，圆钢取0.3～0.07mm/年；

表19-11 校验接地线热稳定用的I_g、t_e和c值

注：短路的等效持续时间t_e有下述两种情况：

1）发电厂、变电所的继电保护装置配置有两套速动主保护、近接地后备保护、断路器失灵保护和自动重合闸时，t_e可按式（19-12）取值

t_e≥t_m+t_f+t₀ （19-12）

式中 t_m——主保护动作时间（s）；

t_f——断路器失灵保护动作时间（s）；

t₀——断路器开断时间（s）。

2）配有一套速动主保护、近或远（或远近结合的）后备保护和自动重合闸，有或无断路器失灵保护时，t_e可按式（19-13）取值

t_e≥t₀+t_r （19-13）

式中 t_r——第一级后备保护的动作时间（s）。

ρ＜50Ω·m地区及重盐碱地区，应专门研究解决。

③ 接地线的寿命，一般按25～30年考虑。

4）接地装置的防腐蚀设计，应符合下列要求：

① 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。

② 接地装置的防腐蚀设计，宜按当地的腐蚀数据进行。

③ 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已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。

例题1：某220kV变电站，接地网总面积7600m²，ρ=68Ω·m，最大运行方式下单相短路电流25kA，接地短路电流持续时间2s。

（1）计算接触电位差、跨步电位差不应超过哪组数值？

（A）131.2V、156.7V （B）110.8V、113.4V

（C）95V、115V （D）92.78V、156.7V

答案：[A]

解答：根据《交流电气装置的接地》（DL/T 621—1997）第3.4条式（1.2）有

（2）接简易计算公式计算220kV接电网地阻为（ ）。(www.xing528.com)

（A）10Ω （B）20Ω （C）0.39Ω （D）0.5Ω

答案：[C]

解答：根据《交流电气装置的接地》（DL/T 621—1997）附录A表A2有

（3）流经变压器中性的最大接地短路电流1kA，k_e1=0.5，k_e2=0.1，则接地电阻为（ ）。

（A）5Ω （B）0.5Ω （C）0.39Ω （D）0.167Ω

答案：[D]

解答：根据《交流电气装置的接地》（DL/T 621—1997）附录B式（B1）、式（B2）有

根据《交流电气装置的接地》（DL/T 621—1997）第5.1.1条式（5）有

例题2：某新建电厂一期安装两台300MW机组，采用发动机-变压器单元接线接入厂内220kV屋外中型配电装置，配电装置采用双母线接线。在配电装置架构上装有避雷针进行直击雷保护，其海拔高度不大于1000m。主变中性点可直接接地或不接地运行。配电装置设置了以水平接地极为主的接地网，接地电阻为0.65Ω，配电装置（人脚站立）处的土壤电阻率为100Ω·m。

（1）在主变压器高压侧和高压侧中性点装有无间隙金属氧化锌避雷器，请计算确定避雷器的额定电压值，并从下列数值中选择正确的一组？

（A）189kV，143.6kV （B）189kV，137.9kV

（C）181.5kV，143.6kV （D）181.5kV，137.9kV

答案：[A]

解答：根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T 620—1997）表3：

0.75×252=189kV

0.57×252=143.64kV

（2）若主变压器高压侧至配电装置间采用架空线连接，构架上装有两个等高避雷针，如图所示。若被保护物的高度为15m。请计算确定满足直击雷保护要求时，避雷针的总高度最短应选择下列哪项数值？

（A）25m （B）30m （C）35m （D）40m

答案：[A]

解答：根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T 620—1997）式7：

（3）当220kV配电装置发生单相短路时，计算入地电流不大于且最接近下列哪个值时，接地装置可同时满足允许的最大接触电位差和最大跨步电位差的要求？（接地短路故障电流的持续时间取0.06s，表层衰减系数C_s取1，接触电位差影响系数K_m取0.75，跨步电位差影响系数K_s取0.6）

（A）1000A （B）1500A （C）2000A （D）2500A

答案：[B]

解答：根据《交流电气装置的接地》（DL/T 621—1997）式1、式2及附录B式B3、式B4、式B5：

可得

取I≤1599.5（A），选择B。

（4）若220kV配电装置的接地引下线和水平接地极采用扁钢，当流过接地引下线的单相短路接地电流为10kA时，按满足热稳定条件选择，计算确定接地装置水平接地体的最小截面应为下列哪项数值？（设主保护的动作时间10ms，断路器失灵保护动作时间1s，断路器断开时间90ms，第一级后备保护的动作时间0.6s；接地体发热按400℃）

（A）90mm² （B）112.4mm² （C）118.7mm² （D）149.8mm²

答案：[D]

解答：根据《交流电气装置的接地设计规范》（GB 50065—2011）附录E式E.0.1、式E.0.3-1及条文说明：

所以选择D。