包头固南220kV变电站接地网设计
(内蒙古电力勘测设计院，内蒙古 呼和浩特 010000)
摘 要：文章介绍了包头固南220kV变电站接地网设计。 通过对本站土壤电阻率的选取、接地电阻值计算、接地网接地电阻的分析后，确定最终能满 足要求的接地电阻值，然后选用优质、可靠的降阻材料，经过认真地设计、计算，使接地网 的设计达到要求。
关键词：包头接地电阻；跨步电位差；接触电位差；接地网设计
中图分类号：TM63(226) 文献标识码：A 文章编号 ：1007—6921(2009)14—0081—01
1 站区主接地网情况
包头固南220kV变电站位于包头固阳金山镇散旦梁村南，根据《土壤电阻率测量报告》中的 测定结果，该地区最大冻结深度为2.60m，综合考虑现有施工难度和工程造价。将本站的主 接地网埋深至- 0.8m，考虑到该地区的冻结深度，取土壤电阻率460Ω·m。
本变电站为大电流接地系统，接地装置采用以水平接地体为主的复合接地装置，水平接地体 采用-50×6镀锌扁钢。本站接地网面积为143m×166+37×75m，主接地网敷设成网格状,网孔 间距一般为10m×10m左右。
2 主接地网接地电阻值
主接网的接地电阻(复合式接地网典型接地电阻计算公式).gif)
式中：S——地网的面积(全站闭合接地网总面积)
S=143×166+37×75=26 513m2
ρ——土壤电阻率，460Ω·m。
本站接地电阻计算结果为：
3 接地网接地电阻的要求
根据接地设计规程中对接地电阻的要求：
R——考虑到季节变化的最大接地电阻，Ω；
I——入地短路电流；A。
本站的入地短路电流经计算为：8.95KA
R=0.223Ω
4 接地网接地电阻分析
由以上计算可知主接地网的接地电阻为1.413Ω，接地电阻要求值2000/I=0.223Ω，接 地电阻很难满足要求。同时为了满足二次继电保护装置要求，故本站设计拟采取降阻措施， 将接地电阻降至0.5Ω以下，验算是否满足接地装置的跨步电位差和接触电位差的要求，从 而最终推出满足要求的接地电阻值。
4.1 接地电阻降至0.5Ω后，跨步电位差为计算
因变电站的最大入地短路电流为 Imax0=8950A,接地短路时地电位升高为
Ug= Imax0R=4475v
跨步电压的允许值为:
式中：ρ-地表土壤电阻率，460Ω.m;
t-接地短路电流持续时间0.04s;
uk-跨步电压允许值v。
水平接地体长度L=5 600m, 水平外延周长 L0=692m; 接地体埋深h=0.8m; 施加降阻剂后接地 体的直往d=0.2m。
降阻后接地网的最大跨步电位差的计算可按下式计算
Usmax=KsmaxUg
式中：Usmax-最大跨步电压V;
Ksmax-最大跨步系数。[ZK)]
对边缘闭合的地网
综上可知：接地网降至0.5Ω后的主地网跨步电位差要求值大于计算值，可行。
42 接地电阻降至0.5Ω后，接触电位差为计算
接地网表面的最大接触电位差：
式中：n-均压带计算根数，6(方孔接地网)；
d-均压带等效直径，0.025m；
Ktmax-最大接触电位差系数
Kd=0.841-0.225lgd
=0.841-0.225lg0.025=1.20
KL=1.0
Kn=0.076+0.776/n
=0.076+0.776/6=0.21
KS=0.234+0.414lg
=0.234+0.414lg163=1.15
Utmax=KtmaxUg=Kd KL Kn KS Ug
=1.20×1.0×0.21×1.15×4475=1297
因为Utmax= 1297＞［Ut］=1261
综上可知：接地网降至0.5Ω后的主地网接触电位差计算值大于要求值，不能满足要求。
4.3 如需满足其主接地网接触电位差要求值，需将接地电阻降至
综合分析：本站的主接地网接地电阻值降至0486Ω后，这时本站的接地网将全部满足要求 。
5 接地降阻方案的采用
本站接地降阻材料采用物理型石墨复合接地体和石墨降阻剂，本产品是一种由导电的非金属 材料石墨为导电材料，主要以碳素自由电子材料的防腐剂组成的，能明显降低工频接地电阻 和抵抗土壤中水分、盐、酸、碱等因素侵蚀的新型接地材料。
本站接地降阻措施是在水平接地主网上包裹石墨降阻剂和垂直敷设石墨复合接地体形成复合 接地网，达到降低工频接地电阻值，达到瞬间泄流的目的。接地方案设计如下：①用石墨降阻剂包裹水平接地体使其成为一体的接地体来增大接地体的有效接地面积，从 而达到降低接地电阻的目的。②在主接地网上敷设垂直石墨复合接地体然后用石墨降阻剂包裹水平接地体及石墨复合接 地体使其成为一体的接地体来增大接地体的有效接地面积，从而达到降低接地电阻的目的。③在地网范围内的避雷器、避雷针、变压器中性点、构架和建筑物周围，设置集中接地装 置(做法同上)。④主接地网外沿一周及与避雷针相连处，重要设备附近垂直接地体敷设石墨复合接地体， 然后用石墨降阻剂包裹接地体及石墨复合接地体使其成为一体的接地体来增大接地体的有效 接地面积，从而达到降低接地电阻的目的。
通过以上接地降阻措施方案后，施工完毕后进行实测，本站的接地网接地电阻达到0.23Ω满 足要求。
6 结束语
通过包头固南220kV变电站接地方案设计使接地网接地电阻达到了要求。从本站的接 地设计可知:变电站的接地设计要从土壤电阻率的选择、接地电阻计算、接地电势计算、跨 步电势计算等全面分析后，确定最终能满足要求的接地电阻值。然后选用优质、可靠的降阻 材料，经过认真的设计、计算，能使接地网的设计一次到位。
［参考文献］
［1］ 李景禄实用电力接地技术［M］北京：中国电力出版社，2002.
［2］ DL/T621-1997交流电气装置的接地［S］北京：中国电力出版社.
［3］ GB/T 21698-2008复合接地体技术条件［S］北京：中国标准出版社.
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