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农网35KV变电站所接地装置设计

在农网建设和改造中，各地新建和改造了许多35kV变电所，为规范和统一35kV变电所的建设工作，一些省(地方)制定了35kV变电所设计的指导性意见和范本，但是对变电所的接地装置部分设计深度不够，使部分建设单位在施工设计中没有引起足够地重视，致使在实际施工中凭经验来敷设接地装置，给今后电气设备的安全留下了事故隐患。由于接地装置是保证变电所内人身和设备安全的重要设施，因此必须重视对接地装置的设计工作。
1　一般要求

　　(1)　为保证人身安全，所有的电气设备，都应装设接地装置，并将电气设备外壳接地。设计中首先应利用各类自然接地体。

　　(2)　一般应将各种不同用途和不同电压的电气设备使用一个总的接地装置。接地装置的接地电阻，应满足其中接地电阻最小的电气设备要求。

　　(3)　电气设备的人工接地体应尽可能在电气设备所在地点四周对地电压分布均匀，一般应采用环形接地体。

　　(4)　设计接地装置时，应考虑到一年4季中，均能保证接地电阻的要求值。

2　接地范围

　　变电所中电气设备的下列金属部分均需接地：

　　①变压器、电器、电机和照明器具等的底座和外壳；

　　②设备的传动装置；

　　③互感器的二次绕组；

　　④配电屏、保护屏、计量屏、电源屏与控制屏的框架；

　　⑤配电装置的金属构架和钢筋混凝土架构以及靠近带电部分的金属围栏；

　　⑥电力电缆的电缆接头、电缆终端的外壳以及电缆的外皮和钢管电缆的钢管等；

　　⑦电缆的外皮；

3　接地电阻(见表1)

表1　接地电阻一览表(Ω)

注：I_jd为接地短路电流的计算值(A)，r_jd为接地电阻值。

大接地电流系统 仅用于该系统接地 rjd≤0.5
小接地电流系统 1kV以上设备接地 rjd≤250/Ijd≤10
与1kV以下设备共用时的接地 rjd≤120/Ijd≤10

注：Ijd为接地短路电流的计算值(A)，rjd为接地电阻值。

4　接地短路电流的计算值

　　在计算小接地电流系统的接地电阻时，其接地短路电流Ijd，用以下方法确定：

　　(1)　在中性点经消弧线圈接地的电网中，计算电流应采取以下数值：

　　①当变电所有消弧线圈时，计算电流等于消弧线圈额定电流的125；

　　②当变电所不接消弧线圈时，计算电流按切断系统最大一台消弧线圈时，在此电网中可能发生的剩余接地短路电流来计算，但不得小于30A。

　　(2)　在中性点不接地的网络中计算电流采用单项接地电容电流，可按下式计算：

Ijd=U(35Ll Lj)/350(A)

式中　U-网络线电压，kV

　　　Ll-电缆线路长度，km

　　　Lj-架空线路长度，km

　　(3)　计算接地短路电流，应按运行中可能发生最大接地短路电流的接线方式确定。

5　接地网的布置

　　全国大部分地区变电所的接地网，无非凡情况，一般均可采用棒形和带形接地体联合组成的接地装置，对于不同的土壤电阻率，可分别采用不同的接地装置，一般的要求及布置方式为：

①土壤电阻率ρ≤3×104Ω·cm时，因电位分布衰减较快，应采用以棒形垂直接地体为主的棒带接地装置。

②土壤电阻率3×10.4≤ρ≤5×104Ω·cm时，因电位分布衰减较慢，应采用以水平接地体为主的带棒接地装置。

③所有的接地装置应埋设于冻土层以下，一般埋设深度不小于0.6m。尽量利用固定电缆支、吊架用的预埋铁件作为屋内接地干线。

④接地装置的敷设方式：围绕屋外配电装置、屋内配电装置、控制室及其它需要装设接地网的建筑物敷设环形接地网；各接地网之间的相互连线不应少于2根；接地网外缘的各角应做成圆弧形。

⑤接地体：一般选用∠50×5镀锌角钢、Φ120镀锌圆钢和－40×5镀锌扁钢，角钢长度为25m；水平敷设的接地体采用圆钢或扁钢，垂直敷设的接地体可以采用角钢和圆钢；为减少接地体间的屏蔽作用，接地体之间的距离不应小于3m。新型接地材料一般选用镀铜接地材料（镀铜钢接地棒、水平镀铜钢绞线、放热焊接等）。

6　避雷针和避雷器的接地

①一般应采用垂直接地体做避雷针和避雷器的集中接地，以加强散泄雷电流的作用。

②独立避雷针的接地装置与接地网的地中距离要求不小于3m；配电装置构架上的避雷针应与接地网相连，并在其四周装设集中接地装置。

③独立避雷针及其接地装置与道路或建筑物出入口的距离应大于3m；从避雷针与接地网连接处到变压器或35kV及以下设备与接地网连接处的接地体长度不能小于15m。

7　接地装置的计算

　　对于大多数以接地棒为主的接地装置，在计算中可以不单独计算水平接地体的接地电阻，考虑到它的作用，一般接地棒可减少10左右，因此可以从接地电阻值直接求出接地棒的数量：

n=0.9Rc/R·ηc，Rc=K·ρ

式中R-接地电阻要求值，Ω

　　Rc-垂直接地体的扩散电阻，Ω

　　ρ-土壤电阻率，Ω·cm

　　ηc-接地体利用系数(一般为0.65～0.75)

　　K-系数(对于∠50×5角钢为34.85×10-4)