交流電氣裝置的接地
Grounding for AC edectrical insfallations
DL/T 621—1997
中華人民共和國電力行業(yè)標準
交流電氣裝置的接地
DL/ T 621—1997
Grounding for AC electrical installations
中華人民共和國電力工業(yè)部1997-09-02批準 1998-01-01實施
前 言
本標準是根據(jù)原水利電力部1979年1月頒發(fā)的SDJ8—79《電力設備接地設計技術規(guī)程》和1984年3月頒發(fā)的SD119—84《500kV電網(wǎng)過電壓保護絕緣配合與電氣設備接地暫行技術標準》，經(jīng)合并、修訂之后提出的。
本標準較修訂前的兩個標準有如下重要技術內(nèi)容的改變：
1) 增加了電阻接地系統(tǒng)交流電氣裝置保護接地接地電阻的規(guī)定；
2) 修訂了有效接地系統(tǒng)接地裝置接地線熱穩(wěn)定校驗的規(guī)定；提出3～66kV不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)進行異地兩相短路接地線熱穩(wěn)定校驗的要求；
3) 補充了接地網(wǎng)非等間距布置時的接地網(wǎng)接觸電位差、跨步電位差的計算方法；
4) 修訂了桿塔接地裝置和自然接地極沖擊系數(shù)的計算方法；
5) 提出接地裝置耐腐蝕的工作壽命的要求；
6) 增加了氣體絕緣全封閉組合電器(GIS)的接地規(guī)定；
7) 參考IEC有關標準補充了低壓建筑物電氣裝置的接地系統(tǒng)和接地裝置等內(nèi)容。
本標準發(fā)布后，SDJ8—79和SD119—84第六章500kV電網(wǎng)電氣設備接地即行廢止。
本標準的附錄A、附錄B、附錄C、附錄D和附錄E是標準的附錄，附錄F是提示的附錄。
本標準由電力工業(yè)部科學技術司提出。
本標準由電力工業(yè)部絕緣配合標準化技術委員會歸口。
本標準起草單位：電力工業(yè)部電力科學研究院高壓研究所。
本標準起草人：杜澍春。
本標準委托電力工業(yè)部電力科學研究院高壓研究所負責解釋。
1 范圍
本標準規(guī)定了交流標稱電壓500kV及以下發(fā)電、變電、送電和配電電氣裝置(含附屬直流電氣裝置，并簡稱為A類電氣裝置)以及建筑物電氣裝置(簡稱B類電氣裝置)的接地要求和方法。
2 名詞術語
本標準采用下列名詞術語。
2.1 接地 grounded
將電力系統(tǒng)或建筑物中電氣裝置、設施的某些導電部分，經(jīng)接地線連接至接地極。
2.2 工作接地 working ground、系統(tǒng)接地System ground
在電力系統(tǒng)電氣裝置中，為運行需要所設的接地(如中性點直接接地或經(jīng)其他裝置接地等)。
2.3 保護接地 protective ground
電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構架和線路桿塔等，由于絕緣損壞有可能帶電，為防止其危及人身和設備的安全而設的接地。
2.4 雷電保護接地 lightning protective ground
為雷電保護裝置(避雷針、避雷線和避雷器等)向大地泄放雷電流而設的接地。
2.5 防靜電接地 static protective ground
為防止靜電對易燃油、天然氣貯罐和管道等的危險作用而設的接地。
2.6 接地極 grounding electrode
埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體，稱為接地極。兼作接地極用的直接與大地接觸的各種金屬構件、金屬井管、鋼筋混凝土建(構)筑物的基礎、金屬管道和設備等稱為自然接地極。
2.7 接地線 grounding conductor
電氣裝置、設施的接地端子與接地極連接用的金屬導電部分。
2.8 接地裝置 grounding connection
接地線和接地極的總和。
2.9 接地網(wǎng) grounding grid
由垂直和水平接地極組成的供發(fā)電廠、變電所使用的兼有泄流和均壓作用的較大型的水平網(wǎng)狀接地裝置。
2.10 集中接地裝置 concentrated grounding connection
為加強對雷電流的散流作用、降低對地電位而敷設的附加接地裝置，一般敷設3～5根垂直接地極。在土壤電阻率較高的地區(qū)，則敷設3～5根放射形水平接地極。
2.11 接地電阻 ground resistance
接地極或自然接地極的對地電阻和接地線電阻的總和，稱為接地裝置的接地電阻。接地電阻的數(shù)值等于接地裝置對地電壓與通過接地極流入地中電流的比值。按通過接地極流入地中工頻交流電流求得的電阻，稱為工頻接地電阻；按通過接地極流入地中沖擊電流求得的接地電阻，稱為沖擊接地電阻。
2.12 接地裝置對地電位 potential of grounding connection
電流經(jīng)接地裝置的接地極流入大地時，接地裝置與大地零電位點之間的電位差。
2.13 接觸電位差 touch potential difference
接地短路(故障)電流流過接地裝置時，大地表面形成分布電位，在地面上離設備水平距離為0.8m處與設備外殼、架構或墻壁離地面的垂直距離1.8m處兩點間的電位差，稱為接觸電位差；接地網(wǎng)孔中心對接地網(wǎng)接地極的最大電位差，稱為最大接觸電位差。
2.14 跨步電位差 step potential difference
接地短路(故障)電流流過接地裝置時，地面上水平距離為0.8m的兩點間的電位差，稱為跨步電位差。接地網(wǎng)外的地面上水平距離0.8m處對接地網(wǎng)邊緣接地極的電位差，稱為最大跨步電位差。
2.15 轉(zhuǎn)移電位 diverting potential
接地短路(故障)電流流過接地裝置時，由一端與接地裝置連接的金屬導體傳遞的接地裝置對地電位。
2.16 外露導電部分 exposed conductive part
平時不帶電壓，但故障情況下能帶電壓的電氣裝置的容易觸及的導電部分。
2.17 裝置外導電部分 extraneous conductive part
不屬電氣裝置組成部分的導電部分。
2.18 中性線 neutral conductor
與低壓系統(tǒng)電源中性點連接用來傳輸電能的導線。
2.19 保護線 protective conductor
低壓系統(tǒng)中為防觸電用來與下列任一部分作電氣連接的導線：
a) 線路或設備金屬外殼；
b) 線路或設備以外的金屬部件；
c) 總接地線或總等電位連接端子板；
d) 接地極；
e) 電源接地點或人工中性點。
2.20 保護中性線 PEN conductor
具有中性線和保護線兩種功能的接地線。
2.21 等電位連接 equipotential bonding
各外露導電部分和裝置外導電部分的電位實質(zhì)上相等的電氣連接。
2.22 等電位連接線 equiptential bounding conductor
為確保等電位連接而使用的保護線。
3 A類電氣裝置接地的一般規(guī)定
3.1 電力系統(tǒng)中電氣裝置、設施的某些可導電部分應接地。接地裝置應充分利用自然接地極接地，但應校驗自然接地極的熱穩(wěn)定。按用途接地有下列4種：
a) 工作(系統(tǒng))接地；
b) 保護接地；
c) 雷電保護接地；
d) 防靜電接地。
3.2 發(fā)電廠、變電所內(nèi)，不同用途和不同電壓的電氣裝置、設施，應使用一個總的接地裝置，接地電阻應符合其中最小值的要求：
注：本標準中接地電阻除另外注明外，均指工頻接地電阻。
3.3 設計接地裝置時，應考慮土壤干燥或凍結等季節(jié)變化的影響，接地電阻在四季中均應符合本標準的要求，但雷電保護接地的接地電阻，可只考慮在雷季中土壤干燥狀態(tài)的影響。接地裝置的接地電阻可按附錄A計算。
3.4 確定發(fā)電廠、變電所接地裝置的型式和布置時，考慮保護接地的要求，應降低接觸電位差和跨步電位差，并應符合下列要求。
a) 在110kV及以上有效接地系統(tǒng)和6～35kV低電阻接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地或同點兩相接地時，發(fā)電廠、變電所接地裝置的接觸電位差和跨步電位差不應超過下列數(shù)值
(1)
(2)
式中：Ut——接觸電位差，V；
Us——跨步電位差，V；
ρf——人腳站立處地表面的土壤電阻率，Ω·m；
t——接地短路(故障)電流的持續(xù)時間，s。
b) 3～66kV不接地、經(jīng)消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障后，當不迅速切除故障時，此時發(fā)電廠、變電所接地裝置的接觸電位差和跨步電位差不應超過下列數(shù)值
Ut=50+0.05ρf (3)
Us=50+0.２ρf (4)
c) 在條件特別惡劣的場所，例如水田中，接觸電位差和跨步電位差的允許值宜適當降低。
d) 接觸電位差和跨步電位差可按附錄B計算。
4 A類電氣裝置保護接地的范圍
4.1 電氣裝置和設施的下列金屬部分，均應接地：
a) 電機、變壓器和高壓電器等的底座和外殼；
b) 電氣設備傳動裝置；
c) 互感器的二次繞組；
d) 發(fā)電機中性點柜外殼、發(fā)電機出線柜和封閉母線的外殼等；
e) 氣體絕緣全封閉組合電器(GIS)的接地端子；
f) 配電、控制、保護用的屏(柜、箱)及操作臺等的金屬框架；
g) 鎧裝控制電纜的外皮；
h) 屋內(nèi)外配電裝置的金屬架構和鋼筋混凝土架構以及靠近帶電部分的金屬圍欄和金屬門；
i) 電力電纜接線盒、終端盒的外殼，電纜的外皮，穿線的鋼管和電纜橋架等；
j) 裝有避雷線的架空線路桿塔；
k) 除瀝青地面的居民區(qū)外，其他居民區(qū)內(nèi)，不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)中無避雷線架空線路的金屬桿塔和鋼筋混凝土桿塔；
l) 裝在配電線路桿塔上的開關設備、電容器等電氣設備；
m) 箱式變電站的金屬箱體。
4.2 電氣設備和電力生產(chǎn)設施的下列金屬部分可不接地：
a) 在木質(zhì)、瀝青等不良導電地面的干燥房間內(nèi)，交流標稱電壓380V及以下、直流標稱電壓220V及以下的電氣設備外殼，但當維護人員可能同時觸及電氣設備外殼和接地物件時除外；
b) 安裝在配電屏、控制屏和配電裝置上的電測量儀表、繼電器和其他低壓電器等的外殼，以及當發(fā)生絕緣損壞時在支持物上不會引起危險電壓的絕緣子金屬底座等；
c) 安裝在已接地的金屬架構上的設備(應保證電氣接觸良好)，如套管等；
d) 標稱電壓220V及以下的蓄電池室內(nèi)的支架；
e) 由發(fā)電廠、變電所區(qū)域內(nèi)引出的鐵路軌道，但本標準6.2.16所列的場所除外。
5 A類電氣裝置的接地電阻
5.1 發(fā)電廠、變電所電氣裝置的接地電阻
5.1.1 發(fā)電廠、變電所電氣裝置保護接地的接地電阻要求如下。
a) 有效接地和低電阻接地系統(tǒng)中發(fā)電廠、變電所電氣裝置保護接地的接地電阻宜符合下列要求：
1) 一般情況下，接地裝置的接地電阻應符合下式
(5)
式中：R——考慮到季節(jié)變化的最大接地電阻，Ω；
I——計算用的流經(jīng)接地裝置的入地短路電流，A。
公式(5)中計算用流經(jīng)接地裝置的入地短路電流，采用在接地裝置內(nèi)、外短路時，經(jīng)接地裝置流入地中的最大短路電流對稱分量最大值，該電流應按5～10年發(fā)展后的系統(tǒng)最大運行方式確定，并應考慮系統(tǒng)中各接地中性點間的短路電流分配，以及避雷線中分走的接地短路電流。
2) 當接地裝置的接地電阻不符合式(5)要求時，可通過技術經(jīng)濟比較增大接地電阻，但不得大于5Ω，且應符合本標準6.2.2的要求。
b) 不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)中發(fā)電廠、變電所電氣裝置保護接地的接地電阻應符合下列要求：
1) 高壓與發(fā)電廠、變電所電力生產(chǎn)用低壓電氣裝置共用的接地裝置應符合下式
(6)
但不應大于4Ω。
2) 高壓電氣裝置的接地裝置，應符合下式
(7)
式中：Ｒ——考慮到季節(jié)變化的最大接地電阻，Ω；
Ｉ——計算用的接地故障電流，A。
但不宜大于10Ω。
注：變電所的接地電阻值，可包括引進線路的避雷線接地裝置的散流作用。
3) 消弧線圈接地系統(tǒng)中，計算用的接地故障電流應采用下列數(shù)值：①對于裝有消弧線圈的發(fā)電廠、變電所電氣裝置的接地裝置，計算電流等于接在同一接地裝置中同一系統(tǒng)各消弧線圈額定電流總和的1.25倍。②對于不裝消弧線圈的發(fā)電廠、變電所電氣裝置的接地裝置，計算電流等于系統(tǒng)中斷開最大一臺消弧線圈或系統(tǒng)中最長線路被切除時的最大可能殘余電流值。
4) 在高土壤電阻率地區(qū)的接地電阻不應大于30Ω，且應符合本標準3.4要求。
5.1.2 發(fā)電廠、變電所電氣裝置雷電保護接地的接地電阻：
a) 獨立避雷針(含懸掛獨立避雷線的架構)的接地電阻。在土壤電阻率不大于500Ω·m的地區(qū)不應大于10Ω；在高土壤電阻率地區(qū)接地電阻應符合DL/ T 620—1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》的要求。
b) 變壓器門型構上避雷針、線的接地電阻應符合DL/ T 620—1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》的要求。
5.1.3 發(fā)電廠和變電所有爆炸危險且爆炸后可能波及發(fā)電廠和變電所內(nèi)主設備或嚴重影響發(fā)供電的建(構)筑物，防雷電感應的接地電阻不應大于30Ω。
5.1.4 發(fā)電廠的易燃油和天然氣設施防靜電接地的接地電阻不應大于30Ω。
5.2 架空線路的接地電阻
5.2.1 架空線路桿塔保護接地的接地電阻不宜大于30Ω。
5.2.2 架空線路雷電保護接地的接地電阻應符合DL/ T 620—1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》的要求。
5.3 配電電氣裝置的接地電阻
5.3.1 工作于不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)、向建筑物電氣裝置(B類電氣裝置)供電的配電電氣裝置，其保護接地的接地電阻應符合下列要求：
a) 與B類電氣裝置系統(tǒng)電源接地點共用的接地裝置。
1) 配電變壓器安裝在由其供電的建筑物外時，應符合下式的要求：
R≤50/I (8)
式中：R——考慮到季節(jié)變化接地裝置最大接地電阻，Ω；
I——計算用的單相接地故障電流；消弧線圈接地系統(tǒng)為故障點殘余電流。
但不應大于4Ω。
2) 配電變壓器安裝在由其供電的建筑物內(nèi)時，不宜大于4Ω。
b) 非共用的接地裝置，應符合式(7)的要求，但不宜大于10Ω。
5.3.2 低電阻接地系統(tǒng)的配電電氣裝置，其保護接地的接地電阻應符合本標準式(5)的要求。
5.3.3 保護配電變壓器的避雷器其接地應與變壓器保護接地共用接地裝置。
5.3.4 保護配電柱上斷路器、負荷開關和電容器組等的避雷器的接地線應與設備外殼相連，接地裝置的接地電阻不應大于10Ω。
6 A類電氣裝置的接地裝置
6.1 接地裝置的一般規(guī)定
6.1.1 各種接地裝置應利用直接埋入地中或水中的自然接地極，并設置將自然接地極和人工接地極分開的測量井。發(fā)電廠、變電所除利用自然接地極外，還應敷設人工接地極。
6.1.2 當利用自然接地極和引外接地裝置時，應采用不少于兩根導體在不同地點與接地網(wǎng)相連接。
表 1 接地裝置導體的最小尺寸
|
種 類 |
規(guī) 格 及 單 位 |
地 上 |
地 下 |
|
屋 內(nèi) |
屋 外 |
|
圓 鋼 |
直徑 mm |
6 |
8 |
8/10 |
|
扁 鋼 |
截面 mm２ |
24 |
48 |
48 |
|
|
厚度 mm |
3 |
4 |
4 |
|
角 鋼 |
厚度 mm |
2 |
2.5 |
4 |
|
鋼 管 |
管壁厚度 mm |
2.5 |
2.5 |
3.5/2.5 |
|
注
1 地下部分圓鋼的直徑，其分子、分母數(shù)據(jù)分別對應于架空線路和發(fā)電廠、變電所的接地裝置；
2 地下部分鋼管的壁厚，其分子、分母數(shù)據(jù)分別對應于埋于土壤和埋于室內(nèi)素混凝土地坪中；
3 架空線路桿塔的接地極引出線，其截面不應小于50mm２，并應熱鍍鋅。 |
6.1.3 在高土壤電阻率地區(qū)，可采取下列降低接地電阻的措施：
a) 當在發(fā)電廠、變電所2000m以內(nèi)有較低電阻率的土壤時，可敷設引外接地極；
b) 當?shù)叵螺^深處的土壤電阻率較低時，可采用井式或深鉆式接地極；
c) 填充電阻率較低的物質(zhì)或降阻劑；
d) 敷設水下接地網(wǎng)。
6.1.4 在永凍土地區(qū)除可采用本標準6.1.3的措施外，尚可采取下列措施：
a) 將接地裝置敷設在溶化地帶或溶化地帶的水池或水坑中；
b) 敷設深鉆式接地極，或充分利用井管或其他深埋在地下的金屬構件作接地極，還應敷設深度約0.5m的伸長接地極；
c) 在房屋溶化盤內(nèi)敷設接地裝置；
d) 在接地極周圍人工處理土壤，以降低凍結溫度和土壤電阻率。
6.1.5 人工接地極，水平敷設的可采用圓鋼、扁鋼，垂直敷設的可采用角鋼、鋼管等。接地裝置的導體，應符合熱穩(wěn)定與均壓的要求，還應考慮腐蝕的影響。按機械強度要求的接地裝置導體的最小尺寸應符合表1所列規(guī)格。
6.1.6 接地裝置的防腐蝕設計，應符合下列要求：
a) 計及腐蝕影響后，接地裝置的設計使用年限，應與地面工程的設計使用年限相當。
b) 接地裝置的防腐蝕設計，宜按當?shù)氐母g數(shù)據(jù)進行。
c) 在腐蝕嚴重地區(qū)，敷設在電纜溝中的接地線和敷設在屋內(nèi)或地面上的接地線，宜采用熱鍍鋅，對埋入地下的接地極宜采取適合當?shù)貤l件的防腐蝕措施。接地線與接地極或接地極之間的焊接點，應涂防腐材料。
6.1.7 接地電阻的測量可按照DL475—92《接地裝置工頻特性參數(shù)的測量導則》執(zhí)行。
6.2 發(fā)電廠、變電所電氣裝置的接地裝置
6.2.1 發(fā)電廠、變電所電氣裝置的接地裝置，除利用自然接地極外，應敷設以水平接地極為主的人工接地網(wǎng)。
人工接地網(wǎng)的外緣應閉合，外緣各角應做成圓弧形，圓弧的半徑不宜小于均壓帶間距的一半。接地網(wǎng)內(nèi)應敷設水平均壓帶。接地網(wǎng)的埋設深度不宜小于0.6m。
接地網(wǎng)均壓帶可采用等間距或不等間距布置。
35kV及以上變電所接地網(wǎng)邊緣經(jīng)常有人出入的走道處，應鋪設礫石、瀝青路面或在地下裝設兩條與接地網(wǎng)相連的均壓帶。
對于3～10kV變電所、配電所，當采用建筑物的基礎作接地極且接地電阻又滿足規(guī)定值時，可不另設人工接地。
6.2.2 在有效接地和低電阻接地系統(tǒng)中，發(fā)電廠、變電所電氣裝置的接地裝置，當接地電阻不符合式(5)的要求時，其人工接地網(wǎng)及有關電氣裝置還應符合以下要求：
a) 為防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，對可能將接地網(wǎng)的高電位引向廠、所外或?qū)⒌碗娢灰驈S、所內(nèi)的設施，應采取隔離措施。例如：對外的通信設備加隔離變壓器；向廠、所外供電的低壓線路采用架空線，其電源中性點不在廠、所內(nèi)接地，改在廠、所外適當?shù)牡胤浇拥兀煌ㄏ驈S、所外的管道采用絕緣段，鐵路軌道分別在兩處加絕緣魚尾板等等。
b) 考慮短路電流非周期分量的影響，當接地網(wǎng)電位升高時，發(fā)電廠、變電所內(nèi)的3～10kV閥式避雷器不應動作或動作后應承受被賦與的能量。
c) 設計接地網(wǎng)時，應驗算接觸電位差和跨步電位差。
6.2.3 當人工接地網(wǎng)局部地帶的接觸電位差、跨步電位差超過規(guī)定值，可采取局部增設水平均壓帶或垂直接地極鋪設礫石地面或瀝青地面的措施。
6.2.4 發(fā)電廠、變電所的接地裝置應與線路的避雷線相連，且有便于分開的連接點。當不允許避雷線直接和發(fā)電廠、變電所配電裝置架構相連時，發(fā)電廠、變電所接地網(wǎng)應在地下與避雷線的接地裝置相連接，連接線埋在地中的長度不應小于15m。
6.2.5 發(fā)電廠、變電所電氣裝置中下列部位應采用專門敷設的接地線接地。
a) 發(fā)電機機座或外殼，出線柜、中性點柜的金屬底座和外殼，封閉母線的外殼；
b) 110kV及以上鋼筋混凝土構件支座上電氣設備的金屬外殼；
c) 箱式變電站的金屬箱體；
d) 直接接地的變壓器中性點；
e) 變壓器、發(fā)電機、高壓并聯(lián)電抗器中性點所接消弧線圈、接地電抗器、電阻器或變壓器等的接地端子；
f) GIS的接地端子；
g) 避雷器，避雷針、線等的接地端子。
6.2.6 當不要求采用專門敷設的接地線接地時，電氣設備的接地線宜利用金屬構件、普通鋼筋混凝土構件的鋼筋、穿線的鋼管和電纜的鉛、鋁外皮等。但不得使用蛇皮管、保溫管的金屬網(wǎng)或外皮以及低壓照明網(wǎng)絡的導線鉛皮作接地線。
操作、測量和信號用低壓電氣設備的接地線可利用永久性金屬管道，但可燃液體、可燃或爆炸性氣體的金屬管道除外。
利用以上設施作接地線時，應保證其全長為完好的電氣通路，并且當利用串聯(lián)的金屬構件作為接地線時，金屬構件之間應以截面不小于100mm２的鋼材焊接。
6.2.7 在有效接地系統(tǒng)及低電阻接地系統(tǒng)中，發(fā)電廠、變電所電氣裝置中電氣設備接地線的截面，應按接地短路電流進行熱穩(wěn)定校驗。鋼接地線的短時溫度不應超過400℃，銅接地線不應超過450℃，鋁接地線不應超過300℃。接地線截面的熱穩(wěn)定校驗可按照附錄C進行。
6.2.8 校驗不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)中電氣設備接地線的熱穩(wěn)定時，敷設在地上的接地線長時間溫度不應大于150℃，敷設在地下的接地線長時間溫度不應大于100℃。
當按70℃的允許載流量曲線選定接地線的截面時，對于敷設在地上的接地線，應采用流過接地線的計算用單相接地故障電流的60%；對于敷設在地下的接地線，應采用流過接地線的計算用單相接地故障電流的75%。
6.2.9 與架空送、配電線路相連的6～66kV高壓電氣裝置中的電氣設備接地線，還應按兩相異地短路校驗熱穩(wěn)定，接地線的短時溫度與本標準6.2.7相同。
6.2.10 接地線應便于檢查，但暗敷的穿線鋼管和地下的金屬構件除外。潮濕的或有腐蝕性蒸汽的房間內(nèi)，接地線離墻不應小于10mm。
6.2.11 接地線應采取防止發(fā)生機械損傷和化學腐蝕的措施。
6.2.12 在接地線引進建筑物的入口處，應設標志。明敷的接地線表面應涂15～100mm寬度相等的綠色和黃色相間的條紋。
6.2.13 發(fā)電廠、變電所電氣裝置中電氣設備接地線的連接應符合下列要求：
a) 接地線應采用焊接連接。當采用搭接焊接時，其搭接長度應為扁鋼寬度的2倍或圓鋼直徑的6倍。
b) 當利用鋼管作接地線時，鋼管連接處應保證有可靠的電氣連接。當利用穿線的鋼管作接地線時，引向電氣設備的鋼管與電氣設備之間，應有可靠的電氣連接。
c) 接地線與管道等伸長接地極的連接處，宜焊接。連接地點應選在近處，并應在管道因檢修而可能斷開時，接地裝置的接地電阻仍能符合本標準的要求。管道上表計和閥門等處，均應裝設跨接線。
d) 接地線與接地極的連接，宜用焊接；接地線與電氣設備的連接，可用螺栓連接或焊接。用螺栓連接時應設防松螺帽或防松墊片。
e) 電氣設備每個接地部分應以單獨的接地線與接地母線相連接，嚴禁在一個接地線中串接幾個需要接地的部分。
6.2.14 發(fā)電廠、變電所GIS的接地線及其連接應符合以下要求：
a) 三相共箱式或分相式的GIS，其基座上的每一接地母線，應采用分設其兩端的接地線與發(fā)電廠或變電所的接地網(wǎng)連接。接地線并應和GIS室內(nèi)環(huán)形接地母線連接。接地母線較長時，其中部宜另加接地線，并連接至接地網(wǎng)。接地線與GIS接地母線應采用螺栓連接方式，并應采取防銹蝕措施。
b) 接地線截面的熱穩(wěn)定校驗，應分別按本標準6.2.7或6.2.8的要求進行。對于只有2條或4條接地線，其截面熱穩(wěn)定的校驗電流分別取全部接地(短路或故障)電流的70%和35%。
c) 當GIS露天布置或裝設在室內(nèi)與土壤直接接觸的地面上時，其接地開關、金屬氧化物避雷器的專用接地端子與GIS接地母線的連接處，宜裝設集中接地裝置。
d) GIS室內(nèi)應敷設環(huán)形接地母線，室內(nèi)各種設備需接地的部位應以最短路徑與環(huán)形接地母線連接。GIS布置于室內(nèi)樓板上時，其基座下的鋼筋混凝土地板中的鋼筋應焊接成網(wǎng)，并和環(huán)形接地母線相連接。
6.2.15 發(fā)電廠、變電所配電裝置構架上避雷針(含懸掛避雷線的架構)的集中接地裝置應與主接地網(wǎng)連接，由連接點至變壓器接地點沿接地極的長度不應小于15m。
6.2.16 發(fā)電廠主廠房、主控制樓、變電所主控制樓(室)和配電裝置室屋頂避雷針等的接地線、接地極布置及其與發(fā)電廠、變電所電氣裝置接地網(wǎng)之間的連接方式等，應符合DL/ T 620—1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》的要求。
6.2.17 發(fā)電廠和變電所有爆炸危險且爆炸后可能波及發(fā)電廠和變電所內(nèi)主設備或嚴重影響發(fā)供電的建筑物防感應雷電過電壓的接地線、接地極的布置方式應符合DL/ T 620—1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》的要求。
6.2.18 發(fā)電廠易燃油、可燃油、天然氣和氫氣等貯罐，裝卸油臺、鐵路軌道、管道、鶴管、套筒及油槽車等防靜電接地的接地位置，接地線、接地極布置方式等應符合下列要求：
a) 鐵路軌道、管道及金屬橋臺，應在其始端、末端、分支處以及每隔50m處設防靜電接地，鶴管應在兩端接地。
b) 廠區(qū)內(nèi)的鐵路軌道應在兩處用絕緣裝置與外部軌道隔離。兩處絕緣裝置間的距離應大于一列火車的長度。
c) 凈距小于100mm的平行或交叉管道，應每隔20m用金屬線跨接。
d) 不能保持良好電氣接觸的閥門、法蘭、彎頭等管道連接處也應跨接�？缃泳�可采用直徑不小于8mm的圓鋼。
e) 油槽車應設防靜電臨時接地卡。
f) 易燃油、可燃油和天然氣浮動式貯罐頂，應用可撓的跨接線與罐體相連，且不應少于兩處�？缃泳�可用截面不小于25mm２的鋼絞線或軟銅線。
g) 浮動式電氣測量的鎧裝電纜應埋入地中，長度不宜小于50m。
h) 金屬罐罐體鋼板的接縫、罐頂與罐體之間以及所有管、閥與罐體之間應保證可靠的電氣連接。
6.3 架空線路桿塔的接地裝置
6.3.1 高壓架空線路桿塔的接地裝置可采用下列型式：
a) 在土壤電阻率ρ≤100Ω·m的潮濕地區(qū)，可利用鐵塔和鋼筋混凝土桿自然接地。對發(fā)電廠、變電所的進線段應另設雷電保護接地裝置。在居民區(qū)，當自然接地電阻符合要求時，可不設人工接地裝置。
b) 在土壤電阻率100Ω·m＜ρ≤300Ω·m的地區(qū)，除利用鐵塔和鋼筋混凝土桿的自然接地外，并應增設人工接地裝置，接地極埋設深度不宜小于0.6m。
c) 在土壤電阻率300Ω·m＜ρ≤2000Ω·m的地區(qū)，可采用水平敷設的接地裝置，接地極埋設深度不宜小于0.5m。
d) 在土壤電阻率ρ＞2000Ω·m的地區(qū)，可采用6～8根總長度不超過500m的放射形接地極或連續(xù)伸長接地極。放射形接地極可采用長短結合的方式。接地極埋設深度不宜小于0.3m。
e) 居民區(qū)和水田中的接地裝置，宜圍繞桿塔基礎敷設成閉合環(huán)形。
f) 放射形接地極每根的最大長度應符合表2。
表 2 放射形接地極每根的最大長度
|
土壤電阻率 Ω·m |
≤500 |
≤1000 |
≤2000 |
≤5000 |
|
最大長度 m |
40 |
60 |
80 |
100 |
g) 在高土壤電阻率地區(qū)采用放射形接地裝置時，當在桿塔基礎的放射形接地極每根長度的1.5倍范圍內(nèi)有土壤電阻率較低的地帶時，可部分采用引外接地或其他措施。
6.3.2 計算雷電保護接地裝置所采用的土壤電阻率，應取雷季中最大可能的數(shù)值，并按下式計算
ρ＝ρ0Ψ (9)
式中：ρ——土壤電阻率，Ω·m；
ρ0——雷季中無雨水時所測得的土壤電阻率，Ω·m；
Ψ——考慮土壤干燥所取的季節(jié)系數(shù)。
Ψ采用表3所列數(shù)值。土壤和水的電阻率參考值可參照附錄F。
表 3 雷電保護接地裝置的季節(jié)系數(shù)
|
埋 深
m |
Ψ 值 |
|
水平接地極 |
2～3m的垂直接地極 |
|
0.5 |
1.4～1.8 |
1.2～1.4 |
|
0.8～１.０ |
1.25～1.45 |
1.15～1.3 |
|
2.5～３.０ |
1.0～1.1 |
1.0～1.1 |
|
(深埋接地極) |
|
|
|
注：測定土壤電阻率時，如土壤比較干燥，則應采用表中的較小值；如比較潮濕，則應采用較大值。 |
6.3.3 單獨接地極或桿塔接地裝置的沖擊接地電阻可用下式計算
Ri＝αR (10)
式中：Ri——單獨接地極或桿塔接地裝置的沖擊接地電阻，Ω；
R——單獨接地極或桿塔接地裝置的工頻接地電阻，Ω；
α——單獨接地極或桿塔接地裝置的沖擊系數(shù)。
α的數(shù)值可參照附錄D。
6.3.4 當接地裝置由較多水平接地極或垂直接地極組成時，垂直接地極的間距不應小于其長度的兩倍；水平接地極的間距不宜小于5m。
由n根等長水平放射形接地極組成的接地裝置，其沖擊接地電阻可按下式計算
(11)
式中：Rhi——每根水平放射形接地極的沖擊接地電阻，Ω；
ηi——考慮各接地極間相互影響的沖擊利用系數(shù)。
ηi的數(shù)值可參照附錄D選取。
6.3.5 由水平接地極連接的n根垂直接地極組成的接地裝置，其沖擊接地電阻可按下式計算
(12)
式中：Rvi——每根垂直接地極的沖擊接地電阻，Ω；
R′hi——水平接地極的沖擊接地電阻，Ω。
6.3.6 架空線路桿塔的接地線及其連接方式，應符合DL/ T620—1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》的要求。
6.4 配電電氣裝置的接地裝置
6.4.1 戶外柱上配電變壓器等電氣裝置的接地裝置，宜敷設成圍繞變壓器臺的閉合環(huán)形。
6.4.2 配電變壓器等電氣裝置安裝在由其供電的建筑物內(nèi)的配電裝置室時，其接地裝置應與建筑物基礎鋼筋等相連。
6.4.3 引入配電裝置室的每條架空線路安裝的閥式避雷器的接地線，應與配電裝置室的接地裝置連接，但在入地處應敷設集中接地裝置。
7 低壓系統(tǒng)接地型式和B類電氣裝置的接地電阻
7.1 系統(tǒng)接地型式
7.1.1 低壓系統(tǒng)接地可采用以下幾種型式。
圖 1 TN—S系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的中性
線與保護線是分開的
a)TN系統(tǒng)。系統(tǒng)有一點直接接地，裝置的外露導電部分用保護線與該點連接。按照中性線與保護線的組合情況，TN系統(tǒng)有以下3種型式：
1)TN—S系統(tǒng)。整個系統(tǒng)的中性線與保護線是分開的(圖1)。
2)TN—C—S系統(tǒng)。系統(tǒng)中有一部分中性線與保護線是合一的(圖2)。
3)TN—C系統(tǒng)。整個系統(tǒng)的中性線與保護線是合一的(圖3)。
b)TT系統(tǒng)。TT系統(tǒng)有一個直接接地點，電氣裝置的外露導電部分接至電氣上與低壓系統(tǒng)的接地點無關的接地裝置(圖4)。
c)IT系統(tǒng)。IT系統(tǒng)的帶電部分與大地間不直接連接(經(jīng)阻抗接地或不接地)，而電氣裝置的外露導電部分則是接地的(圖5)。
圖 2 TN—C—S系統(tǒng)，系統(tǒng)有一部分中
性線與保護線是合一的
圖 3 TN—C系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的中性
線與保護線是合一的
圖 4 TT系統(tǒng)
圖 5 IT系統(tǒng)
注
1 圖1～圖5所示是常用的三相系統(tǒng)的例子。
2 文字代號的意義：
第一個字母——低壓系統(tǒng)的對地關系；
T——一點直接接地；
I——所有帶電部分與地絕緣或一點經(jīng)阻抗接地；
第二個字母——電氣裝置的外露導電部分的對地關系；
T——外露導電部分對地直接電氣連接，與低壓系統(tǒng)的任何接地點無關；
N——外露導電部分與低壓系統(tǒng)的接地點直接電氣連接(在交流系統(tǒng)中，接地點通常就是中性點)，如果后面還有字母時，字母表示中性線與保護線的組合；
S——中性線和保護線是分開的；
C——中性線和保護線是合一的(PEN)線。
7.2 接地裝置的接地電阻和總等電位連接
7.2.1 向B類電氣裝置供電的配電變壓器安裝在該建筑物外時，低壓系統(tǒng)電源接地點的接地電阻應符合下列要求：
a)配電變壓器高壓側(cè)工作于不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)，當該變壓器的保護接地接地裝置的接地電阻符合式(8)要求且不超過4Ω時，低壓系統(tǒng)電源接地點可與該變壓器保護接地共用接地裝置。
b)當建筑物內(nèi)未作總等電位聯(lián)結，且建筑物距低壓系統(tǒng)電源接地點的距離超過50m時，低壓電纜和架空線路在引入建筑物處，保護線(PE)或保護中性線(PEN)應重復接地，接地電阻不宜超過10Ω。
c)向低壓系統(tǒng)供電的配電變壓器的高壓側(cè)工作于低電阻接地系統(tǒng)時，低壓系統(tǒng)不得與電源配電變壓器的保護接地共用接地裝置，低壓系統(tǒng)電源接地點應在距該配電變壓器適當?shù)牡攸c設置專用接地裝置，其接地電阻不宜超過4Ω。
7.2.2 向B類電氣裝置供電的配電變壓器安裝在該建筑物內(nèi)時，低壓系統(tǒng)電源接地點的接地電阻應符合下列要求：
a)配電變壓器高壓側(cè)工作于不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)，當該變壓器保護接地的接地裝置的接地電阻符合本標準5.3.1要求時，低壓系統(tǒng)電源接地點可與該變壓器保護接地共用接地裝置。
b)配電變壓器高壓側(cè)工作于低電阻接地系統(tǒng)，當該變壓器的保護接地接地裝置的接地電阻符合式(5)的要求，且建筑物內(nèi)采用(含建筑物鋼筋的)總等電位聯(lián)結時，低壓系統(tǒng)電源接地點可與該變壓器保護接地共用接地裝置。
7.2.3 低壓系統(tǒng)由單獨的低壓電源供電時，其電源接地點接地裝置的接地電阻不宜超過4Ω。
圖 6 建筑物內(nèi)總等電位聯(lián)結圖
1—保護線；2—總等電位聯(lián)結線；
3—接地線；4—輔助等電位聯(lián)結線；
B—總等電位聯(lián)結(接地)端子板；M—外露導電部分；
C—裝置外導電部分；P—金屬水管干線；T—接地極
7.2.4 TT系統(tǒng)中當系統(tǒng)接地點和電氣裝置外露導電部分已進行總等電位聯(lián)結時，電氣裝置外露導電部分不另設接地裝置。否則，電氣裝置外露導電部分應設保護接地的接地裝置，其接地電阻應符合下式要求
R≤50/Ia (13)
式中：R——考慮到季節(jié)變化時接地裝置的最大接地電阻，Ω；
Ia——保證保護電器切斷故障回路的動作電流，A。
7.2.5 IT系統(tǒng)的各電氣裝置外露導電部分保護接地的接地裝置可共用同一接地裝置，亦可個別地或成組地用單獨的接地裝置接地。每個接地裝置的接地電阻應符合下式要求
R≤50/Id (14)
式中：R——考慮到季節(jié)變化外露導電部分的接地裝
置最大接地電阻，Ω；
Id——相線和外露導電部分間第一次短路故障的故障電流，A。
7.2.6 B類電氣裝置采用接地故障保護時，建筑物內(nèi)電氣裝置應采用總等電位聯(lián)結。對下列導電部分應采用總等電位連接線互相可靠連接，并在進入建筑物處接向總等電位聯(lián)結端子板(圖6)：
a)PE(PEN)干線；
b)電氣裝置的接地裝置中的接地干線；
c)建筑物內(nèi)的水管、煤氣管、采暖和空調(diào)管道等金屬管道；
d)便于連接的建筑物金屬構件等導電部分。
7.2.7 接戶線的絕緣子鐵腳宜接地，接地電阻不宜超過30Ω。土壤電阻率在200Ω·m及以下地區(qū)的鐵橫擔鋼筋混凝土桿線路，可不另設人工接地裝置。當絕緣子鐵腳與建筑物內(nèi)電氣裝置的接地裝置相連時，可不另設接地裝置。人員密集的公共場所的接戶線，當鋼筋混凝土桿的自然接地電阻大于30Ω時，絕緣子鐵腳應接地，并應設專用的接地裝置。
年平均雷暴日數(shù)不超過30、低壓線被建筑物等屏蔽的地區(qū)或接戶線距低壓線路接地點不超過50m的地方，絕緣子鐵腳可不接地。
7.2.8 建筑物處的低壓系統(tǒng)電源接地點、電氣裝置外露導電部分的保護接地(含與功能接地共用的保護接地)、總等電位聯(lián)結的接地極等可與建筑物的雷電保護接地共用同一接地裝置。接地裝置的接地電阻，應符合其中最小值的要求。
8 B類電氣裝置的接地裝置和保護線
8.1 一般要求
8.1.1 接地裝置的性能必須滿足電氣裝置的安全和功能上的要求。
8.1.2 按照電氣裝置的要求，保護接地或功能接地的接地裝置可以采用共用的或分開的接地裝置。
8.2 對地連接
8.2.1 接地裝置的選擇和安裝應符合下列要求：
a)接地電阻值符合電氣裝置保護上和功能上的要求，并要求長期有效；
b)能承受接地故障電流和對地泄漏電流，特別是能承受熱、熱的機械應力和電的機械應力而無危險；
c)足夠堅固或有附加的機械保護；
d)必須采取保護措施防止由于電蝕作用而引起對其他金屬部分的危害。
8.2.2 接地極可采用下列幾種型式：
a)圓鋼、角鋼或鋼管；
b)鋼帶；
c)板；
d)埋于基礎內(nèi)的接地極；
e)非鋼筋混凝土中的鋼筋；
f)征得供水部門同意的金屬水管系統(tǒng)；
g)征得電纜部門同意的鉛質(zhì)包皮和其他金屬外皮電纜；
h)其他合適的地下構筑物(另見8.2.3d)。
注：任何一種接地極的功效取決于當?shù)氐母鞣N土壤條件，應選定適合于各種土壤條件的一種或幾種接地極以及所要求的接地電阻值。
8.2.3 接地極的安裝應符合下列要求：
a) 接地極的型式及埋入深度必須使土壤的干燥及凍結程度不會過分增加接地極的接地電阻，以免超過所要求的接地電阻值；
b) 接地極所采用的材質(zhì)及結構必須經(jīng)得住由于腐蝕而引起的機械損傷；
c) 接地裝置的設計必須考慮到由于腐蝕可能增加接地極的接地電阻值；
d) 可燃液體或氣體、供暖系統(tǒng)的金屬管道嚴禁用作保護接地極。
8.2.4 接地線的最小截面應符合本標準8.3.1的規(guī)定，而埋入土壤內(nèi)的接地線，其截面應符合表4的規(guī)定。接地線與接地極的連接應牢固，且導電良好。
表 4 埋入土壤接地線的最小截面
|
|
用機械方法保護的 |
沒用機械方法保護的 |
|
有腐蝕保護的 |
按8.3.1的要求 |
銅 16mm2
鋼 16mm2 |
|
沒有腐蝕保護的 |
銅 25 mm2； 鋼 50 mm2 |
8.2.5 電氣裝置應設置總接地端子或母線，并應與接地線、保護線、等電位聯(lián)結干線和安全、功能共用接地裝置的功能性接地線等相連接。
8.2.6 斷開接地線的裝置應便于安裝和測量。8.3 保護線
8.3.1 保護線的最小截面可按照式(15)計算或按照本標準8.3.1b)選擇。這兩種情況都必須考慮本標準8.3.2的要求。
a)最小截面可按下式計算(只適用于斷開時間不超過5s)，但應采用最接近的標準截面積
(15)
式中：Sp——截面積，mm2；
I——忽略保護電器阻抗的預期故障電流值(有效值)，A；
t——保護電器的動作時間，s；
k——按保護線、絕緣和其他部分的材質(zhì)以及最初和最終溫度決定的計算系數(shù)(見附錄E)。
注
1 應考慮回路阻抗的限流作用及保護裝置的極限容量；
2 需使按此計算得出的截面與故障回路阻抗值相適應；
3 應計及連接點的最高允許溫度。
b)保護線的最小截面應符合表5的規(guī)定。
表 5 保護線的最小截面
|
裝置的相線截面 Samm2 |
相應保護線的最小截面 Spmm2 |
|
Sa≤16
16＜Sa≤35
Sa＞35 |
Sa
16
Sa/2 |
|
注
1 應用本表時，如果得出非標準尺寸，則采用最接近標準截面的導線；
2 表中的數(shù)值只在保護線的材質(zhì)與相線相同時才有效。否則，保護線截面的確定要使其得出的電導與應用本表所得的結果相當。 |
8.3.2 在任何情況下，非供電電纜或電纜外護物組成部分的每根保護線，其截面不應小于下列數(shù)值：
有機械保護時，2.5mm2；
無機械保護時，4mm2。
8.3.3 保護線可由下列部分構成：
a)多芯電纜的芯線；
b)與帶電導線一起在共用外護物內(nèi)的絕緣線或裸導線；
c)固定的裸導線或絕緣線；
d)金屬外皮，例如某些電纜的護套、屏蔽層及鎧裝；
e)導線的金屬導管或其他金屬外護物；
f)某些裝置外導電部分。
8.3.4 符合下列要求的裝置的金屬外護物或框架可用作保護線：
a)金屬外護物或框架的電氣持續(xù)性不受機械、化學或電化學的損蝕；
b)導電性應符合本標準8.3.1的要求；
c)應在每個預定的分接點上與其他保護線連接。
8.3.5 布線的護套或金屬外皮當符合本標準8.3.4中前兩項要求時，均可用作相應回路的保護線。電氣用的其他導管嚴禁用作保護線。
8.3.6 當裝置外導電部分符合下列要求時，可用作保護線：
a)不受機械、化學或電化學的損蝕；
b)導電性應符合本標準8.3.1的要求；
c)有防止移動的裝置或措施。
8.3.7 征得供排水部門同意的金屬水管可作為保護線。煤氣管道嚴禁用作保護線。
8.3.8 裝置外導電部分嚴禁用作保護中性線。
8.3.9 保護線的設計和安裝應符合下列要求：
a)保護線應采取保護措施，免受機械和化學的損蝕并耐受電動力；
b)保護線的接頭應便于檢查和測試；
c)開關電器嚴禁接入保護線；
d)監(jiān)測對地導通的動作線圈嚴禁接入保護線。
8.4 接地裝置
8.4.1 保護接地的接地裝置的設計應符合本標準7.1的規(guī)定。當過電流保護裝置用于電擊保護時，應將保護線與帶電導線緊密布置。
8.4.2 功能接地的接地裝置的設置應保證設備的正確運行。其具體作法應符合該電氣裝置對功能接地的接地裝置的要求。
8.4.3 保護接地和功能接地共用接地裝置時，應滿足保護接地的各項要求。保護中性線應符合下列要求：
a)TN系統(tǒng)中，固定裝置中銅芯截面不小于10mm2的或鋁芯截面不小于16mm2的電纜，當所供電的那部分裝置不由殘余電流動作器保護時，其中的單根芯線可兼作保護線和中性線。
b)保護中線性應采取防止雜散電流的絕緣措施。成套開關設備和控制設備內(nèi)部的保護中性線無需絕緣。
c)當從裝置的任何一點起，中性線及保護線由各自的導線提供時，從該點起不應將兩導線連接。在分開點，應分別設置保護線及中性線用端子或母線。保護中性線應接至供保護線用的端子或母線。
8.5 等電位聯(lián)結接線
8.5.1 等電位聯(lián)結主母線的最小截面應不小于裝置最大保護線截面的一半，并不應小于6mm2。當采用銅線時，其截面不宜大于25mm2。當采用其他金屬時，則其截面應承載與之相當?shù)妮d流量。
8.5.2 連接二個外露導電部分的輔助等電位聯(lián)結線，其截面不應小于接至該二個外露導電部分的較小保護線的截面。連接外露導電部分與裝置外導電部分的輔助等電位聯(lián)結線，其截面不應小于相應保護線截面的一半。
8.5.3 當建筑物的水管被用作接地線或保護線時，水表必須跨接聯(lián)結，其聯(lián)結線的截面應根據(jù)其被用作保護線、等電位聯(lián)結線或功能接地接地線的要求而采用適當?shù)慕孛妗?/P>
附 錄 A
(標準的附錄)
人工接地極工頻接地電阻的計算
A1 垂直接地極的接地電阻可利用下式計算(圖A1)
當ld時
(A1)
式中：RV ——垂直接地極的接地電阻，Ω；
ρ——土壤電阻率，Ω·m；
l——垂直接地極的長度，m；
d——接地極用圓鋼時，圓鋼的直徑，m［當用其他型式鋼材時，其等效直徑應按下式計算(圖A2)：鋼管，d=d1；扁鋼， ；等邊角鋼，d=0.84b；不等邊角鋼， 。
圖A1 垂直接地極的示意圖
圖A2 幾種型式鋼材的計算用尺寸
A2 不同形狀水平接地極的接地電阻可利用下式計算
(A2)
式中：Rh ——水平接地極的接地電阻，Ω；
L——水平接地極的總長度，m；
h——水平接地極的埋設深度，m；
d——水平接地極的直徑或等效直徑，m；
A——水平接地極的形狀系數(shù)。
水平接地極的形狀系數(shù)可采用表A1所列數(shù)值。
表A1 水平接地極的形狀系數(shù)A
|
水平接地極形狀 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
形狀系數(shù)A |
-0.6 |
-0.18 |
0 |
0.48 |
0.89 |
1 |
2.19 |
3.03 |
4.71 |
5.65 |
A3 水平接地極為主邊緣閉合的復合接地極(接地網(wǎng))的接地電阻可利用下式計算
Rn=α1Re (A3)
式中：Rn——任意形狀邊緣閉合接地網(wǎng)的接地電阻，Ω；
Re——等值(即等面積、等水平接地極總長度)方形接地網(wǎng)的接地電阻，Ω；
S——接地網(wǎng)的總面積，m2；
d——水平接地極的直徑或等效直徑，m；
h——水平接地極的埋設深度，m；
L0——接地網(wǎng)的外緣邊線總長度，m；
L——水平接地極的總長度，m。
A4 人工接地極工頻接地電阻的簡易計算，可采用表A2所列公式。
表A2 人工接地極工頻接地電阻(Ω)簡易計算式
|
接 地 極 型 式 |
簡 易 計 算 式 |
|
垂 直 式 |
R ≈0.3 ρ |
|
單根水平式 |
R ≈0.03 ρ |
|
復 合 式
(接地網(wǎng)) |
或
|
|
注 1 垂直式為長度3m左右的接地極；
2 單根水平式為長度60m左右的接地極；
3 復合式中，S為大于100m2的閉合接地網(wǎng)的面積；r為與接地網(wǎng)面積S等值的圓的半徑，即等效半徑，m。 |
附 錄 B
(標準的附錄)
發(fā)電廠、變電所經(jīng)接地裝置的入地短路電流及電位計算
B1 計算用入地短路電流的計算
廠或所內(nèi)和廠或所外發(fā)生接地短路時，流經(jīng)接地裝置的電流可分別按下式計算
I = (Imax - In ) (1- Ke1 ) (B1)
I = In (1 - Ke2) (B2)
式中： I——入地短路電流，A；
Imax——接地短路時的最大接地短路電流，A；
In——發(fā)生最大接地短路電流時，流經(jīng)發(fā)電廠、變電所接地中性點的最大接地短路電流，A；
Ke1、Ke2——分別為廠或所內(nèi)和廠或所外短路時，避雷線的工頻分流系數(shù)。
計算用入地短路電流取兩式中較大的I值。
B2 發(fā)生接地故障時，接地裝置的電位、接觸電位差和跨步電位差的計算
a)接地裝置的電位可按下式計算
Ug=IR (B3)
式中：Ug——接地裝置的電位，V；
I——計算用入地短路電流，A；
R——接地裝置(包括人工接地網(wǎng)及與其連接的所有其他自然接地極)的接地電阻，Ω。
b) 均壓帶等間距布置時接地網(wǎng)(見圖B1)地表面的最大接觸電位差、跨步電位差的計算：
圖B1接地網(wǎng)的形狀
1) 接地網(wǎng)地表面的最大接觸電位差，即網(wǎng)孔中心對接地網(wǎng)接地極的最大電位差，可按下式計算
Utmax = Ktmax Ug (B4)
式中：Utmax——最大接觸電位差，V；
Ktmax——最大接觸電位差系數(shù)。
當接地極的埋設深度h=0.6～0.8m時，Ktmax可按下式計算
Ktmax = KdKLKnKs (B5)
式中：Kd、KL、Kn和Ks——系數(shù)，對30×30m2≤S≤500×500m2的接地網(wǎng)，可按式(B6)計算。
(B6)
式中：n——均壓帶計算根數(shù)；
d——均壓帶等效直徑，m；
L1、L2——接地網(wǎng)的長度和寬度。
2)接地網(wǎng)外的地表面最大跨步電位差可按下式計算
Usmax = KsmaxUg (B7)
式中：Usmax——最大跨步電位差，V；
Ksmax——最大跨步電位差系數(shù)。
正方形接地網(wǎng)的最大跨步電位差系數(shù)可按下式計算
(B8)
而T=0.8m，即跨步距離。
對于矩形接地網(wǎng)，n值由下式計算
式中：L、L0——分別與式(A3)中意義同。
c)均壓帶非等間距布置時正方形或矩形接地網(wǎng)地表面的最大接觸電位差和最大跨步電位差的計算：
1)接地網(wǎng)均壓帶可按表B1所示的不等間距方式布置。
表B1 接地網(wǎng)不等間距布置網(wǎng)孔邊長為網(wǎng)邊長百分數(shù) %
|
網(wǎng)孔序號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
網(wǎng) 孔 數(shù) |
網(wǎng) 孔 邊 長 百 分 數(shù) |
|
3 |
27.50 |
45.00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
17.50 |
32.50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
12.50 |
23.33 |
28.33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
8.75 |
17.50 |
23.75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
7.14 |
13.57 |
18.57 |
21.43 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
5.50 |
10.83 |
15.67 |
18.00 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
4.50 |
8.94 |
12.83 |
15.33 |
16.78 |
|
|
|
|
|
|
10 |
3.75 |
7.50 |
11.08 |
13.08 |
14.58 |
|
|
|
|
|
|
11 |
3.18 |
6.36 |
9.54 |
11.36 |
12.73 |
13.46 |
|
|
|
|
|
12 |
2.75 |
5.42 |
8.17 |
10.00 |
11.33 |
12.33 |
|
|
|
|
|
13 |
2.38 |
4.69 |
6.77 |
8.92 |
10.23 |
11.15 |
11.69 |
|
|
|
|
14 |
2.00 |
3.86 |
6.00 |
7.86 |
9.28 |
10.24 |
10.76 |
|
|
|
|
15 |
1.56 |
3.62 |
5.35 |
6.82 |
8.07 |
9.12 |
10.01 |
10.77 |
|
|
|
16 |
1.46 |
3.27 |
4.82 |
6.14 |
7.28 |
8.24 |
9.07 |
9.77 |
|
|
|
17 |
1.38 |
2.97 |
4.35 |
5.54 |
6.57 |
7.47 |
8.24 |
8.90 |
9.47 |
|
|
18 |
1.14 |
2.58 |
3.86 |
4.95 |
5.91 |
6.76 |
7.50 |
8.15 |
8.71 |
|
|
19 |
1.05 |
2.32 |
3.47 |
4.53 |
5.47 |
6.26 |
6.95 |
7.53 |
8.11 |
8.63 |
|
20 |
0.95 |
2.15 |
3.20 |
4.15 |
5.00 |
5.75 |
6.40 |
7.00 |
7.50 |
7.90 |
|
注：由于布置對稱，表中只列出一半數(shù)值。 |
2)接地網(wǎng)地表面最大接觸電位差仍采用式(B4)計算，但Ktmax變?yōu)?/P>
Ktmax = KtdKthKtLK′tmaxKtnKts (B9)
式中各系數(shù)依次為對最大接觸電位差的等效直徑、埋深、形狀、網(wǎng)孔數(shù)和根數(shù)影響系數(shù)，且
Ktd =0.401+0.522/
Kth =0.257-0.095
KtL =0.168-0.002(L2/L1) (L2≤L1)
K′tmax =2.837+240.021/
Ktn =0.021+0.217 -0.132(n2/n1) (n2≤n1)
Kts =0.054+0.410
式中：n1——沿長方向布置的均壓帶根數(shù)；
n2——沿寬方向布置的均壓帶根數(shù)；
m——接地網(wǎng)孔數(shù)，其中m=(n1-1)(n2-1)；
h——水平均壓帶的埋設深度；
L1、L2——接地網(wǎng)的長度和寬度。
3)接地網(wǎng)的最大跨步電位差仍采用式(B7)計算，但Ksmax變?yōu)?/P>
Ksmax=KsdKshKsLK′smaxKsnKss (B10)
式中各系數(shù)依次為對最大跨步電位差的等效直徑、埋深、形狀、網(wǎng)孔數(shù)和根數(shù)的影響系數(shù)，且
Ksd=0.574-0.64
Ksh=383.864e-2.789
KsL=0.741-0.011(L2/L1) (L2≤L1)
K′smax=0.056+1.072/m
Ksn=0.849+0.234 (n2≤n1)
Kss=0.07+1.08
式中參數(shù)意義同上。
附 錄 C
(標準的附錄)
接地裝置的熱穩(wěn)定校驗
C1 根據(jù)熱穩(wěn)定條件，未考慮腐蝕時，接地線的最小截面應符合下式要求
(C1)
式中：Sg——接地線的最小截面，mm2；
Ig——流過接地線的短路電流穩(wěn)定值，A(根據(jù)系統(tǒng)5～10年發(fā)展規(guī)劃，按系統(tǒng)最大運行方式確定)；
te——短路的等效持續(xù)時間，s；
c——接地線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)材料的種類、性能及最高允許溫度和短路前接地線的初始溫度確定。
在校驗接地線的熱穩(wěn)定時，Ig、te及c應采用表C1所列數(shù)值。接地線的初始溫度，一般取40℃。在爆炸危險場所，應按專用規(guī)定執(zhí)行。
表C1 校驗接地線熱穩(wěn)定用的Ig、te和c值
|
系統(tǒng)接地方式 |
Ig |
te |
c |
|
鋼 |
鋁 |
銅 |
|
有效接地 |
單(兩)相接地短路電流 |
見a)和b) |
70 |
120 |
210 |
|
低電阻接地 |
單(兩)相接地短路電流 |
2s |
70 |
120 |
210 |
|
不接地、消弧線圈接地和高電阻接地 |
異點兩相接地短路電流 |
2s |
70 |
120 |
210 |
a)發(fā)電廠、變電所的繼電保護裝置配置有2套速動主保護、近接地后備保護、斷路器失靈保護和自動重合閘時，te可按式(C2)取值
te≥tm+tf+to (C2)
式中：tm——主保護動作時間，s；
tf——斷路器失靈保護動作時間，s；
to——斷路器開斷時間s。
b)配有1套速動主保護、近或遠(或遠近結合的)后備保護和自動重合閘，有或無斷路器失靈保護時，te可按式(C3)取值
te≥to+tr (C3)
式中：tr——第一級后備保護的動作時間，s。
C2 根據(jù)熱穩(wěn)定條件，未考慮腐蝕時，接地裝置接地極的截面不宜小于連接至該接地裝置的接地線截面的75%。
附 錄 D
(標準的附錄)
架空線路桿塔接地電阻的計算
D1 桿塔接地裝置的工頻接地電阻
桿塔水平接地裝置的工頻接地電阻可利用下式計算
(D1)
式中的At和L按表D1取值。
D2 桿塔接地裝置與單獨接地極的沖擊系數(shù)
桿塔接地裝置接地電阻的沖擊系數(shù)，可利用以下各式計算
表D1 式(D1)中的參數(shù)
|
接 地 裝 置 種 類 |
形 狀 |
參 數(shù) |
|
鐵塔接地裝置 |
|
At=1.76
L=4(l1+l2) |
|
鋼筋混凝土桿放射型接地裝置 |
|
At=2.0
L=4l1+l2 |
|
鋼筋混凝土桿環(huán)型接地裝置 |
|
At=1.0
L=8l2(當l1=0)
L=4l1(當l1≠0) |
鐵塔接地裝置
(D2)
式中：Ii——流過桿塔接地裝置或單獨接地極的沖擊電流，kA；
ρ——以Ω·m表示的土壤電阻率。
鋼筋混凝土桿放射型接地裝置
(D3)
鋼筋混凝土桿環(huán)型接地裝置
(D4)
單獨接地極接地電阻的沖擊系數(shù)，可利用以下各式計算：
垂直接地極
(D5)
單端流入沖擊電流的水平接地極
(D6)
中部流入沖擊電流的水平接地極
(D7)
D3 桿塔自然接地極的沖擊系數(shù)
桿塔自然接地極的效果僅在ρ≤300Ω·m才加以考慮，其沖擊系數(shù)可利用下式計算
(D8)
式中：ai——對鋼筋混凝土桿、鋼筋混凝土樁和鐵塔的基礎(一個塔腳)為0.053；對裝配式鋼筋混凝土基礎(一個塔腳)和拉線盤(帶拉線棒)為0.038。
D4 接地極的利用系數(shù)
各種型式接地極的沖擊利用系數(shù)ηi可采用表D2所列數(shù)值。工頻利用系數(shù)一般為η≈ηi/0.9≤1。但對自然接地極，η≈ηi/0.7。
表D2 接地極的沖擊利用系數(shù)ηI
|
接地極型式 |
接地導體的根數(shù) |
沖擊利用系數(shù) |
備 注 |
|
n根水平射線(每根長10～80m) |
2
3
4～6 |
0.83～1.0
0.75～0.90
0.65～0.80 |
較小值用于較短的射線 |
|
以水平接地極連接的垂直接地極 |
2
3
4
6 |
0.80～0.85
0.70～0.80
0.70～0.75
0.65～0.70 |
，
較小值用于 時 |
|
自然接地極 |
拉線棒與拉線盤間
鐵塔的各基礎間
門型、各種拉線桿塔的各基礎間 |
0.6
0.4～0.5
0.7 |
|
D5 接地電阻的簡易計算
各種型式接地裝置工頻接地電阻的簡易計算式列于表D3。
表D3 各種型式接地裝置的工頻接地電阻簡易計算式 Ω
|
接地裝置型式 |
桿塔型式 |
接地電阻簡易計算式 |
|
n根水平射線(n≤12，每根長約60m) |
各型桿塔 |
|
|
沿裝配式基礎周圍敷設的深埋式接地極 |
鐵塔
門型桿塔
V型拉線的門型桿塔 |
R≈0.07ρ
R≈0.04ρ
R≈0.045ρ |
|
裝配式基礎的自然接地極 |
鐵塔
門型桿塔
V型拉線的門型桿塔 |
R≈0.1ρ
R≈0.06ρ
R≈0.09ρ |
|
鋼筋混凝土桿的自然接地極 |
單桿
雙桿
拉線單、雙桿
一個拉線盤 |
R≈0.3ρ
R≈0.2ρ
R≈0.1ρ
R≈0.28ρ |
|
深埋式接地與裝配式基礎自然接地的綜合 |
鐵塔
門型桿塔
V型拉
線的門型桿塔 |
R≈0.05ρ
R≈0.03ρ
R≈0.04ρ |
|
注：表中ρ為土壤電阻率，Ω·m。 |
附 錄 E
(標準的附錄)
8.3.1a)中系數(shù)k的求取方法
E1 k值可由下式計算
(E1)
式中：Qc——導線材料的體積熱容量(表E1)，J/(℃·mm3)；
B——導線在0℃時的電阻率溫度系數(shù)的倒數(shù)(表E1)，℃；
ρ20——導線材料在20℃時的電阻率(表E1)，Ω·mm；
θi——導線的初始溫度，℃；
θf——導線的最終溫度，℃。
表E1 式(E1)中的參數(shù)
|
材 料 |
B
℃ |
QcJ/(℃·mm3) |
ρ20Ω·mm |
|
|
銅 |
234.5 |
3.45×10-3 |
17.241×10-6 |
226 |
|
鋁 |
228 |
2.5×10-3 |
28.264×10-6 |
148 |
|
鉛 |
230 |
1.45×10-3 |
214×10-6 |
42 |
|
鋼 |
202 |
3.8×10-3 |
138×10-6 |
78 |
E2 用法不同或運行情況不同的保護線的各種k值可按表E2、E3和E4選取。
表E2 非電纜芯線的絕緣保護線或與電纜外皮接觸的裸保護線的k值
|
|
保護線的絕緣或電纜外皮 |
|
PVC |
EPR、XLPE |
丁基橡膠 |
|
最終溫度 |
160℃ |
250℃ |
220℃ |
|
導線的材質(zhì) |
k |
|
銅、鋁、鋼 |
143 |
176 |
166 |
|
95 |
116 |
110 |
|
52 |
64 |
60 |
|
注：導線的初始溫度采用30℃。 |
表E3 多芯電纜中一根芯線用作保護線的k值
|
|
絕 緣 材 質(zhì) |
|
PVC |
EPR、XLPE |
丁基橡膠 |
|
初始溫度 |
70℃ |
90℃ |
85℃ |
|
最終溫度 |
160℃ |
250℃ |
220℃ |
|
導線的材質(zhì) |
k |
|
銅
鋁 |
115
76 |
143
94 |
134
89 |
表E4 裸導線的k值，該裸導線在下列溫度下不會有危及任何鄰近材料的危險
|
導線材質(zhì) |
條件 |
|
看得見并在限定的范圍內(nèi) |
正常條件 |
火災危險 |
|
最高溫度
銅
k |
500℃
228 |
200℃
159 |
150℃
138 |
|
最高溫度
鋁
k |
300℃
125 |
200℃
105 |
150℃
91 |
|
最高溫度
鋼
k |
500℃
82 |
200℃
58 |
150℃
50 |
|
注
1 導線的初始溫度采用30℃；
2 所指最高溫度500℃和300℃只在它們不損害接頭質(zhì)量時才有效。 |
附 錄 F
(提示的附錄)
土壤和水的電阻率參考值
F1 表F1僅供缺少土壤電阻率數(shù)據(jù)時參考，一般應以實測值作為設計依據(jù)。
表F1 土壤和水的電阻率參考值
|
類 別 |
名 稱 |
電阻率近似值
Ω·m |
不同情況下電阻率的變化范圍
Ω·m |
|
較濕時
(一般地區(qū)、多雨區(qū)) |
較干時
(少雨區(qū)、沙漠區(qū)) |
地下水含鹽堿時 |
|
土 |
陶粘土 |
10 |
5～20 |
10～100 |
3~10 |
|
泥炭、泥灰?guī)r、沼澤地 |
20 |
10～30 |
50～300 |
3～30 |
|
搗碎的木炭 |
40 |
— |
— |
— |
|
黑土、園田土、陶土
白堊土、粘土 |
|
30～100 |
50～300 |
10～30 |
|
砂質(zhì)粘土 |
100 |
30～300 |
80～1000 |
10～80 |
|
黃土 |
200 |
100～200 |
250 |
30 |
|
含砂粘土、砂土 |
300 |
100～1000 |
1000以上 |
30～100 |
|
河灘中的砂 |
— |
300 |
— |
— |
|
煤 |
— |
350 |
— |
— |
|
多石土壤 |
400 |
— |
— |
— |
|
上層紅色風化粘土、下層紅色頁巖 |
500(30%濕度) |
— |
— |
— |
|
表層土夾石、下層礫石 |
600(15%濕度) |
— |
— |
— |
|
砂 |
砂、砂礫 |
1000 |
250～1000 |
1000～2500— |
3～30 |
|
|
1000 |
— |
— |
— |
|
巖石 |
礫石、碎石
多巖山地
花崗巖 |
5000
5000
200000 |
—
—
— |
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混凝土 |
在水中
在濕土中
在干土中
在干燥的大氣中 |
40～55
100～200
500～1300
12000～18000 |
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礦 |
金屬礦石 |
0.01～1 |
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