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      《交流電氣裝置的接地設計規范》GB/T 50065-2011

      58778

       前 言

      前 言


      本規范是根據原建設部《關于印發<二00四年工程建設國家標準制訂、修訂計劃>的通知》(建標[2004]67號)的要求,由中國電力科學研究院會同有關單位對原國家標準《工業與民用電力裝置的接地設計規范》GBJ 65—83進行修訂而成的。

      本規范在修訂過程中,修訂組經過調查研究,廣為搜集近年來隨著電力系統的發展對電氣工程中交流電氣裝置接地技術提出的新要求以及相關科研成果和工程的實踐經驗,在原有標準的基礎上增添了許多新的內容。在認真處理征求意見稿反饋意見后提出送審稿,最后經審查定稿。

      本規范共分8章和9個附錄,主要技術內容包括:總則,術語,高壓電氣裝置接地,發電廠和變電站的接地網,高壓架空線路和電纜線路的接地,高壓配電電氣裝置的接地,低壓系統接地型式、架空線路的接地、電氣裝置的接地電阻和保護總等電位聯結系統,低壓電氣裝置的接地裝置和保護導體等。

      本規范本次修訂的主要內容是:

      1.對本規范的適用范圍作了修訂,由適用于35kV及以下,擴大到適用于750kV及以下電壓等級。同時由于接地要求的不同,將交流電氣裝置按系統標稱電壓的區別劃分為高壓(1kV以上至750kV)和低壓(1kV及以下)電氣裝置。

      2.根據條文內容的修訂,適當增加了術語。

      3.規定了接地的種類。隨著本規范適用范圍的擴大,也將高壓電氣裝置的保護接地的范圍加以擴大。

      4.提出了110kV及以上變電站接地網設計的一般要求。對有效接地系統變電站接地網提出了地電位升高的限值和均壓要求。針對接地裝置防腐蝕要求引入了銅和銅覆鋼材料。補充了具有氣體絕緣金屬封閉開關設備(GIS)變電站的接地,以及發電廠和變電站雷電保護與防靜電的接地要求。

      5.對高壓架空線路和電纜線路的接地作出了規定。

      6.對高壓配電電氣裝置的接地作出了規定。

      7.參照IEC有關標準和現行國家標準提出低壓系統接地型式、架空線路的接地、低壓電氣裝置的接地電阻和保護總等電位聯結的規定。

      8.參照IEC有關標準和現行國家標準提出低壓電氣裝置的接地裝置和保護導體的要求。

      本規范由住房和城鄉建設部負責管理,由中國電力企業聯合會標準化管理中心負責具體管理,由中國電力科學研究院負責具體技術內容的解釋。本規范在執行過程中,請各單位結合工程實踐。認真總結經驗,如有意見或建議請寄送中國電力科學研究院(地址:北京市海淀區小營東路15號;郵政編碼:100192),以便今后修訂時參考。

      本規范主編單位、參編單位、主要起草人和主要審查人:

      主編單位:中國電力科學研究院

      參編單位:清華大學

      主要起草人:杜澍春 陸家榆 何金良 鞠 勇 郭 劍 葛 棟 曾 嶸

      主要審查人:方 靜 王 茁 陳俊章 李 暉 董曉輝 梁學宇 曾小超 陳宏明 彭 勇 黃寶瑩 丁 杰 馬靜波 張惠寰 巴 濤 韓敬軍 劉慶時 王榮亮 陸寵惠 劉穩堅 陳光華 王碧云 王厚余 黃妙慶 劉 繼

      1總 則

      1 總 則

      1.0.1 為使交流電氣裝置的接地設計在電力系統運行和故障時能保證電氣裝置和人身的安全,做到技術先進、經濟合理,制定本規范。
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      1.0.2 本規范適用于交流標稱電壓1kV以上至750kV發電、變電、送電和配電高壓電氣裝置,以及1kV及以下低壓電氣裝置的接地設計。
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      1.0.3 交流電氣裝置的接地設計,應遵循規定的設計步驟。設計方案、接地導體(線)和接地極材質的選用等,應因地制宜。土壤情況比較復雜地區的重要發電廠和變電站的接地網,宜經經濟技術比較后確定設計方案。
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      1.0.4 交流電氣裝置的接地設計,除應符合本規范外,尚應符合國家現行有關標準的規定。
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      2術 語

      2 術 語
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      2.0.1 接地 earth

      在系統、裝置或設備的給定點與局部地之間做電連接。

      2.0.2 系統接地 system earthing

      電力系統的一點或多點的功能性接地。

      2.0.3 保護接地 protective earthing

      為電氣安全,將系統、裝置或設備的一點或多點接地。

      2.0.4 雷電保護接地 lightning protective earthing

      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。

      2.0.5 防靜電接地 static protective earthing

      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。

      2.0.6 接地極 earthing electrode

      埋入土壤或特定的導電介質(如混凝土或焦炭)中與大地有電接觸的可導電部分。

      2.0.7 接地導體(線) earthing conductor

      在系統、裝置或設備的給定點與接地極或接地網之間提供導電通路或部分導電通路的導體(線)。

      2.0.8 接地系統 earthing system

      系統、裝置或設備的接地所包含的所有電氣連接和器件。

      2.0.9 接地裝置 earth connection

      接地導體(線)和接地極的總和。

      2.0.10 接地網 earth-electrode network

      接地系統的組成部分,僅包括接地極及其相互連接部分。

      2.0.11 集中接地裝置 concentrated earth connection;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,敷設3根~5根垂直接地極。在土壤電阻率較高的地區,則敷設3根~5根放射形水平接地極。

      2.0.12 接地電阻 earthing resistance

      在給定頻率下,系統、裝置或設備的給定點與參考地之間的阻抗的實部。

      2.0.13 工頻接地電阻 power frequency earthing resistance

      根據通過接地極流入地中工頻交流電流求得的電阻。

      2.0.14 沖擊接地電阻 impulse earthing resistance

      根據通過接地極流入地中沖擊電流求得的接地電阻(接地極上對地電壓的峰值與電流的峰值之比)。

      2.0.15 地電位升高 earth potential rise

      電流經接地裝置的接地極流入大地時,接地裝置與參考地之間的電位差。

      2.0.16 接觸電位差 touch potential difference

      接地故障(短路)電流流過接地裝置時,大地表面形成分布電位,在地面上到設備水平距離為1.Om處與設備外殼、架構或墻壁離地面的垂直距離2.Om處兩點間的電位差。

      2.0.17 最大接觸電位差 maximal touch potential difference

      接地網孔中心對接地網接地極的最大電位差。

      2.0.18 跨步電位差 step potential difference

      接地故障(短路)電流流過接地裝置時,地面上水平距離為1.Om的兩點間的電位差。

      2.0.19 最大跨步電位差 maximal step potential difference

      接地網外的地面上水平距離1.Om處對接地網邊緣接地極的最大電位差。

      2.0.20 轉移電位 diverting potential

      接地故障(短路)電流流過接地系統時,由一端與接地系統連接的金屬導體傳遞的接地系統對參考地之間的電位。

      2.0.21 外露可導電部分 exposed conductive part

      設備上能觸及到的可導電部分,它在正常情況下不帶電,但在基本絕緣損壞時會帶電。

      2.0.22 外界可導電部分 extraneous conductive part

      非電氣裝置的,且易于引入電位的可導電部分,該電位通常為局部電位。

      2.0.23 中性導體 neutral conductor

      電氣上與中性點連接并能用于配電的導體。

      2.0.24 保護導體 protective conductor(PE)

      為了安全目的設置的導體。

      2.0.25 保護中性導體 PEN conductor(PEN)

      具有中性導體和保護導體兩種功能的導體。

      2.0.26 等電位聯結 equipotential bonding

      為達到等電位,多個可導電部分間的電連接。

      2.0.27 保護總等電位聯結系統 protective equipotential bonding system(PEBS)

      用于保護的為實現可導電部分之間的等電位聯結而將這些部分相互連接。

      2.0.28 直流偏移 dc offset

      電力系統暫態情況下,實際電流與對稱電流波形之間的差異。

      2.0.29 接地故障對稱電流有效值 effective symmetrical ground fault current

      接地故障時交流電流有效值。

      2.0.30 接地故障不對稱電流有效值 effective asymmetrical ground fault current

      計及直流電流分量數值及其衰減特性影響的不對稱電流的等價有效值。

      2.0.31 衰減系數 decrement factor

      接地計算中,對接地故障電流中對稱分量電流引入的校正系數,以考慮短路電流的過沖效應。衰減系數Df為接地故障不對稱電流有效值If與接地故障對稱電流有效值If的比值。

      2.0.32 接地網最大入地電流 maximum grid current

      接地故障電流中經接地網流入地中的電流最大值,供接地設計使用。

      2.0.33 接地網入地對稱電流 symmetrical grid current

      接地網入地電流的對稱分量。

      2.0.34 故障電流分流系數 fault current division factor

      接地網入地對稱電流Ig與接地故障對稱電流If的比值。

      2.0.35 接地故障電流持續時間 continuous time of ground fault current

      接地故障出現起直至其終止的全部時間。
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      2.0.36 放熱焊接 exothermic welding

      利用金屬氧化物與鋁之間的氧化還原反應,同時釋放出大量的熱量和高溫熔融金屬,進行焊接的方法。
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      3高壓電氣裝置接地

      3.1 一般規定

      3 高壓電氣裝置接地


      3.1 一般規定
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      3.1.1 電力系統、裝置或設備應按規定接地。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定性。接地按功能可分為系統接地、保護接地、雷電保護接地和防靜電接地。

      3.1.2 發電廠和變電站內,不同用途和不同額定電壓的電氣裝置或設備,除另有規定外應使用一個總的接地網。接地網的接地電阻應符合其中最小值的要求。
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      3.1.3 設計接地裝置時,應計及土壤干燥或降雨和凍結等季節變化的影響,接地電阻、接觸電位差和跨步電位差在四季中均應符合本規范的要求。但雷電保護接地的接地電阻,可只采用在雷季中土壤干燥狀態下的最大值。典型人工接地極的接地電阻可按本規范附錄A計算。
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      3.2 保護接地的范圍

      3.2 保護接地的范圍
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      3.2.1 電力系統、裝置或設備的下列部分(給定點)應接地:

      1 有效接地系統中部分變壓器的中性點和有效接地系統中部分變壓器、諧振接地、低電阻接地以及高電阻接地系統的中性點所接設備的接地端子。

      2 高壓并聯電抗器中性點接地電抗器的接地端子。

      3 電機、變壓器和高壓電器等的底座和外殼。

      4 發電機中性點柜的外殼、發電機出線柜、封閉母線的外殼和變壓器、開關柜等(配套)的金屬母線槽等。

      5 氣體絕緣金屬封閉開關設備的接地端子。

      6 配電、控制和保護用的屏(柜、箱)等的金屬框架。

      7 箱式變電站和環網柜的金屬箱體等。

      8 發電廠、變電站電纜溝和電纜隧道內,以及地上各種電纜金屬支架等。

      9 屋內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。

      10 電力電纜接線盒、終端盒的外殼,電力電纜的金屬護套或屏蔽層,穿線的鋼管和電纜橋架等。

      11 裝有地線(架空地線,又稱避雷線)的架空線路桿塔。

      12 除瀝青地面的居民區外,其他居民區內,不接地、諧振接地和高電阻接地系統中無地線架空線路的金屬桿塔。

      13 裝在配電線路桿塔上的開關設備、電容器等電氣裝置。

      14 高壓電氣裝置傳動裝置。

      15 附屬于高壓電氣裝置的互感器的二次繞組和鎧裝控制電纜的外皮。

      3.2.2 附屬于高壓電氣裝置和電力生產設施的二次設備等的下列金屬部分可不接地:

      1 在木質、瀝青等不良導電地面的干燥房間內,交流標稱電壓380V及以下、直流標稱電壓220V及以下的電氣裝置外殼,但當維護人員可能同時觸及電氣裝置外殼和接地物件時除外。

      2 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。

      3 安裝在已接地的金屬架構上,且保證電氣接觸良好的設備。

      4 標稱電壓220V及以下的蓄電池室內的支架。

      5 除本規范第4.3.3條所列的場所外,由發電廠和變電站區域內引出的鐵路軌道。

      4發電廠和變電站的接地網

      4.1 110kV及以上發電廠和變電站接地網設計的一般要求

      4 發電廠和變電站的接地網


      4.1 110kV及以上發電廠和變電站接地網設計的一般要求
      ▼ 點擊展開條文說明

      4.1.1 設計人員應掌握工程地點的地形地貌、土壤的種類和分層狀況,并應實測或搜集站址土壤及江、河、湖泊等的水的電阻率、地質電測部門提供的地層土壤電阻率分布資料和關于土壤腐蝕性能的數據,應充分了解站址處較大范圍土壤的不均勻程度。
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      4.1.2 設計人員應根據有關建筑物的布置、結構、鋼筋配置情況,確定可利用作為接地網的自然接地極。

      4.1.3 設計人員應根據當前和遠景的最大運行方式下一次系統電氣接線、母線連接的送電線路狀況、故障時系統的電抗與電阻比值等,確定設計水平年的最大接地故障不對稱電流有效值。

      4.1.4 設計人員應計算確定流過設備外殼接地導體(線)和經接地網入地的最大接地故障不對稱電流有效值。

      4.1.5 接地網的尺寸及結構應根據站址土壤結構和其電阻率,以及要求的接地網的接地電阻值初步擬定,并宜通過數值計算獲得接地網的接地電阻值和地電位升高,且將其與要求的限值比較,并通過修正接地網設計使其滿足要求。

      4.1.6 設計人員應通過計算獲得地表面的接觸電位差和跨步電位差分布,并應將最大接觸電位差和最大跨步電位差與允許值加以比較。不滿足要求時,應采取降低措施或采取提高允許值的措施。

      4.1.7 接地導體(線)和接地極的材質和相應的截面,應計及設計使用年限內土壤對其的腐蝕,通過熱穩定校驗確定。

      4.1.8 設計人員應根據實測結果校驗設計。當不滿足要求時,應補充與完善或增加防護措施。

      4.2 接地電阻與均壓要求

      4.2 接地電阻與均壓要求

      4.2.1 保護接地要求的發電廠和變電站接地網的接地電阻,應符合下列要求:

      1 有效接地系統和低電阻接地系統,應符合下列要求:

      1)接地網的接地電阻宜符合下列公式的要求,且保護接地接至變電站接地網的站用變壓器的低壓側應采用TN系統,低壓電氣裝置應采用(含建筑物鋼筋的)保護總等電位聯結系統:

      R≤2000/IG (4.2.1-1)

      式中:R——采用季節變化的最大接地電阻(Ω);

      IG——計算用經接地網入地的最大接地故障不對稱電流有效值(A),應按本規范附錄B確定。

      IG應采用設計水平年系統最大運行方式下在接地網內、外發生接地故障時,經接地網流入地中并計及直流分量的最大接地故障電流有效值。對其計算時,還應計算系統中各接地中性點間的故障電流分配,以及避雷線中分走的接地故障電流。

      2)當接地網的接地電阻不符合本規范式(4.2.1-1)的要求時,可通過技術經濟比較適當增大接地電阻。在符合本規范第4.3.3條的規定時,接地網地電位升高可提高至5kV。必要時,經專門計算,且采取的措施可確保人身和設備安全可靠時,接地網地電位升高還可進一步提高。

      2 不接地、諧振接地和高電阻接地系統,應符合下列要求:

      1)接地網的接地電阻應符合下列公式的要求,但不應大于4Ω,且保護接地接至變電站接地網的站用變壓器的低壓側電氣裝置,應采用(含建筑物鋼筋的)保護總等電位聯結系統:

      R≤120/Ig(4.2.1-2)

      式中:R——采用季節變化的最大接地電阻(Ω);

      Ig——計算用的接地網入地對稱電流(A)。

      2)諧振接地系統中,計算發電廠和變電站接地網的入地對稱電流時,對于裝有自動跟蹤補償消弧裝置(含非自動調節的消弧線圈)的發電廠和變電站電氣裝置的接地網,計算電流等于接在同一接地網中同一系統各自動跟蹤補償消弧裝置額定電流總和的1.25倍;對于不裝自動跟蹤補償消弧裝置的發電廠和變電站電氣裝置的接地網,計算電流等于系統中斷開最大一套自動跟蹤補償消弧裝置或系統中最長線路被切除時的最大可能殘余電流值。
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      4.2.2 確定發電廠和變電站接地網的型式和布置時,應符合下列要求:

      1 110kV及以上有效接地系統和6kV~35kV低電阻接地系統發生單相接地或同點兩相接地時,發電廠和變電站接地網的接觸電位差和跨步電位差不應超過由下列公式計算所得的數值:

      Ut=(174+0.17ρsCs)/(√ts ) (4.2.2-1)

      Us=(174+0.7ρsCs)/(√ts ) (4.2.2-2)

      式中:Ut——接觸電位差允許值(V);

      Us——跨步電位差允許值(V);

      ρs——地表層的電阻率(m);

      Cs——表層衰減系數,按本規范附錄C的規定確定;

      ts ——接地故障電流持續時間,與接地裝置熱穩定校驗的接地故障等效持續時間te 取相同值(s)。

      2 6kV~66kV不接地、諧振接地和高電阻接地的系統,發生單相接地故障后,當不迅速切除故障時,發電廠和變電站接地裝置的接觸電位差和跨步電位差不應超過下列公式計算所得的數值:

      Ut=50+0.05ρsCs (4. 2.2-3)

      Ut=50+0.2ρsCs (4.2.2-4)

      3 接觸電位差和跨步電位差可按

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