接地电阻不合格危害[科学材料].doc

配电变压器接地电阻过大的危害与预防发布者：admin 发布时间：2011-9-17 阅读：79次配电变压器（以下称变压器）接地电阻阻值的大小影响供电质量，如果接地电阻阻值过大或发生接地线断线故障，将会由于供电异常造成设备烧毁，甚至会对人身安全造成危险。为此，我们必须了解接地电阻阻值过大的危害及防范措施。1、接地电阻阻值过大的危害（1）变压器接地线接地电阻阻值过大，如同时伴有低压相线绝缘损坏而接地（例如L1相线接地），这时变压器接地线中将有电流流过，L1相电压加在大地和接地电阻上，接地电阻阻值越大，接地电阻上的分压就越大。这时，如果有人误触变压器接地线或中性线以及变压器外壳，人体将和接地电阻形成并联，那么加在人体上的电压就会导致人身触电。（2）当变压器三相四线中的中性线接地电阻阻值过大或中性线断线时，此时由于三相负载的不平衡，变压器中性点将发生偏移，接地点电位不为零，使得有的相电压升高而烧毁用电设备。（3）当接地电阻阻值过大，同时变压器批避雷器不能正常对地放电，致使避雷器或变压器烧毁。2、变压器接地电阻阻值过大的原因（1）接地装置的材料不合格。由于接地体埋设不规范，安装工艺不合格，接地体与接地线接头连接松动，大地过于干燥等原因，均有可能造成接地电阻阻值过大。（2）由于对变压器接地线作用的重要性认识不足，中性线截面积选择过小，或由于外力的破坏、接地线被盗等原因，都有可能导致接地线断线或接地电阻阻值过大。3、预防措施（1）严格施工工艺，规范接地体的埋设。接地装置一般由钢管、角钢、扁钢及钢绞线等材料制成。埋设深度应不小于0.50.8m。接地装置的施工一般应和基础施工同时进行，具体要求如下。接地槽的深度应符合设计要求，一般为0.50.8m，可耕地应敷设在耕作深度以下。接地槽的宽度一般为0.30.4m，并应清除槽中一切影响接地体与土壤接触的杂物。钢管的规格及打入土壤中的深度应符合设计要求，接地体应垂直打入地中且固定，以免增加街道电阻阻值。在山区及土壤电阻率较高的地区，尽量少用管形接地装置，而采用表面埋入方式的接地装置。接地引下线应沿电杆敷设引下，并尽可能短而且直，以减少其冲击电抗。接地引下线以支持件固定在杆塔上，支持件之间的直线距离通常为1.01.5m，转弯部分为0.1m。接地引下线除为测量接地电阻阻值而预留的断开处外不得另有接头，接地装置的连接应保证接触间的连接，均采用焊接。接地引下线与为测量接地电阻阻值而预留的断开处连接均应采用螺栓连接，连接螺栓应镀锌防锈。接地体敷设完毕，应回填土，不得将石块等影响接地体与土壤接触的杂物埋入。（2）在变压器的中性线上选取适当的位置，将变压器的中性线多点重复接地。这样当变压器中性线在某点断线时，由于多点接地，中性线电流仍可经大地回到变压器中性点，中性线的电位始终为零，每相负载的电压始终为正常的相电压。（3）在用户电能表后装设剩余电流动作保护器。当用户装设了保护器后，此时如果变压器接地点接地电阻阻值过大，大地电位将不再为零，这时将有一个电流经保护器、大地流入变压器接地点，此电流将使保护器动作而将接地点切除，防止了大地电位的升高。另外，加装保护器后，当人接触相线时，保护器也会动作，从而保障人身安全。美国国家电气法规NEC第100节对“接地”一词定义如下：电气回路或设备与大地，或与代替大地的导体之间的导电的连接，可以是有意的连接，也可以是无意的连接。 在配电回路或分支回路里，所有的回路和设备都通过导电连接来互相连通，从而减少它们之间的电位差，或将电位差限制到最小值。 在上述定义里，术语“地”是个关键。接地的主要目的就是保证电气安全。在电击防护和为接地故障电流提供返回电源通路方面接地是很重要的。这两个问题都可将回路和地之间加以连接来解决。 通常将一接地棒打入地内就算与大地相连接了。对于一个建筑物的配电系统，可在靠近电源进线处打一接地棒来接地。 将回路导线与地连接（Ground)或将设备接地（Grounding)可起到如下作用： (1) 提供设备与近处金属物体间的低阻抗连接，以减少人身电击危险； (2) 给接地故障电流提供返回电源的低阻抗通路，使熔断器或断路器得以动作； (3) 给雷电感应电流提供低阻抗的对地泄放通路； (4) 给静电电荷提供对地泄放通路，以防产生电火花或电弧。变电站的接地装置是接地体（埋入地中并与大地直接接触的一组金属导体）和接地引下线（电气设备接地部分与接地体连接的金属导体）的总称。其作用是通过降低接地电阻，加速接地电流的扩散，减少地电位的升高。接地装置长期处在地下或阴暗、潮湿的环境中,则最容易发生腐蚀。由于接地装置的腐蚀会极大的影响装置的使用寿命,造成接地网局部断裂,接地线与接地网脱离,形成严重的接地隐患或构成事故，因此要加强运行维护和巡视检查，及时进行缺陷处理，定期进行接地电阻和回路电阻测量，以保证接地一直处于良好的状态。一、接地装置的正常巡视检查项目由于变电站接地装置的特殊性，主要从以下几个方面进行检查：（1）设备的接地引下线有无损伤、断裂、锈蚀，连接处是否接触良好。（2）接地网与接地引下线连接线夹或螺栓是否完好、牢固。（3）接地网的接地圆钢、扁钢有无露出、被盗、浅埋等现象。 （4）接地装置在引入建筑物的入口处要有明显的标志，明敷的接地引下线表面的涂漆标志是否完好。（5）用导通法定期检查接地引下线的通断情况。（6）定期测试接地电阻值是否合格，并分析所测量的接地电阻变化情况，是否符合规程要求。（7）对含有重酸、碱、盐或金属矿研等化学成分的土壤地带，定期对接地装置的地下部分挖开地面进行检查，观察接地体腐蚀情况。（8）设备每次检查后，应检查其接地是否牢固。 二、接地装置的定期维护及试验项目 在运行期间，对接地装置的连接情况检查和接地电阻的测量，主要按下列周期进行： （1） 连接情况检查至少每一年一次。 （2） 接地电阻的测量至少每五年一次。 （3） 必要时,选点挖土检查接地体和接地线连接是否完好。 （4） 接地装置设记录本，将检查结果载入备查。 （5） 当进行设备扩建时和根据当地雷击率，应重新评估接地引下线截面的过流容量。（6）各防雷装置的接地线每年（雷雨季节前）检查一次。三、接地装置经长周期运行后，普遍存在的问题。有些接地装置在投运初期是合格的，但经一定的运行周期后，接地电阻就会变大，以下一些问题值得注意：一是由于接地体的腐蚀，使接地体与周围土壤的接触电阻变大，特别足在山区酸性土壤中，接地体的腐蚀速度相当快，会造成一部分接地体脱离接地装置；二是在接地引下线与接地装置的连接部分因锈蚀而使电阻变大或形成开路；三是接地引下线接地极受外力破坏时误损坏等。 四、接地装置的接地电阻不合格，会造成的危害。接地装置起着工作接地和保护接地的作用，电力设备接地设计技术规程(SDJ879)中对接地电阻值有具体的规定,一般不大于0.5，如果接地电阻过大，则：（1）发生接地故障时，使中性点电压偏移增大，可能使健全相和中性点电压过高，超过绝缘要求的水平而造成设备损坏。（2）在雷击或雷电波袭击时，由于电流很大，会产生很高的残压，使附近的设备遭受到反击的威胁，并降低接地装置本身保护设备（变电站电气设备）带电导体的耐类水平，使设备达不到设计的要求而损坏。总之，变电站的接地装置，对于整个电网安全运行起着非常重要的作用，它能提高电力系统安全运行的可靠性，因此，要加强接地装置的运行维护和定期试验，以保证它健康运行。变电所防雷接地电阻允许值的分析计算 变电所防雷接地电阻不能满足对地电位允许电阻值的要求，满足接地电势、跨步电势和暂态电压允许电阻值的要求。对于变电站，周围没有低土壤电阻率地区或水源，不具备采取引外接地措施降低接地电阻的条件；采用人工降阻、电解接地、爆破接地等其他降阻费用很大且影响变电站的正常运行，有必要对地电位接地电阻允许值进行分析计算，合理选择确定接地电阻允许值。接地装置的对地电位，是指发生接地故障时，接地装置与大地零电位之间的电位差。对地电位要求R2000/I，规定对地电位为2000V，对于大部分110500KV变电所，入地短路电流很大，要求接地电阻很小。对接地电阻大于对地电位要求值时，接地装置的对地电位超过2000V，例如某站接地电阻允许值为0.951欧姆，对地电位达到558000.951=5306V，因此，有必要分析对地电位升高对人体和设备的影响。1）对设备的影响：当接地网采用均压措施后，所区各处的地电位基本相同，在共用接地系统中，所以设备均以接地装置的电位作为等电位。当接地装置对地电位升高时，在设备接地线良好的情况下，设备的零电位和设备外壳的电位随之升高。采取均压措施，通过共用接地系统，可以防止地电位升高对低压设备绝缘的危害影响。2）对人体的影响：虽然接地网采取均压措施可以使得所区各处的对地电位基本相同，但是接地网并非密实的金属板，均压带直接以及接地网边缘仍然存在电位差，因此接地电阻需要满足接触电势和跨步电势的规定要求。3）对电缆的影响：采取沿电缆沟两侧敷设接地线的屏蔽措施，可以限制电缆绝缘层的感应电流和电位。根据国内实验测量结果，当接地网网格为1012m时，网格内最大电位梯度为7.5V/m，对于一点接地的控制电缆，其绝缘水平为3500V时允许敷设长度可达450M以上。采取均压措施，通过减小均压带间距限制接地网电位梯度，可以防止电位升高对电缆绝缘的危害影响。4）对雷击的分析：事实上，雷击电流对低压设备的危害远大于短路电流，这是因为雷击次数较多和雷击电流较大，雷击时的对地电位远大于短路时的对地电位。然而，国内接地技术表对对防雷接地并未要求很低的接地电阻，一般要求110欧姆以内，注意通过采取防护措施防止雷击危害。例如设置放电管限压防止高电位通过电缆进入低压设备，设置均压接地系统减少设备之间的电位差和防止跨步电势危害，要求避雷针与建筑物和设备保持足够距离等。通过短路电流与雷击电流的比较分析可知，降低接地电阻并非保证接地安全的根本措施，应该积极采取防护措施和加强运行维护才能保证接地安全。5）对分流分析：流经变电所接地网的入地短路电流，不等于接地短路点的全部短路电流。当接地短路发生在接地网内时，一部分短路电流与接地网连接的架空线的“地线杆塔”接地系统分流；另一部分短路电流，经由接地网直接流回变电所变压器接地的中性点；剩下的一部分短路电流，才经过接地网入地中，经大地流回系统变压器接地中性点。最后的这部分电流，称为计算用的流经接地装置的入接短路电流。例如，某站最大单相接地短路电流发生在110KA母线侧为10.83KA，经主变中性点和线路避雷线分流后，最大入地短路电流为5.58KA。如果不考虑分流，某站对地电位要求的接地电阻值为R2000/10830=0.18欧姆，对这样小的接地电阻，不仅与理论和实践不相符合，而且在技术上难以实现。6）加强防护措施：为了防止设备接地引线烧断产生高电位对低压设备构成危害，设备应采取两根接地引线并适当增加截面。为了防止接地体腐蚀破坏接地网均压作用，运行应定期检查维护，设计应适当增加接地体截面，必要时可以采用非金属材料接地体。为了减小地电位梯度，均压带最大间距不宜大于12m，接地网边缘均压带应适当加密。为了限制电缆外层的感应电流和电压，电流沟两侧敷设屏蔽接地体，对于进入所内的高频通信电缆应增加敷设扁钢屏蔽接地线。为了加强泄流降低暂态电压反击，要求在主变压器、避雷器、避雷针的接地处设置集中垂直接地体。为了降低设备绝缘层之间以及不同设备之间的电位差，要求在所区建筑物周围设置环形均压接地体，所以设备采用共用接地，避雷针与接地网的连接线长度应大于15m。为了防止接触电势、跨步电势、转移电位对人体和设备的危害，应根据具体情况合理采取绝缘、隔离和降阻措施。理论和实践证明，国内许多接地电阻较高的变电所，在发生接地短路时，虽然对地电位大大超过2000V，由于采取均压、绝缘盒隔离防护措施，没有发生人体电击和设备击穿的事故。因此，美国和苏联的接地技术标准没有规定对地电位的接地电阻要求值，我国接地技术标准实际上也等于没有规定，因为变电所接地电阻允许值会受到接触电势、跨步电势和暂态电压的限制，不可能按照5欧姆设计。变电所接地电阻允许值通常由接地设计提出，作为施工验收和运行维护的技术指标，其大小应满足对地电位、接触电势、跨步电势和暂态电压的规定要求。对于均压共用接地系统，由于对地电位并非作用在设备绝缘层的电位差，因此对地电位不宜作为接地电阻允许值的控制条件，接地电阻允许值应满足接触电势、跨步电势和暂态电压三者中的最小要求值。某站接地电阻值对地电位、接触电势、跨步电势和暂态电压的规定要求，地网可不做改造。 防雷产品| 避雷针安装| 防雷接地| 机房防雷接地| pdu电源防雷插座| 防雷产品资料下载|页面版权所有：河南尚正防雷工程有限公司地址：郑州市天明路66号建业森林半岛29号楼4楼F6 电话：0371-63691567 传真：0371-63691567QQ:1031213106Email：officehnszfl.com 7教书育人