双层接地系统在市区变电站中的应用

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1、Y电力安全技术第17卷(2015年第l2期)双层接地系统在市区变电站中的应用张劲松，钱锋，吴栋良，叶海，陈迟，严龙阳。，周海军。(1．江苏方天电力技术有限公司，江苏南京210002；2．江苏扬州辰浩电力有限公司，江苏扬州225002；3．北京加华赛时电力安全技术有限公司，北京100080)[摘要]为在有限的可用面积内尽可能保证接地系统满足安全要求，探讨了在市区变电站采用双层接地系统的可行性及有效性；比较了不同土壤结构中，双层接地系统与单层常规接地系统的接地性能；通过分析降阻率、下层接地系统的散流效果、接触电压和跨步电压等接地参数，为市区变电站双层接地系统的设计和施工提供了理论依据和

2、工程指导。[关键词]变电站；双层接地系统；降阻率；散流；接地电阻0引言的设计和施工提供理论依据和工程指导，具有实际意义。随着我国工业化、城市化进程的快速推进，电本文使用的分析工具为CDEGS软件包。对设力负荷，尤其是市区集中用电需求的不断攀升，位计的双层地网模型计算各参数的依据(规范)主要于城市市区范围内的紧凑型、小型化高压变电站也参考了GB／T50065～2011((交流电气装置接地设不断出现。由于市区可用面积小、周边设施众多，计规范》。如何保证市区变电站及周边人员的安全，给市区变电站接地系统的设计和施工带来了新挑战。对常规1计算模型的选取的郊区变电站系统而言，可通过增加接地系统

3、面积、外引接地、垂直接地棒等方法达到设计要求。但市选取的双层接地系统结构如图1所示。区变电站可用面积小，有些变电站可能毗邻住宅区、加油站、管道等设施，使得常规接地优化手段，如引外接地、深井爆破等措施难以实施。目前，市区接地系统主要采用长距离的垂直接地棒(深井)或深井爆破等方式进行改进，但此种方式主要依靠深层低土壤电阻率的特性，不能适用于所有情况。同时，市区接地系统对周边其他设施安全f!生的影响，也是限制深井或深井爆破在市区变图1双层接地系统结构示意电站中广泛使用的主要原因。为了更好地探究市区变电站接地系统的设计和标准市区变电站接地系统的可用面积为施工方法，在有限的可用面积内尽可能满

4、足接地系601T_I×80m。上层接地系统埋深0．8m，上层统的安全要求，本文从评价接地系统安全陛的主要地网均压带间距S=10m，下层地网均压带间距指标，如接地电阻、接触／跨步电压等参数出发，S，=20m。2个接地系统通过8根位于接地网边缘通过对比验证的方法探讨在市区变电站中使用双层的垂直连接导体连接，可最大程度地减少垂直连接接地系统的可行性，研究与常规单层接地系统相比，导体间的屏蔽效应。按照工程实际情况，选取的垂双层接地系统在接地电阻、散流效果以及接触／直连接导体长度D的变化范围为卜10IYI。接地导跨步电压等方面的有效性，为市区变电站接地系统体均选用40iYlm×4l-fllT

5、l扁钢。一9一第17卷(2015年第12期)电力安全技术Y常规单层接地系统结构如图2所示，与双层接降阻比例在15％以下。当K=0．5时，即上层土壤地系统的唯一区别在于：单层接地系统不存在下层电阻率小于下层土壤电阻率时，随着层间距D的接地系统。增大，双层接地系统的降阻率虽然也保持上升趋势，但并不明显，降阻率最大不超过l0％。图2常规单层接地系统结构示意对于分析中使用的土壤结构，本文选取常用的典型土壤形式，分别为均匀和水平2层形式，具体参数如表l所示。定义折射率=(p2-P)／(p2+p1)，图3双层接地系统层间距对降阻率的影响其中P为上层土壤的电阻率，P为下层土壤的电阻率。同时还可以

6、看出，当K=0．5时，即上层土壤电阻率小于下层土壤电阻率，层间距为3—4m时，表1土壤结构参数双层接地系统的降阻率有所降低。其主要原因在于：上层土壤厚度4I1"1，下层接地系统埋设于高电阻率土壤层，此时下层的高电阻率土壤层会影响下层接地系统的散流效果，造成双层接地系统的接地电阻有所上升，使双层接地系统的降阻率下降。当2降阻率K=-0．5时，即上层土壤电阻率大于下层土壤电阻率，双层接地系统的降阻效果最高可以达到29％，接地电阻是衡量接地系统性能的重要指标，大但降阻率在D达到4m后，出现趋于饱和现象。多可以通过测量接地电阻值以判断接地系统的设计由此可见，就降阻效果而言，随着层间距D和施

7、工效果。为定量分析双层接地系统的降阻效的增大，双层接地系统的降阻率有所提高。但对于果，将其与单层接地系统做比较，定义降阻率为：下层土壤电阻率较高的土壤结构形式，降阻率始终尺=(1双／R单)X100％，其中尺单为图2中的单保持在较低水平，所以此时使用双层接地系统的意层接地系统的接地电阻值，尺双为图1中的双层接义不大。地系统的接地电阻值。在3种不同折射率的土壤结构中，降阻率3散流效果尺与层间距的关系如图3所示。从图3可以看出，对于双层接地系统，当层间接地系统的一个主要功能