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摘要：变电站集中安装了重要的电气设备和电气装置，因此需要有良好的接地装置，以实现工作接地、保护接地和防雷接地的综合要求。目前，我国变电站接地网的设计与国外遵循的设计标准不同，国内目前主要采用GB/T 50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》，国外设计标准主要采用IEEE Std.80-2000《IEEE 交流变电站安全接地导则》，本文主要针对这两种标准，结合工程实践，论述了不同标准下变电站接地网的设计异同，以供相关技术人员参考。
关键词：变电站，接地电网设计，接地电阻，接地设计标准
一、接地网允许的跨步电位差和接触电位差
1、定义
跨步电位差：GB/T导则定义为接地短路（故障）电流流过接地装置时，地面上水平距离为1.0m的两点间的电位差。IEEE导则定义为人体在地网中不接触任何接地导体时，人体两脚跨距1m处的表面电位差。
接触电压：GB/T导则定义为接地短路（故障）电流流过接地装置时，大地表面形成分布电位，在地面上离设备水平距离为1.0m处与设备外壳、构架或墙壁离地面的垂直距离2.0m处两点间的电位差。IEEE导则定义为人体接触构架时，人体接触点与接地网间的电位差。
以上两种标准的定义的主要区别在于人体两脚站立的距离及接触点的高度，由于国内主要考虑到国内外人体平均身高的差距，因此跨步距离采用了数据1.0m，对接触点的高度也做了明确的规定。
2、允许值计算
IEEE导则针对体重为50公斤和70公斤的人给出了不同的跨步电压和接触电压限定值。
GB/T规定的跨步电压和接触电压限定值主要分两种情况：
在110kV及以上有效接地系统和6~35kV低电阻接地系统发生单相接地或同点两相接地时；3~66kV不接地、经消弧线圈接地和高电阻接地系统，发生单相接地故障后，当不迅速切除故障时：
两种标准的计算公式不同，主要原因在于对人体电阻值的取值大小不同，GB/T取值1500欧姆，IEEE取值1000欧姆，但两者的计算结果经比较非常接近，其中，GB/T标准计算出的值偏小，相对保守。
二、接地体和连接线
1、接地体和连接线材质
IEEE导则给出了不同材料的特性与腐蚀问题，包括铜、镀铜钢、钢、铝等。铜导线因其导电性好、耐腐蚀等优点广泛应用于变电站的接地；镀铜钢机械性能好，常用于变电站的垂直接地极。在国外大多数工程中，普遍采用铜导线作为变电站接地的主材料，接地效果较好，但是投资较高。
GB/T导则推荐采用钢材质的导体，如水平接地极采用镀锌扁钢或圆钢，垂直接地极采用镀锌角钢或钢管。国内变电站大多采用此类接地材料，投资也较低，只有少数500kV或重要变电站采用了铜导线接地网。
2、接地体截面选择
IEEE导则给出了不同材料在不同接地网电流情况下的最小面积计算公式：
经实际工程中计算比较，GB/T导则所计算出的接地材料最小值偏大。以上公式均为导体热稳定所要求的最小截面积，在实际工程中，由于接地材料的腐蚀、所承受的机械应力、泄流能力等要求，实际选用的接地材料截面积均比计算值大。
三、接地电阻的要求及其计算
1、接地电阻的要求
IEEE导则规定，对大多数输变电工程，接地电阻要求不大于1欧姆，在一些小型的变电站中，这一要求值可放宽至1~5欧姆，具体要按实际情况确定。
GB/T导则详细规定了几种情况下的接地电阻要求值：
式中L为水平接地极的总长度，h为水平接地极的埋设深度，A为水平接地极的形状系数。
在实际工程设计中，利用两种设计标准所计算出的接地电阻大小接近，GB/T标准计算出的结果稍偏大，较保守。
四、接地网的布置
接地装置应充分利用自然接地体，如埋设在地下的金属管道（易燃易爆的除外）、建构筑物的金属结构和钢筋混凝土基础、穿线钢管等，同时敷设以水平接地体为主的人工接地网，垂直接地极对工频电流的散流作用不大，可作为避雷针、避雷器等加强集中接地和散泄雷电流之用。
为减少相邻接地体的屏蔽作用，GB/T要求垂直接地体的间距不小于其长度的两倍，水平接地体的间距不宜小于5m，接地网的埋深一般采用0.6m或0.8m，在冻土地区应敷设在冻土层以下。而IEEE导则规定，水平接地体的间距通常可在3~15m间，接地网的埋深在0.5~1.5m间。
五、结论
在进行变电站的接地网设计中，两种标准对接地网的设计思路均一致，对主要参数的设计计算多有不同，但其计算结果十分接近，各自所倾向的接地材料也不同。《IEEE交流变电站安全接地导则》涉及内容广泛，从大地电阻率测量和大地模型确定，到接地网设计与施工，直至接地网参数测量和降低接地电阻的方法，各部分内容描述都很详尽，并配有变电站设计与计算实例。在利用GB/T进行国内变电站设计时，参考IEEE导则可实现理想的接地系统设计，提高设计水平。
参考文献
[1] 水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册电气一次部分.中国电力出版社，1989.
[2]交流电气装置的接地设计规范GB/T 50065-2011. 中国计划出版社，2012.
作者简介
代佩佩（1984.9.14），性别：女；籍贯：江苏丰县；民族：汉；学历：本科、学士；职称：中级工程师；职务：变电站电气设计；研究方向：变电；单位：聚合电力工程设计（股份）有限公司。
论文作者:代佩佩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/12
标签：变电站论文; 导则论文; 电位差论文; 电阻论文; 标准论文; 水平论文; 两种论文; 《电力设备》2017年第15期论文;