电力工程接地通用规范标准(征求意见稿)

住房和城乡建设部办公厅关于国家标准《电力工程接地通用规范(征求意见稿)》公开征求意见的通知

  根据《住房城乡建设部关于印发2018年工程建设规范和标准编制及相关工作计划的通知》(建标函〔2017〕306号),我部组织中国电力科学研究院有限公司等单位起草了国家标准《电力工程接地通用规范(征求意见稿)》(见附件)。现向社会公开征求意见。有关单位和公众可通过以下途径和方式提出反馈意见:

  1、电子邮箱:wdshi@epri.sgcc.com.cn。

  2、通信地址:北京市海淀区清河小营东路15号;邮编:100192。

  意见反馈截止时间为2020年9月30日。

  附件:《电力工程接地通用规范(征求意见稿)》

  中华人民共和国住房和城乡建设部办公厅

  2020年9月1日

1 总则

1.0.1

  为使电力接地工程贯彻国家电力建设方针政策,满足经济和社会发展基本需求,保障人民生命财产安全、电力系统安全、生态环境安全,满足经济社会管理基本需要,依据有关法律、法规,制定本规范。

1.0.2

  发电、变电、输电和配电等电力工程的接地设计、施工、验收及改造应遵守本规范。

1.0.3

  本规范是电力工程接地的设计、施工、验收及改造等过程中的基本要求。当采用的技术措施与本规范的规定不一致,但经合规性评估符合本规范第2章的基本规定时,应允许使用。

2

2.

  电力接地工程的设计、施工、验收及改造,应保证人身、设备的安全及电力系统的可靠运行,并不应对周边设施的安全运行产生影响。

2.

  电力工程接地应能满足保护接地、防雷接地、防静电接地、工作接地不同用途的基本要求,并通过接地装置实现。

2.0.3

  接地装置产生的地电位升、网内电位差、转移电位、跨步电位差和接触电位差应满足限值要求。

2.

  接地装置应在预期寿命内满足热稳定性和机械强度的要求。

2.0.5

  接地装置的验收测试不应在雷、雨、雪中或雨、雪后立即进行。

3 土壤数据

3.0.

  电力工程接地设计必须考虑工程地点的土壤电阻率以及埋设接地装置处土壤腐蚀性能和冻土深度。

3.0.2

  土壤电阻率测量结果应能反映与接地装置尺寸相当深度范围内的土壤分层状况。

4

4.0.1

  发、变电站中不同用途和不同额定电压的电气装置或设备,除另有规定外应使用一个总的接地网。接地装置的接地阻抗应符合其中最小值的要求。

4.0.2

  对于可能将接地网的高电位引向厂、站外或将低电位引向厂、站内的设备,应采取隔离措施防止转移电位差对人身和设备的危害。

4.0.3

  有效接地系统和低电阻接地系统(含消弧线圈并联低电阻)接地网的接地阻抗应满足工频地电位升限值的要求,按下式计算

  式中:R——考虑季节变化的最大接地阻抗(Ω);

  IG——考虑最大运行方式下,经接地网入地的最大接地故障不对称 电流(A)

  UG——工频地电位升限值(V),工频地电位升限值应当取所有引出到发、变电站外的一、二次设备所能承受的最大工频耐受电压(包括电位隔离设备的工频耐压)的最小值。

4.0.4

  不接地、谐振接地和高阻接地系统,接地网的接地阻抗应符合下式要求,但不大于4Ω:

  式中:R——采用季节变化的最大接地阻抗(Ω);

  IG——计算用的接地网入地稳态电流(A)。

4.0.5

  工作于不接地、谐振接地和高电阻接地系统、向1kV 及以下低压电气装置供电的高压配电电气装置,其保护接地的接地阻抗应符合下式的要求,且不应大于4Ω:

  式中: R——因季节变化的最大接地阻抗(Ω);

  IG——计算用的单相接地故障电流;谐振接地、谐振‐低电阻接地系统为故障点残余电流(A)。

4.0.6

  保护配电柱上断路器、负荷开关和电容器组等的避雷器的接地导体(线),应与设备外壳相连,接地装置的接地阻抗不应大于10Ω。

4.0.7

  确定发电厂和变电站接地网的型式和布置时,设备场区的网内最大电位差应保证低压电缆耦合电压不超过二次设备绝缘耐受值和抗干扰水平,以确保二次系统在接地故障期间的安全运行。

5 跨步

5.0.1

  确定发电厂和变电站接地网的型式和布置时,应符合下列要求:

1

  有效接地系统和低电阻接地系统发生单相接地或同点两相接地时,发电厂和变电站接地网的接触电位差和跨步电位差不应超过由下列二式计算所得的数值:

  式中:Ut ——接触电位差允许值(V);

  Us ——跨步电位差允许值(V);

  ρs ——地表层的电阻率(m);

  Cs ——表层衰减系数;

  ts ——接地故障电流持续时间,与接地装置热稳定校验的接地故障等效持续时间取相同值(s)。

2

  不接地、谐振接地和高阻接地系统,发生单相接地故障后,当不迅速切除故障时,发电厂和变电站接地装置的接触电位差和跨步电位差不应超过下列二式计算所得的数值:

5.0.2

  接地网的敷设应符合下列规定:

1

  接地网的外缘应闭合,外缘各角应做成圆弧形。

2

  接地网内应敷设水平均压带。

3

  35kV及以上接地网边缘有人出入的走道处,应铺设碎石、沥青路面等高阻层或在地下装设均压带。

6

6.0.1

  电力工程接地设计中,校验接地引下线热稳定性所用计算电流值应不小于远期规划出现的最大电流值。

6.0.2

  接地装置截面设计应考虑土壤腐蚀情况,接地体的截面不应小于连接至该接地装置接地引下线截面的75%。

6.0.3

  在运接地装置的改造应根据系统短路容量的变化及接地装置的腐蚀程度,校核接地装置(包括设备接地引下线)的热稳定容量。

7

7.0.1

  电力装置或设备的外露可导电部分必须接地。

7.0.2

  发电厂易燃油、可燃油、天然气和氢气等贮罐、装卸油台、铁路轨道、管道、鹤管、套筒及油槽车等应设置防静电接地。

7.0.3

  气体绝缘金属封闭开关设备区域应设置专用接地网,专用接地网应与变电站总接地网连接。

7.0.4

  发电厂和变电站的构架避雷针、雷电防护避雷器的接地引下线应与接地网连接,并应在连接处加装集中接地装置。 引下线与接地网的连接点至变压器、35kV及以下设备(不含避雷器)接地导体(线)与接地网连接点之间沿接地极的长度,不应小于15m。

7.0.5

  独立避雷针和避雷线应设置独立的集中接地装置,其与接地网的地中距离不应小于3m,并不应对电缆沟内的电缆产生影响;其与道路或建筑物的出入口等的距离小于3m 时,应采取均压措施或铺设碎石或沥青地面。

7.0.6

  主控制室、配电装置室和35kV 及以下变电站的屋顶上装设直击雷保护装置,且为金属屋顶或屋顶上有金属结构时,则应将金属部分接地,屋面金属层厚度应大于4mm;屋顶为钢筋混凝土结构时,则应将其焊接成网接地;结构为非导电的屋顶时,则应采用避雷带保护,并设接地引下线,引下线不少于2根。该接地引下线应与主接地网连接,并应在连接处加装集中接地装置。

7.0.7

  发电厂和变电站有爆炸危险且爆炸后可能波及发电厂和变电站内主设备或严重影响发供电的建构筑物,应采用独立避雷针保护,并应采取防止雷电感应的措施。露天贮罐周围应设置闭合环形接地装置,接地阻抗不应超过 30Ω,无独立避雷针保护的露天贮罐不应超过10Ω,接地点不应小于两处,接地点间距不应大于30m。架空管道每隔20m~25m 应接地一次,接地阻抗不应超过30Ω。易燃油贮罐的呼吸阀、易燃油和天然气贮罐的热工测量装置,应用金属导体与相应贮罐的接地装置连接。不能保持良好电气接触的阀门、法兰、弯头等管道连接处应跨接。

7.0.8

  保护配电变压器的避雷器,其接地应与变压器保护接地共用接地装置。

7.0.9

  严禁利用金属软管、管道保温层的金属外皮或金属网、低压照明网络的导线铅皮以及电缆金属护层作为接地线。

7.0.10

  电气装置的接地必须单独与接地母线或接地网可靠相连接,严禁在一条接地线中串接两个及两个以上需要接地的电气装置。

7.0.11

  变压器中性点应有两根与地网主网格的不同边连接的接地引下线,并且每根接地引下线均应符合热稳定校核的要求。

7.0.12

  TN系统应分别符合下列要求:

1

  对于单电源系统,TN 电源系统在电源处应有一点直接接地,装置的外露可导电部分应经PE接到接地点。

2

  对于具有多电源的 TN 系统和对用电设备采用单独的PE 和N 的多电源TN‐C‐S 系统,应符合下列要求:

1)

  不应在变压器的中性点或发电机的星形点直接对地连接;

2)

  变压器的中性点或发电机的星形点之间相互连接的导体应绝缘,且不得将其与用电设备连接;

3)

  电源中性点间相互连接的导体与PE 之间,应只一点连接,并应设置在总配电屏内。

3

  在TN-C 系统中不应将保护接地中性导体隔离,严禁将保护接地中性导体接入开关电器。

7.0.13

  TT系统应只有一点直接接地,装置的外露可导电部分应接到在电气上独立于电源系统接地的接地极上。

7.0.14

  IT电源系统的所有带电部分应与地隔离,或某一点通过阻抗接地。电气装置的外露可导电部分,应被单独地或集中地接地。

7.0.15

  配电变压器设置在建筑物外其低压采用TN 系统时,低压线路在引入建筑物处,PE 或PEN 应重复接地。

7.0.1

  严禁利用输送可燃液体,可燃气体或爆炸性气体的金属管道作为电气设备的接地保护导体(PE)。

7.0.1

  成套柜的接地母线应与主接地网连接可靠。

8

8.0.1

  在保护室、控制室、通信室内应敷设等电位接地网,该接地网应在小室入口处与厂、站主接地网一点可靠相连,等电位接地网应为保护专用。

8.0.2

  直流电源系统绝缘监测装置的接地端和柜屏内的交流供电电源的中性线(零线)不应接入等电位接地网。

8.0.3

  保护室、控制室的微机保护和控制装置的屏柜下部,以及开关场远端就地端子箱内应设置接地铜排,屏柜内所有装置、电缆屏蔽层、保护装置及辅助装置接地端子、屏柜门体的接地端就近与铜排相连,保护室、控制室的铜排应与等电位接地网可靠连接,就地端子箱的铜排应与电缆沟内专用铜排(缆)及主地网相连。

8.0.4

  厂、站的二次回路电缆均应使用屏蔽电缆,同时,应沿开关场二次电缆沟道敷设专用铜排(缆),两端分别与开关场就地端子箱处和保护室处的主地网相连。

8.0.5

  二次回路电缆金属屏蔽层的接地方式应符合下列规定:

  1 计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层不得构成两点或多点的接地,应集中式一点接地;

  2 集成电路、微机保护的电流、电压和信号的控制电缆屏蔽层应在开关安置场所与控制室同时接地;

  3 不应使用电缆内的备用芯代替屏蔽层接地。

  4由一次设备直接引出的二次电缆的屏蔽层应在就地端子箱处一点接地,在一次设备的接线盒(箱)处不接地。

  5二次电缆经金属管从一次设备的接线盒(箱)引至电缆沟,并将金属管的上端与一次设备的底座或金属外壳良好焊接,金属管另一端应与主接地网焊接。

8.0.6

  电流互感器或电压互感器的二次回路,均必须且只能有一个接地点。

8.0.7

  等电位接地网与接地网连接时,应远离高压母线、并联电容器、电容式电压互感器、结合电容、电容式套管等设备及避雷器和避雷针的接地点。

9

9.0.1

  接地极址的选择应综合考虑接地极线路长度、极址技术条件、极址周边相关设施状况和地方发展规划等因素,做到安全可靠,经济合理,对环境影响小。

9.0.2

  对于两个及以上换流站共用的直流接地极,设计接地极时的入地电流应考虑事故情况下的复合电流。

9.0.3

  在最大过负荷电流下,直流接地极地面任意点最大跨步电压不得超过其允许值。地面任意一点的最大允许跨步电压根据下式计算。

  式中:Us——跨步电位差允许值(V);

  ρs——表层土壤的电阻率(Ω·m).

9.0.4

  在任何情况下,直流接地极任意点的最高温度都应低于所在海拔下水的沸点。

9.0.5

  对于长时间以阳极运行的接地极,应限制焦炭与土壤接触面的电流密度,以防电渗析(电场下水的移动)。

9.0.6

  直流接地极在设计寿命期内,考虑腐蚀后的馈电元件应满足系统对其载流量的要求。

1总 则

  1.0.1本条是新增条款,本条阐述了制定本规范的目的。本规范以电力接地工程的目标与功能性能要求为基础,以保障人身健康和生命财产安全、电力系统安全、生态环境安全,满足经济社会管理为目的,以覆盖电力接地全过程为范围,研编全文强制标准,具有较强的可操作性和实用性。

  1.0.2本条是新增条款,本条规定了本规范的适用范围,本规范适用于电力接地工程,是国家电力接地工程建设控制性底线要求,具有技术法规效力,必须严格遵守。本规范所称电力接地是指发电、变电、输电和配电等电力工程的接地设计、施工、验收及运维。

  1.0.3本条是新增条款,本条对规范的合规性评估作出规定。本规范规定电力接地的主要技术指标和生产实践通用性的技术要求及技术措施,对满足法律法规和工程规范性能要求的创新性技术措施和新产品,可通过合规性判定推广应用。新产品为没有国家现行有关标准的产品。合规性判定应由建设单位组织设计、施工等单位以及相关专家,对采用的新产品是否满足工程规范的性能要求进行论证判定。

2基本

  2.0.1 本条是新增条款,本条规定了电力接地工程的范围、意义及影响。电力接地工程应保证人身、设备的安全及保证电力系统的可靠运行,并不应对周边设施和环境产生不利影响。

  2.0.2 本条参考了《交流电气装置的接地设计规范》GB50065-2011的第3.1.1条。本条规定了电力工程接地不同用途的基本要求。

  2.0.3 本条是新增条款,本条规定了电力工程接地的具体性能要求。

  2.0.4 本条是新增条款,本条规定了电力工程接地中接地装置的材料和尺寸要求。

  2.0.5 本条参考了《接地装置特性参数测量导则》DL/T 475-2017的第4.2条,接地装置的特性参数受土壤电阻率影响较大,如在雨雪后测试会带来测试的误差,应在土壤干燥时测试,以获得较安全的测试结果。为保障测试人员人身安全,如发现有雷云活动时,应停止测试并撤离现场,避免雷电流通过杆塔接地极入地后击伤测试测试人员。

3

  3.0.1本条参考了《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》2018版14.1.1.1条。本条款规定了接地设计时应考虑的土壤数据,土壤数据的获取是接地装置设计的首要环节。

  3.0.2本条参考了《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》2018版14.1.1.1条。本条款明确了土壤电阻率的测试要求,数值计算表明,接地装置的散流主要靠中层和深层的土壤实现的,与接地网尺寸相当的深层土壤对散流能力的影响较大,必须了解深层土壤的状况。而设计地勘阶段提供的土壤电阻率数据多为浅层数据,这就是接地阻抗设计值与实测值偏差较大的一个最主要原因。为此,特别强调“与接地装置尺寸相当深度范围内的土壤分层状况”,温纳四极法的最大的极间距离amax不宜小于接地网尺寸(取最大等效对角线),改变极间距离a,得到一组视在土壤电阻率数据。当布线空间路径有限时,amax至少应达到接地网最大对角线的三分之二。对于110 kV变电站,amax要求达到150 m~200 m,220kV变电站应达到250 m~300 m,500 kV变电站则amax取400 m~600 m,考虑外扩接地网的情形amax甚至取更大值。在地形地貌复杂,或者接地网的尺寸较大,布线路径较难满足(最大间距大于500m)的场合,建议采用大地电磁法与温纳四极法结合,短距测量采用温纳四极法以获得较高的精度,长距测量采用大地电磁法已解决布线距离不足的问题。

4接地阻抗

  4.0.1 本条参考了《交流电气装置的接地设计规范》GB50065-2011的第3.1.2条。在一个接地网中,往往有多个与主接地网相连的功能性接地网,如主控楼的二次接地网、非独立避雷针接地网、建购物防雷接地、电厂主厂房接地网、油库接地网、煤场接地网等,每个功能性接地网独立时都有接地阻抗限值要求,连接成为一个整体后,总的接地网应满足最小的接地阻抗值的要求。这样,接地装置可以共用,既节约费用,又有利于总接地网的均压。一般来说,主接地网由于主要承担故障电流的散流功能,接地阻抗要求值一般是最低的,其他的功能性接地网的接地阻抗的要求往往都高于主接地网,因此,总的接地网值按照主接地网的接地阻抗进行校核即可。本规范中的接地阻抗,如无另外注明,均指工频接地阻抗。

  4.0.2本条参考了《交流电气装置的接地设计规范》GB50065-2011的第4.3.3条第四款,如下图所示,电流入地时接地系统地电位升通过各类连接导体(如电缆金属护套、管道、轨道等)转移到地电位较低的地方,或者通过连接导体将较低的地电位转移到地电位较高的地方,从而导致连接导体与其周围大地之间的电位差,这将对人身和设备产生危害。推荐的隔离措施如下:

  1)站用变压器向厂、站外低压电气装置供电时,其0.4kV绕组的短时(1min)交流耐受电压应比厂、站接地网地电位升高40%。向厂、站外供电用低压线路采用架空线,其电源中性点不在厂、站内接地,改在厂、站外适当的地方接地。

  2)对外的非光纤通信设备加隔离变压器。

  3)通向厂、站外的管道采用绝缘段。

  4)铁路轨道分别在两处加绝缘鱼尾板。

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