对接地网设计的几点看法
一、分流作用的考虑
目前,省内变电所接地网设计中,接地电阻值往往按照最大单相接地短路电流选取,而忽略了各种分流作用。我们知道,系统发生接地短路时,流经变电所接地网的入地短路电流并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,一部分短路电流经与接地网连接的架空线路的“地线一杆塔”系统流回系统变压器接地的中性点,另一部分经由接地网导体直接流回变电所变压器接地的中性点,其余部分短路电流才经过接地同流入大地,经大地流回系统变压器接地的中性点;当接地短路发生在接地网外(即发生在架空线路上)时,流回变电所变压器接地的中性点的短路电流中,有一部分经由与接地网连接的架空地线流回。引起接地网地电位外高和产生接触电势、跨步电势的电流仅仅是流经接地网入地的短路电流,根据试验和计算,这部分短路电流一般只占总短路电流的50左右(网内短路),也就是说,如果不考虑分流作用,设计的接地电阻值将要求减小一半,按照接地电阻值R(单位为Ω)与地网面积S(单位为)的关系:R≈0.5(ρ为土壤电阻率,单位为Ωm),接地网的面积S将增大三倍,不但造成大量的浪费,也给设计工作带来很大困难。因此,设计中必须考虑架空线路“地线一杆塔”系统及地网导体的分流作用。
二、接地网的埋设深度
变电所一般以水平地网为主,在地网边缘设置2.5m长的垂直接地极,地网敷设深度为冻土层以下(西宁地区为1.5左右)
接地网的技术参数除了接地电阻值外,更重要的是接触电势和跨步电势,这两者直接决定着变电所的接地安全性。地网的最大接触系数Kjm与地网的理深h有如图1所示的关系,由图1看出,接地网的埋深由零开始增加时,最初的Kjm。减小,当h超过~定范围,Kjm
开始增大。这是因为当接地网平置在地面时,网孔中心地面厂的电流密度较小,电场强度较弱,因而网孔中心地面和接地体之间的电位差较大;当埋深由年开始增加,部分电流线向地面弯曲,网孔中心地面上的电流密度开始增大,电场强度也开始增大,因而网孔中心地面
f和接地体之间的电位差开始减小;当理深增加到一定值以后,电流趋向于地层深处流动,地面回:的电流密度愈来愈小,因而网孔中心地面和接地体之间的电位差又开始增大。鉴于以上原因,《电力设备接地设计技术规程》中规定,发电厂、变电所、电力设备的“接地网的理设深度直采用0.6。
由上可知,用增大地网理深使最大接触系数增大,不能合理利用r