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钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 1 报告编写李明贵 叶涟远 李 欣 审 核叶涟远 谭毓揩 批 准肖久生 工作人员肖久生（教高工）叶涟远（教高工）李明贵（教高工） 谭毓揩（高 工）莫 修（高 工）庄 洪（工程师） 罗秉强（高 工）周 鹏（工程师）钟均祥（工程师） 李德宗（工程师）李 欣（工程师） 参加单位 广西老科学技术工作者协会电力分会 广西电力试验研究院有限公司 广西电机工程学会 广西电网合浦县供电公司 广西艾诗达技术工程有限公司 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 2 目 录 第一部分 工作报告 3 目 录 第一部分 工作报告 3 1.1. 概况 3 2. 概况 3 2. 项目的组织管理 3 3. 项目的组织管理 3 3. 项目的研究内容 4 4. 项目的研究内容 4 4. 研究采用的技术路线 4 5. 研究采用的技术路线 4 5. 研究的技术关键 4 6. 研究的技术关键 4 6. 主要研究成果 4 第二部分 技术报告 6 1.基本情况 6 1.1 铜或钢镀铜用于地网接地的趋势 6 1.2 铜或镀铜钢材主要技术性能 7 1.3 钢镀铜棒接地极产品8 2. 铜镀钢接地棒应用研究 9 2.1 110kV 大龙变电站地网基本情况 9 2.2 试验情况分析 9 2.3 确定地网降阻改造方案 10 2.4 地网电阻的计算分析 15 2.5 地网改造结果与分析 17 3. 钢镀铜棒接地极与传统接地极的施工工艺、方法综合比对 18 3.1 施工工艺 18 3.2 施工方法 18 4. 钢镀铜棒接地极与传统接地极的经济性比较 19 结 论 2 1 第三部分 110kV 大龙变电站地网接地阻抗测试报告 23 附件施工图片27 主要研究成果 4 第二部分 技术报告 6 1.基本情况 6 1.1 铜或钢镀铜用于地网接地的趋势 6 1.2 铜或镀铜钢材主要技术性能 7 1.3 钢镀铜棒接地极产品8 2. 铜镀钢接地棒应用研究 9 2.1 110kV 大龙变电站地网基本情况 9 2.2 试验情况分析 9 2.3 确定地网降阻改造方案 10 2.4 地网电阻的计算分析 15 2.5 地网改造结果与分析 17 3. 钢镀铜棒接地极与传统接地极的施工工艺、方法综合比对 18 3.1 施工工艺 18 3.2 施工方法 18 4. 钢镀铜棒接地极与传统接地极的经济性比较 19 结 论 2 1 第三部分 110kV 大龙变电站地网接地阻抗测试报告 23 附件施工图片27 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 3 第一部分工作报告 1.概况 第一部分工作报告 1.概况 降低变电站地网接地电阻一直是电力工作者努力探讨的课题， 经过大家几十年的不断努力，取得了一定成效。但是，电网中由变 电站地网接地电阻不合格引起的反击故障仍有发生，这些故障严重 威胁电网安全。本科题提出采用钢镀铜垂直接地棒来降低变电站地 网接地电阻值以满足规程要求，防止地网反击事故，确保地网的安 全可靠运行，具有非常重要的意义。 由广西老科技工作者协会电力分会提出了 铜镀钢垂直接地棒在地网 中的应用研究课题，经广西电网公司批准（见桂电生【2007】96 号） 。 本课题主要研究钢镀铜垂直接地棒降低接地电阻的作用及效果；钢镀铜 垂直接地棒用于变电站地网改造的实施方法及要求等。通过以 110kV 大 龙变电站地网改造作为试点研究，验证其钢镀铜垂直接地棒施工工艺及 降阻的实际效果，提出钢镀铜垂直接地棒的施工方法及原则，为今后变 电站的电网改造设计提供参考。 2. 项目的组织管理 2. 项目的组织管理 本项目由广西老科技术工作者协会电力分会负责，广西电力试验研 究院有限公司、广西电机工程学会、合浦县供电公司、广西艾诗达技术 工程有限公司参与组成的课题研究小组。究课题组能定期汇报和交流， 及时找出工作中存在的问题，促进研究工作的进展。并提出研究计划及 方案，进行理论分析，编写技术报告等工作。合浦县供电公司负责提供 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 4 试点变电站,现场试验的实施工作。 3.项目的研究内容 3.项目的研究内容 1）研究钢镀铜垂直接地棒与接地电阻的关系。 2）研究钢镀铜垂直接地棒用于变电站接地网改造的效果，使用 范围、要求等。 3）通过研究提出接地棒的实施施工方法及要求（原则） ，施工过 程中的要求及注意事项。 4.研究采用的技术路线 4.研究采用的技术路线 调查分析变电站地网运行情况，以理论分析为基础，提出合理的技 术方案。通过钢镀铜垂直接地棒在变电站地网中的应用研究，提出降低 地网电阻的有效性；在变电站地网改造过程中确保施工安全及减轻劳动 强度等。并提出钢镀铜垂直接地棒在变电站地网改造的实施方法及要求 （原则） ，为新建变电站、不合格变电站的地网改扩建提供设计依据。 5.研究的技术关键 5.研究的技术关键 地网改造设计的优化，达到降低接地电阻的有效性；钢镀铜垂直接 地棒的施工工艺及要求；钢镀铜垂直接地棒在变电站地网改造中的实施 方法及要求，确保地网能满足人身和设备安全，避免地网反击事故。 6.主要研究成果 6.主要研究成果 1）在 110kV 大龙变电站地网改造中，主要在变电站内打铜镀钢垂直接地 极与原水平地网，利用 35kV 进线终端杆塔的接地与站内主地网连接，其 方法是可行的。 2）利用铜镀钢垂直接地对变电站接地网改造结果证明，能有效降低地网 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 5 电阻，对施工安全性和减轻劳动强度及提高工作效率，具有良好的推广 应用前景。 3）建议在主变压器、避雷针、避雷器引下地网采用铜镀钢垂直接地极， 可以有效扩散入地电流的作用。 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 6 第二部分技术报告 第二部分技术报告 本课题主要对钢镀铜垂直接地棒在变电站（或线路杆塔）地网中的 应用研究，分析垂直地极的施工方法和要求，分析钢镀铜垂直接地棒降 低电阻的有效性，对镀铜钢材接地极与钢材接地极进行技术性能比较， 开展试点研究。通过试验研究，提出钢镀铜垂直接地棒的现场施工方法 和要求。为新建、改扩建变电站地网提供参考。 1.基本情况 1.1 铜或钢镀铜用于地网接地的趋势 1.基本情况 1.1 铜或钢镀铜用于地网接地的趋势 接地网是电网安全运行的重要装置，近年来，由于接地网腐蚀严重，地 网及引线损坏，曾发生过大量事故。据调查，一般变电站接地网腐蚀期 限为 15 年左右，快的 8～10 年已腐烂，影响接地网的使用寿命和电网的 运行安全。目前，我国大部分地区的变电所仍然使用镀锌扁钢作为接地 材料，但几十年的实践证明镀锌钢并不是解决接地装置腐蚀问题的最好 选择，是因为接地网在焊接时破坏镀锌层严重，导致经焊接的部位（或 金属联接头）腐蚀严重。例如华北电网天津北郊 500kV 变电站投运 8 年 后开挖检查发现，接地装置腐蚀严重，有的甚至已被腐蚀断，并投入较 大资金更换成铜接地装置等。据了解，目前在全球 50变电站采用铜镀钢 接地棒,60变电站采用放热焊接方式作为接地系统连接,其中包括非洲 苏丹,乍得,亚洲缅甸,柬埔寨,南美的海地等国家.IEC 和 IEEE 推荐所有 接地系统连接采用放热焊接连接。 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 7 国家电网公司“25 项重大反措”中明文规定“在腐蚀性比较严重的 枢纽变电站宜采用铜材接地网” 。有些地区还制定了相关的技术政策，例 如北京电力公司要求地下站，室内站应采用铜接地装置；上海和天津电 力公司要求新建、改造变电站应采用铜接地装置等。 华北电网有限公司在 2005 年 10 月 28 日颁发的华北电网有限公司 防止接地网和过电压事故措施中明确说明“室内变电站和地下变电站， 应采用铜质材料的接地网；500kV 变电站宜采用铜质材料的接地网；对其 他变电站，当土壤电阻率小于 100Ω.m 时,宜采用铜质材料的接地网。 1.2 铜或钢镀铜材主要技术性能 1.2.1 导电性能 1.2 铜或钢镀铜材主要技术性能 1.2.1 导电性能 以铜的导电率为 100， 标准 1020 钢的导电率仅为 10.8， 因此铜的 导电率是钢的 10 倍左右。而 30导电率钢镀铜线导电率为 30，40导电 率钢镀铜线导电率为 40，均远较钢接地体好。尤其是在集肤效应下，高 频时钢镀铜绞线导电性能远远优于钢材。 1.2.2 热稳定性 1.2.2 热稳定性 铜的熔点为 1083˚C，短路时最高允许温度为 450˚C；钢镀铜材熔点为 1084˚C，短时允许温度为 450˚C；而钢的熔点为 1510˚C，短路时最高允许 温度为 400˚C。因此，接地体截面相同时，铜材热稳定性较好。同等热稳 定性能时，钢接地体所需的截面积为铜材的三倍，是 30钢镀铜绞线的 2.5 倍，是 40钢镀铜绞线的 2.8 倍。 1.2.3 铜材耐腐蚀性能 1.2.3 铜材耐腐蚀性能 铜材耐腐蚀性能是钢材的十倍以上,是镀锌钢的三倍以上. 铜的表面 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 8 会产生附着性较强的氧化物铜绿 CuOH2,对内部的铜有很好的保护作 用,阻断了进一步腐蚀的形成。 1.3 钢镀铜棒接地极产品 1.3 钢镀铜棒接地极产品 钢镀铜棒接地极与纯铜电棒接地极的导电性能、热稳定性、耐腐蚀 性能是一样的，但钢镀铜棒接地极比纯铜电极的抗弯度、硬度较高，所 以实用于地网垂直接地。本课题采用的钢镀铜棒接地极为美国艾力高公 司的产品，是目前在接地棒和放热焊接产品中较好的产品。 1 钢镀铜接地棒采用高精度的镀铜工艺，棒芯为优质冷抽钢，其物 理稳定性、使用寿命及使用效能远远优于传统的铜包钢或铜铸钢接地棒； 2）铜层厚度均匀，厚度为 0.254mm（UL 标准厚度为 0.25mm） 。 常用钢镀铜接地棒单根长度 1.22 米，直径 1.41 厘米，可通过连接 器无限延长，见图 1 所示。 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 9 图 1 钢镀铜接地棒示意图 2. 钢镀铜接地棒应用研究 2. 钢镀铜接地棒应用研究 课题组先后到河池、百色、防城港、北海进行调查，了解变电站电 网接地运行状况，存在的问题等。经综合分析，拟定在合浦县供电局管 辖的 110kV 大龙变电站进行试点研究工作。为了确保其变电站电网的改 造质量，对 110kV 大龙变电站现有接地网进行系统核查检测。并在该站 的周围进行接地试验研究等工作。 2.1 110kV 大龙变电站地网基本情况 2.1 110kV 大龙变电站地网基本情况 于 1987 年 8 月投运，当时 35kV 主变运行（一期工程） ，二期工程于 1993 年 2 月投运， 为现在的 110kV 变电站 。 原有地网为水平复合型地网， 面积约为 5567.50 m 285m65.5m ，见图 2 所示。 图 2 110kV 大龙变电站接地网示意图 2.2 试验情况分析 2.2 试验情况分析 为做好 110kV 大龙变电站接地网改造工作，2008 年 10 月 21-23 日， 对该站地网电阻测量及地网腐蚀检查，土壤电阻率测量，结果如下 1接地网电阻测量按地网面积要求布线，电流极线长度 500m，电压极 线长 300m，用直线法其地网接地电阻值为 1.8Ω1.8Ω。 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 10 2对地网导通检测地网导通试验良好。 3在变电站周围进行电阻率测量，电阻率为 600-1200Ω.m。 4原地网经开挖勘察，腐蚀情况不明显。本站地网前次整改，新做 150mm 直径深井 11 口，开挖未找到，由于图纸标识问题未能找到而放弃检查。 5打深井试验，目的了解地下土质状况。 当打井深度 5－8m 深发现土质含水分大，从 9m 开始，进入连续的石 英砂岩层，并一直持续到 30m 左右。经试验后对土质分析认为，表层土 壤为细沙＋黄土，垂直分布位置为 0---5 米左右，电阻率最高为 600Ω.m （5m 处） ， 第二层为风化砂岩结构， 土壤电阻率较高， 8.5m 处最高为 1272 Ω.m。 6查资料，本地年平均温度25.3℃，年平均无霜期321天，年平均降雨量 22495毫米，平均蒸发量1690～1905毫米，年平均相对湿度为73～79％。 从现场实际勘察和测试情况可以看出，该变电站土壤为土质加砂石 多层复合沉积结构，土壤电阻率垂直变化较大。考虑到周边环境有余地 可做外沿地网，故建议进行外延扩网，以垂直接地系统配合外延地网进 行改造。 2.3 确定地网降阻改造方案 2.3 确定地网降阻改造方案 经对大龙变电站的实地勘查与试验分析，综合考虑经济、技术比较， 同时考虑到未来十年内大龙变增容扩建的需要，设定该站电网的接地电 阻小于1Ω为研究目标。 2.3.1 方案的设计要求 2.3.1 方案的设计要求 综合考虑的接地电阻、地质情况、周边环境因素及湿度温度等自然 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 11 因素的影响，采取外围铺设水平网，网间打铜镀钢垂直极，新建外延地 网面积共计约4803 m 2（新增西向外延地网面积2040 m2、东向外延地网面 积约2763 m 2） 。其改造设计布置见图3所示, 图3在实施过程中因土地青赔 问题无法实施，改为图4实施，本站地网改造最终为图5布置示意图。具 体要求如下 1） 在变电站生活区围墙内敷设水平接地网， 并设置9组垂直接地点 （实 际应用19组，数量增加的原因主要是考虑增强安全散流效果） ，接地网的 外缘应闭合。水平网采用50*5热镀锌扁钢，做网状分割，并在入门通道 处进行密集的均压网设置，提高保障系数。垂直接地点深度为7.32m，埋 设深度8.1m, 垂直点间距按照1-2倍进行设置（实际点间距15m） 。水平网 埋设深度为0.8m，按照规范施工。 2）在变电站外四周选定区域做外延地网，并设置约32组垂直接地点 （实际应用27组，数量减少的原因是征地碰到障碍，无法按照原有设计 方案执行） 。垂直接地点深度为7.32m，埋设深度8.1m, 垂直点间距按照 1-2倍进行设置（实际垂直点间距15m） ，水平网埋设深度为0.8m，按照规 范施工。 3）新做水平地网应与原有接地系统连接，形成闭环状态。 4）连接采用常规铜锡焊焊接（实际采用新型的放热焊接连接方式， 确保连接的稳定、长效，增强接头使用寿命） 。 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 12 图3 110kV大龙变电站地网改造原设计布置示意图 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 13 图4 110kV大龙变电站地网改造实施布置示意图 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 14 图5 110kV大龙变电站改造后的地网布置示意图 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 15 图 6 垂直接地棒放焊连接布置示意图 2.4 地网电阻的计算分析 2.4.1 变电站围墙内地网估算情况 2.4 地网电阻的计算分析 2.4.1 变电站围墙内地网估算情况 1）变电站生活区地网①接地电阻计算公式 R水0.5ρ/√S依据 DL/T621-1997 ρ628Ω.m S6830＝2040m 2 R生活区水平网6.952Ω ρ为土壤电阻率 S为生活区地网①面积 2 单组垂直接地棒电阻计算公式 R单垂直 k*ρln8L/D -1/ 2π L依据DL/T621-1997 ρ628Ω.m L7.32m D14.2mm R单垂直≈100.012Ω 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 16 D为垂直接地极直径. 3）多组垂直接地棒电阻计算公式 R多垂直μR垂/n 其中μR1 ρ 1/21/31/n/πRS/n 依据BS7430-1991 R多垂直7.385Ω μ为并联屏蔽系数 n为垂直接地棒组数15组. 4）生活区新建地网①总接地电阻计算公式 R总R水 R多/R水 R多 R总≈3.769Ω 2.4.2 变电站围墙外地网估算情况 2.4.2 变电站围墙外地网估算情况 1）变电站外延地网②接地电阻计算公式 R水0.5ρ/√S依据 DL/T621-1997 ρ628Ω.m S2763m 2 R外延①5.974Ω ρ为土壤电阻率 S为外延地网②面积 2）单组垂直接地棒电阻计算公式 R单垂直 k*ρln8L/D -1/ 2π L依据DL/T621-1997 ρ628Ω.m L7.32m D14.2mm R单垂直≈100.012Ω D为垂直接地极直径. 3）多组垂直接地棒电阻计算公式 R多垂直μR垂/n 其中μR1 ρ1/21/31/n/πRS/n 依据BS7430-1991 R多垂直17.286Ω 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 17 μ为并联屏蔽系数 n为垂直接地棒组数7组. 4）变电站外延地网②总接地电阻计算公式 R总R水 R多/R水 R多 R总≈3.401Ω 2.4.3 变电站电网接地网计算结果 2.4.3 变电站电网接地网计算结果 经计算，新增地网与原有地网并联后的接地电阻为 R R总 总≈0.828Ω ≈0.828Ω 所以， 外延地网与原地网合并后的电阻达到了此次试验的要求。 考虑 到理论计算与实地施工的差别，我们还设计了一个利用公路排水沟渠布 置水平放射线＋垂直地极的方案，以作备用补强。 2.5 地网改造结果与分析 2.5 地网改造结果与分析 大龙 110kV 变电站地网改造工程，通过对该站的地质情况考察及试 验分析，理论计算与分析，提出采用外延地网与原地网并联方式的改造 方案，该方案经过多次讨论修改补充形成。本方案的外延地网主要以多 点垂直接地极并联为主，再与原地网并联。该站地网改造工程如 2008 年 12 月 25 日全部完成，地网改造结果的初步分析意见如下。 1 该站地网改造工程严格按大龙110kV变电站接地网改造方案进 行，如站内原地网开挖、与站外地网焊接连通；外延水平地网穿透变 电站围墙施工；水平地网沟开挖，水平镀锌扁钢焊接施工等，严格按照 施工安全规范要求进行，保质保量完成，未发生安全事故。 2 2009年3月20日对该站地网改造后接地电阻的检测结果为0.758Ω （见附件1） ，小于1.0Ω的要求（计算值0.828Ω）0.828Ω） 。 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 18 3本次地网改造，根据设备安全与人身安全的要求,分析了接地网设 计的约束条件,并结合工程实际讨论应用钢镀铜棒垂直地加水平地网设 计方法在沿海高土壤电阻率地区的设计思路。可降低工程总体造价，达 到技术经济综合优化，实践证明，这种思路行之有效。 4大龙 110kV 变电站地网改造的结果表明原有地网为水平复合型 地网，面积约为 5567.50 m 285m65.5m，地网接地电阻 1.8Ω。实测 土壤电阻率 600-1200Ω.m， 在原地网外围布设外延地网采用 32 组垂直接 地并联与原地网连接，垂直接地总长度 234m，新建外延地网面积共计约 4803 m 2,比原地网增加 76.27％。目前变电站地网的接地电阻降至 0.758 Ω，降低约 57.9，地网经过一段时间，土壤与接地体完全接触后其电阻 值更低。 3. 钢镀铜棒接地极与传统接地极的施工工艺、方法综合比对 3.1 施工工艺 3.1.1 放热焊接与传统铜锡焊接的综合比对 3. 钢镀铜棒接地极与传统接地极的施工工艺、方法综合比对 3.1 施工工艺 3.1.1 放热焊接与传统铜锡焊接的综合比对 1）采用放热焊接模具构成及使用特性 放热焊接的使用操作比较简单，但是需要注意四个方面的问题 第一、在放热焊接操作过程中，模具本身、需要焊接的导体都必须 保持干净及干燥状态。干净是为了保证焊接的质量，包括模具在焊接前 的清洁和焊接后的清理。干燥则是保证焊接操作人员的人身安全---焊药 在点火后将产生约 2537℃的高温，若有液体存在，则会直接被汽化，进 而产生爆炸现象，危及到操作人员的安全。 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 19 第二、同样基于干燥的安全操作要求，不建议在雨天中进行焊接 操作。若因特殊原因需要赶工的，则必须要有充分的辅助工具，如良好 的遮雨设备、 用于干燥处理的喷灯 （也可使用煤气罐喷枪进行干燥处理， 但要严格注意安全操作，避免引起爆炸伤人事件的发生）等。大雨或者 暴雨天气，原则上不允许进行焊接施工操作。 第三、模具的制作材料是石墨，其物理属性为耐高温、易磨损， 是一种易耗工具品，其最佳使用寿命为 50 次，因此，模具的安装是整个 焊接过程中最重要的步骤。模具的安装好坏直接影响焊接的质量，也影 响模具的使用寿命。 第四、在焊接过程中，自点火开始一直到三分钟后的时间段里， 不允许将模具的顶盖打开，以避免液体误入模具反应腔内，造成安全事 故。 3.1.2 与传统铜锡焊接相比，3.1.2 与传统铜锡焊接相比，放热焊接无需外接电源，其操作工具体积 小，携带方便，焊接质量受人为影响小，焊接点外观可直接看出质量的 好坏，便于质量监控。 3.2 施工方法 3.2.1 应用深度比对 3.2 施工方法 3.2.1 应用深度比对 镀铜钢棒在本次改造应用的实际深度为 8.1m，其中接地棒本体长度 为 7.32m，具体组成为 1.22m/根*2 根2.44m/根*2 根，其深度设置主要 是考虑到含水层的实际分布情况。 传统热镀锌角钢的规范长度为 2.5m，原有地网施工中有应用，在站外 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 20 东向避雷针地网中，我们发现了一组露出地表的角钢，由于土质较硬， 无法将该组角钢完全打入地下，其实际长度仅为 2.2m 左右（原施工参与 人员介绍，该角钢原露出地面有近 30cm，后锯断长出部分） ，其实际埋设 深度不到 2.5m。 从实际应用看，该地区有地下水层，水平地网无法与地下水层土壤 充分接触，其降阻效果不如埋设长度超过 8m 的镀铜钢棒的效果。因此， 镀铜钢棒占优。 3.2.2 施工便捷性及施工效率比对 3.2.2 施工便捷性及施工效率比对 镀铜钢棒的施工需要借助电动专用工具，在没有电源的情况下也可 借助人力进行施工，相比镀锌角钢的施工，其器械要求更简单、人力要 求也更容易满足。 本次实验改造中，镀铜钢棒的垂直安装时间耗费较少（3 天时间，垂 直点安装合计 46 个点）由于本次改造涉及到站外赔偿因素，施工队伍成 员除技术监督员外全部为当地村民，经过简单的现场培训后，由村民们 进行垂直安装工作，这从侧面也说明镀铜钢棒的安装实际操作比较简单、 易学。 村民施工队的施工专业性、 配合的熟练程度都不如专业施工队伍， 耗费的时间，更多是在前期的准备阶段，因此，由专业施工队伍进行施 工，时间会更短，效率也会更高。 4. 钢镀铜棒接地极与传统接地极的经济性比较 4. 钢镀铜棒接地极与传统接地极的经济性比较 钢镀铜棒接地极与传统接地极的经济性比较分析表 2 所示。 表 2 钢镀铜棒接地极与传统接地极经济性比较 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 21 比较项目 传统接地极 （钢材镀锌扁钢或角铁 镀铜钢棒接地极 工程材料费 低 高 占地面积大高 低 工程施工费 打深井等 高 无 电焊 放热焊接 连接方式 电气性能不稳定,接触电 阻大 电气性能稳定,没有接触 电阻 导电性能 导电性良好 导电性好,是钢材的八倍 钢材差 防腐性能 镀锌钢一般 铜材的耐腐性是钢材的 十倍是镀锌钢的三倍 接地效果 不稳定,接地电阻随腐蚀 变化会持续上升 很稳定,接地电阻会保持 在一个较稳定的水准 使用年限 不到十年,须定期维护 四十年内完全免维护 综合比较 通过上述比较,铜镀钢棒接地系统虽然一次性投 入比传统接地系统多些,但它的寿命长,性能稳,免维 护的独特性能和优势是传统接地方式无法比拟的.目 前在我国的华北、东北、华东电力系统以及各主要城 市电厂和变电站已普遍采用。 5. 结论 5. 结论 变电站接地系统设计成功与否，关系到变电站的正常运行，更涉及 到设备与人身的安全。当变电站的接地电阻不能满足要求时，应采取新 技术、新工艺，经技术经济比较与论证使其接地电阻降至规程规定的要 求。本课题结合 110kV 大龙变电站的接地网改造进行试验研究，其结论 如下。 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 22 1110kV 大龙变电站地网 ，面积约为 5567.50m285m65.5m2，地网接 地电阻 1.8Ω。新增加地网面积约 4803 m2,比原地网增加 76.27％。目前 变电站地网的接地电阻降至 0.758Ω，降低约 57.9,达到预期目的。 2）在 110kV 大龙变电站地网改造中，主要在变电站内打铜镀钢垂直接地 极与原水平地网，利用 35kV 进线终端杆塔的接地与站内主地网连接，其 方法是可行的。 3）利用铜镀钢垂直接地对变电站接地网改造结果证明，能有效降低地网 电阻，施工操作简单，无需挖孔或挖沟，对施工安全性和减轻劳动强度 及提高工作效率，具有良好的推广应用前景。 4）建议在主变压器、避雷针、避雷器的引地网采用铜镀钢垂直接地极， 可有效扩散入地电流的作用。 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 23 附件1附件1 广西电力试验研究院有限公司广西电力试验研究院有限公司 技术报告技术报告 合浦供电公司合浦供电公司 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 110kV 大龙变电站地网大龙变电站地网 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 接地阻抗测试报告接地阻抗测试报告 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 编编 写写 人人签字签字 杨宝琨 （检测单位公章）（检测单位公章） 审审 核核 人人签字签字 谢植颷 批批 准准 人人签字签字 赵 坚 批准日期 2009 年 3 月 30 日 地地 址广西南宁市民主路址广西南宁市民主路 6-2 号号 邮政编码邮政编码530023 业务联络业务联络0771-5697264 电子邮件电子邮件dsy.sy 钢镀铜垂直接地棒在地网中的应用研究总结报告 24 编 写 人 杨宝琨 编 写 日 期 2009 年 03 月 23 日 项目参加人 徐世泽、潘进悦、杨宝琨 审 核 人 谢植飚 批 准 人 赵 坚 说明说明 1.本院公司仅对加盖有本院公司仅对加盖有“广西电力试验研究院有限公司报告专用章广西电力试验研究院有限公司报告专用章”的完整报 告负责。 的完整报 告负责。 2.本报告结果仅对被检样品有效。本报告结果仅对被检样品有效。 3.未经批准，不得部分复制本技术报告。未经批准，不得部分复制本技术报告。 钢镀铜垂直接地捧在地网中的应用研究总结报告 25 合浦供电公司 110kV 大龙变电站地网 接地阻抗测试报告 合浦供电公司 110kV 大龙变电站地网 接地阻抗测试报告 摘要摘要110kV 大龙变电站地网改造后，对该站地网接地阻抗进行了测 量，测试结果符合设计要求。 关键词关键词接地阻抗 测量 符合改造设计要求 1. 试验目的 检查 110kV 大龙变电站地网改造后其接地阻抗降低情况。 2. 客户名称 广西电网公司。 3. 检测/校准日期 2009 年 03 月 20 日，晴。 4. （被试）设备状况及有关参数 110kV 大龙变电站地网对角线约 150 米。 5. 检测/校准所使用的主要设备信息 ①澳大利亚红相 8000 接地电阻测试系统； 6. 试验项目及依据标准 地网接地阻抗；中华人民共和国电力行业标准－－DL/T 475－2006 接 地装置特性参数测量导则 。 7. 结果及分析 7.1 地网接地阻抗测量 钢镀铜垂直接地捧在地网中的应用研究总结报告 26 采用异频电源直线三极布线法，引流点选在主变接地引下线，沿出 变电站大门右侧方向布线，辅助电流极距地网边缘 750 米，辅助电压极 距地网边缘 450 米，测量数据见表 2。 表 2 频率 Hz 电压V 电流A电阻Ω结果 Ω 设计值Ω 54 3.84 5.02 0.765 52 3.88 5.16 0.752 48 3.38 4.46 0.758 46 3.78 5 0.755 0.758 小于 1.0 7.2 结论 被测电气设备的接地引下线与地网连接情况良好；地网接地阻抗值 为 0.758Ω，小于 1.0Ω，符合设计要求。 钢镀铜垂直接地捧在地网中的应用研究总结报告 27 附件施工图片附件施工图片 图 7 站外东向避雷针原有垂直镀锌角钢接地体 钢镀铜垂直接地捧在地网中的应用研究总结报告 28 图 8 不借助电镐施工的人力打击安装方式 图 9 借助专用电镐进行垂直安装 钢镀铜垂直接地捧在地网中的应用研究总结报告 29 图 10 垂直棒接头配件安装 图 11 专用的安装钻头、抗冲击螺栓 钢镀铜垂直接地捧在地网中的应用研究总结报告 30 图 12 安装用抗冲击螺栓损耗品与成品对比 图 13 垂直接地棒专用连接器、尖头及外力螺栓 钢镀铜垂直接地捧在地网中的应用研究总结报告 31 图 14 专用安装钻头（无坑柄固定接口） 图 15 铜镀钢接地棒 钢镀铜垂直接地捧在地网中的应用研究总结报告 32 图 16 放热焊接模具及其辅助附件 图 17 安装模具、装焊药 钢镀铜垂直接地捧在地网中的应用研究总结报告 33 图 18 点火，焊药在模具内反应，产生高温及烟雾 图 19 焊接完成，模具拆卸、冷却后 里面剩下的放热过程中产生的杂质残渣 钢镀铜垂直接地捧在地网中的应用研究总结报告 34 图 20 不同角度拍摄的焊接点焊接后的成品实样。焊药放热后产生的高 温铜液将接地棒与镀锌扁钢完全熔接在一起
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