專用

人人文庫

中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)

設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程

TechnicalcodefordesignofHVDCearthreturnsystem

DL/T5224—2014

代替

DL/T5224—2005專用

主編部門電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院

:

批準(zhǔn)部門國家能源局

:

施行日期年月日

:2014111

人人文庫

中國計(jì)劃出版社

2014北京

中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)

設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程

DL/T5224—2014

代替

DL/T5224—2005專用

☆

中國計(jì)劃出版社出版

網(wǎng)址

:

地址北京市西城區(qū)木樨地北里甲號(hào)國宏大廈座層

:11C3

郵政編碼電話發(fā)行部

:100038:（010）63906433（）

新華書店北京發(fā)行所發(fā)行

三河富華印刷包裝有限公司印刷

印張千字

850mm×1168mm1/324.625114

年月第版年月第次印刷

20141012014101

印數(shù)冊(cè)

1—5000

☆

人人文庫統(tǒng)一書號(hào)

:1580242·423

定價(jià)元

:42.00

版權(quán)所有侵權(quán)必究

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:（010）63906404

如有印裝質(zhì)量問題請(qǐng)寄本社出版部調(diào)換

，

國家能源局

公告

2014年第4號(hào)

按照國家能源局關(guān)于印發(fā)能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理辦法

《〈

試行及實(shí)施細(xì)則的通知國能局科技號(hào)的規(guī)定經(jīng)

（）〉》（〔2009〕52），

審查國家能源局批準(zhǔn)核電廠核島機(jī)械設(shè)備材料理化檢驗(yàn)方法

，《專用》

等項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)見附件其中能源標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)和電力標(biāo)

164（），（NB）158

準(zhǔn)項(xiàng)現(xiàn)予以發(fā)布

（DL）6，。

附件行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)目錄

:

國家能源局

2014年6月29日

附件：

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)目錄

序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)人人文庫標(biāo)準(zhǔn)名稱代替標(biāo)準(zhǔn)采標(biāo)號(hào)批準(zhǔn)日期實(shí)施日期

……

高壓直流輸電大地

DL/T返回系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)DL/T

1592014-06-292014-11-01

5224—2014規(guī)程5224—2005

……

前言

根據(jù)國家能源局關(guān)于下達(dá)年第一批能源領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

《2010

制修訂計(jì)劃的通知國能科技號(hào)的要求標(biāo)準(zhǔn)編制

（）》（〔2010〕320），

組經(jīng)廣泛調(diào)查研究認(rèn)真總結(jié)了國內(nèi)外高壓直流輸電換流站接地

，

極工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上對(duì)原高壓直流

，，《

輸電大地返回運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定進(jìn)行修

》DL/T5224—2005

訂

。

本標(biāo)準(zhǔn)共章和個(gè)附錄主要內(nèi)容包括總則術(shù)語和符號(hào)

109，，，

系統(tǒng)和技術(shù)條件接地極址電極形式及布置形狀電極尺寸接地

，，專用，，

極材料導(dǎo)流系統(tǒng)及輔助設(shè)施對(duì)附近設(shè)施的影響及防護(hù)接地極

，，，

線路等

。

本次修訂的主要內(nèi)容是

:

對(duì)設(shè)計(jì)條件作了部分調(diào)整

1.。

增加了有關(guān)共用接地極的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方法

2.。

近幾年來接地極新技術(shù)發(fā)展很快出現(xiàn)了諸如分體式接

3.，，

地極緊湊型接地極垂直型接地極等一系列接地極新技術(shù)這些

、、。

新技術(shù)在本次標(biāo)準(zhǔn)修訂中予以體現(xiàn)

。

在附錄中增加了接地極電場和溫度場的分析計(jì)算方法常

4.、

見土壤巖石物理參數(shù)接地極對(duì)附近埋地金屬體的腐蝕影響計(jì)

（）、

算方法流過接地極附近交流變壓器中性點(diǎn)的直流電流計(jì)算方法人人文庫

、。

此外考慮到本標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)特殊性還在附錄中增加了試驗(yàn)項(xiàng)

，，

目及其方法和運(yùn)行維護(hù)條款分別見附錄和附錄

，HJ。

本標(biāo)準(zhǔn)自實(shí)施之日起代替高壓直流輸電大地返回運(yùn)行系統(tǒng)

，《

設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定

》DL/T5224—2005。

本標(biāo)準(zhǔn)由國家能源局負(fù)責(zé)管理由電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院提出由

，，

·1·

能源行業(yè)電網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)日常管理由中國電力

，

工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋執(zhí)行過

。

程中如有意見或建議請(qǐng)寄送電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院地址北京市西

，（:

城區(qū)安德路號(hào)郵政編碼

65，:100120）。

本標(biāo)準(zhǔn)主編單位主要起草人和主要審查人員

、:

主編單位：中國電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院

主要起草人：曾連生梁言橋江衛(wèi)華彭開軍王光平

黃玲謝龍楊金根謝國恩龔永光

曾靜張先偉王偉剛戚樂

主要審查人：李寶金種芝藝尚濤王盾方靜

鄧長紅周健董曉輝紀(jì)新元俞正

李學(xué)鵬魏德軍張濤徐迪張勁松

專用

人人文庫

·2·

目次

總則…………………

1（1）

術(shù)語和符號(hào)………………

2（2）

術(shù)語……………………

2.1（2）

符號(hào)……………………

2.2（5）

系統(tǒng)和技術(shù)條件…………

3（7）

系統(tǒng)條件………………

3.1（7）

技術(shù)條件………………

3.2（9）

接地極址…………………

4專用（12）

極址選擇………………

4.1（12）

土壤參數(shù)測定……………

4.2（13）

設(shè)計(jì)取值………………

4.3（14）

電極形式及布置形狀……

5（15）

電極形式………………

5.1（15）

電極結(jié)構(gòu)及其布置………

5.2（16）

電極尺寸…………………

6（19）

接地極材料………………

7（22）

導(dǎo)流系統(tǒng)及輔助設(shè)施……

8（24）

導(dǎo)流系統(tǒng)的接線布置及其參數(shù)……………

8.1人人文庫（24）

連接及防護(hù)……………

8.2（25）

輔助設(shè)施………………

8.3（26）

對(duì)附近設(shè)施的影響及防護(hù)………………

9（28）

地下金屬構(gòu)件……………

9.1（28）

電力變壓器……………

9.2（28）

接地極線路………………

10（30）

·1·

一般規(guī)定………………

10.1（30）

技術(shù)條件………………

10.2（30）

附錄接地極對(duì)附近埋地金屬體的腐蝕影響

A

計(jì)算方法……………

（33）

附錄接地極電場和溫度場的分析計(jì)算方法……………

B（35）

附錄接地極特征參數(shù)……

C（45）

附錄常見土壤巖石物理參數(shù)…………

D（）（49）

附錄主要土壤巖石參數(shù)測量方法……

E（）（52）

附錄在線監(jiān)測系統(tǒng)原理圖………………

F（57）

附錄流過交流變壓器中性點(diǎn)的直流電流計(jì)算方法……

G（58）

附錄試檢驗(yàn)項(xiàng)目及其方法……………

H（）（62）

附錄運(yùn)行維護(hù)……………

J（66）

本標(biāo)準(zhǔn)用詞說明………………

專用（68）

引用標(biāo)準(zhǔn)名錄…………………

（69）

附條文說明…………………

:（71）

人人文庫

·2·

Contents

………

1Generalprovisions（1）

………

2Termsandsymbols（2）

…………………

2.1Terms（2）

………………

2.2Symbols（5）

………

3Systemandtechnicalconditions（7）

………

3.1Systemconditions（7）

……

3.2Technicalconditions（9）

……………

4Electrodesite專用（12）

………………

4.1Selectionofelectrodesite（12）

…………

4.2Measurementofsoilparameter（13）

……………

4.3Designvalue（14）

………

5Electrodetypeandarrangement（15）

…………

5.1Electrodetype（15）

……

5.2Electrodestructureandarrangement（16）

……………

6Electrodesize（19）

………………

7Materialofearthelectrode（22）

………

8Currentguidingsystemandauxiliaryfacilities（24）

8.1Wiringlayoutandparametersofcurrentguiding

人人文庫…………………

system（24）

………………

8.2Connectionandprotection（25）

………

8.3Auxiliaryfacilities（26）

9Impactonsurroundingfacilitiesandmitigation

…………………

measures（28）

…………

9.1Undergroundmetalcomponents（28）

·3·

………

9.2Powertransformer（28）

…………………

10Lineofearthelectrode（30）

……

10.1Generalrequirement（30）

……

10.2Technicalconditions（30）

AppendixACalculationmethodforcorrosionofnearby

metalstructurescausedbyearth

……

electrodes（33）

AppendixBCalculationmethodofelectricfieldand

………

temperaturefieldforearthelectrode（35）

AppendixCCharacteristicparametersofearth

………

electrode（45）

AppendixDPhysicialparametersofcommon

……

soil（rock）專用（49）

AppendixEMeasurementmethodofmain

………

soil（rock）parameters（52）

AppendixFSchematicdiagramofonlinemonitoring

…………

system（57）

AppendixGClaculationmethodforDCcurrentflowing

throughACtransformerneutral

…………

point（58）

………

AppendixHTest（inspection）itemsandmethods（62）

………

AppendixJOperationmaintenance（66）

…

Explanationofwordinginthisstandard（68）

人人文庫……

Listofquotedstandards（69）

………

Addition:Explanationofprovisions（71）

·4·

1總則

1.0.1為了在高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)設(shè)計(jì)中貫徹執(zhí)行國家

，

的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策做到安全適用技術(shù)先進(jìn)經(jīng)濟(jì)合理確保質(zhì)量

，、、、，

制定本標(biāo)準(zhǔn)

。

1.0.2本標(biāo)準(zhǔn)適用于及以下電壓等級(jí)單極和雙極運(yùn)行

±660kV

的高壓直流輸電系統(tǒng)中一次性建設(shè)的陸地和海岸接地極架空接

、

地極線路和輔助設(shè)施的設(shè)計(jì)測試

、。

1.0.3高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須貫徹國家的基本建

設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策必須執(zhí)行現(xiàn)行的國家法令和法規(guī)

，專用。

1.0.4高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)從實(shí)際出發(fā)積極慎重

，

地推廣采用成熟的大地勘探技術(shù)先進(jìn)的分析計(jì)算手段和科學(xué)的

、

設(shè)計(jì)思想積極采用經(jīng)過科學(xué)論證的新型接地極技術(shù)做到安全可

，，

靠先進(jìn)適用經(jīng)濟(jì)合理環(huán)境友好

、、、。

1.0.5高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合國情除了地面永

，

久設(shè)施占用場地可以征地外地下設(shè)施占用場地不宜征地

，。

1.0.6高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)設(shè)計(jì)除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)外尚應(yīng)

，

符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

。

人人文庫

·1·

2術(shù)語和符號(hào)

2.1術(shù)語

2.1.1高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)

HVDCearthreturn

system

在高壓直流輸電系統(tǒng)中以大地或海水作電流回路運(yùn)行而專

，

門設(shè)計(jì)和建造的一組裝置的總稱它主要包括接地極線路接地

。、

極導(dǎo)流系統(tǒng)及其輔助設(shè)施

、。

2.1.2接地極

earthelectrode

可持續(xù)地為直流系統(tǒng)傳遞直流電流的接地裝置是由若干組

專用。

接地導(dǎo)體和活性填充材料組成放置在陸地上的接地極被稱為

。，

陸地電極放置在海水或海岸的接地極被稱為海洋或海岸電極

；，。

2.1.3接地極址

electrodesite

接地極所在場地

。

2.1.4接地極線路

lineofearthelectrode

連接換流站中性母線與接地極導(dǎo)流系統(tǒng)的架空線路或地下電

纜

。

2.1.5分體式接地極

separatedearthelectrode

由兩個(gè)及以上單個(gè)接地極并聯(lián)并通過接地極線路連接到一個(gè)

換流站中性點(diǎn)的接地極

人人文庫。

2.1.6共用接地極

commonearthelectrode

被兩個(gè)及以上換流站共同使用的單個(gè)接地極或分體式接地極

。

2.1.7緊湊型接地極

compactearthelectrode

通過外部技術(shù)措施改善電流分布特性和壓縮占地面積的接

，

地極

。

2.1.8垂直接地極

verticalearthelectrode

·2·

將子電極垂直于地面布置的接地極

。

2.1.9饋電元件

feedingrod

放置在接地極活性填充材料中的接地導(dǎo)體

。

2.1.10導(dǎo)流線

guidingline

連接母線與饋電電纜的主干支路它可以采用架空線或地下

，

電纜

。

2.1.11饋電電纜

feedingcable

連接導(dǎo)流線和饋電元件的電纜的總稱包括引流電纜或引流

，（

棒和配電電纜

）。

2.1.12導(dǎo)流系統(tǒng)

currentguidingsystem

將接地極線路上的電流引導(dǎo)至各饋電元件的裝置它依次由

。

母線導(dǎo)流線和構(gòu)架隔離開關(guān)饋電電纜及其連接件組成

、、、。

2.1.13跳線電纜專用

jumpercable

連接饋電元件與饋電元件的電纜

。

2.1.14額定電流

ratedcurrentundermonopolarmode

單極大地返回方式運(yùn)行時(shí)額定功率下的工作電流

，。

2.1.15最大過負(fù)荷電流

maximumoverloadcurrent

單極大地返回方式運(yùn)行時(shí)換流閥可連續(xù)輸送能量的最大過

，

負(fù)荷工作電流

。

2.1.16最大暫態(tài)電流

maximumtransientcurrent

在系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)流過接地極數(shù)秒時(shí)間內(nèi)的最大平均電流

，。

2.1.17不平衡電流

unbalancecurrent

雙極直流系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)兩極電流之差對(duì)于雙極對(duì)稱運(yùn)行方

。

式由于觸發(fā)角和設(shè)備參數(shù)的差異人人文庫有不平衡電流流過其值大小

，，，

可由控制系統(tǒng)自動(dòng)控制在額定電流的之內(nèi)當(dāng)雙極電流不對(duì)

1%。

稱運(yùn)行時(shí)流過接地極的電流為兩極運(yùn)行電流之差

，。

2.1.18復(fù)合電流

compositedcurrent

在共用接地極中當(dāng)兩個(gè)及以上換流站同時(shí)出現(xiàn)單極大地返

，

回運(yùn)行時(shí)流過接地極的電流

。

·3·

2.1.19陰極

cathode

電流由大地流向接地極時(shí)接地極的極性

。

2.1.20陽極

anode

電流由接地極流向大地時(shí)接地極的極性

。

2.1.21溢流密度

currentreleasingdensity

單位長度饋電元件泄入到大地中的電流

。

2.1.22設(shè)計(jì)壽命

designedlife

接地極運(yùn)行時(shí)間的設(shè)計(jì)取值一般與換流站設(shè)計(jì)壽命同步

，。

2.1.23腐蝕壽命

corrosionlife

接地極以陽極運(yùn)行時(shí)電流與時(shí)間乘積的積分

，。

2.1.24熱時(shí)間常數(shù)

thermaltimeconstant

在額定電流的持續(xù)作用下接地極溫度按其初始速度上升到

，，

達(dá)穩(wěn)態(tài)溫度需要的時(shí)間

。專用

2.1.25額定持續(xù)運(yùn)行時(shí)間

continuoustimeunderrating

current

額定電流運(yùn)行下允許的最長持續(xù)運(yùn)行時(shí)間

。

2.1.26接地電阻

earthingresistance

接地極對(duì)大地?zé)o窮遠(yuǎn)處的電阻

。

2.1.27跨步電位差

steppotentialdifference

當(dāng)直流接地極運(yùn)行時(shí)人體兩腳接觸地面且水平距離為

，1m

的任意兩點(diǎn)間電壓

。

2.1.28接觸電位差

touchpotentialdifference

當(dāng)直流接地極運(yùn)行時(shí)在地面上離導(dǎo)電的金屬物件等水平距

，

離為處與沿金屬物件離地面的垂直距離為人人文庫處兩點(diǎn)間的

1m1.8m

電位差

。

2.1.29轉(zhuǎn)移電位

transferpotential

當(dāng)直流接地極運(yùn)行時(shí)人站在接地極附近地面觸摸遠(yuǎn)方引入

，

的接地導(dǎo)體或人站在遠(yuǎn)處地面觸摸極址附近引出的接地導(dǎo)體所

，

承受的接觸電位差

。

·4·

2.1.30電滲透

electro-osmosis

直流電場迫使接地極附近土壤中的水分子離開陽極的效應(yīng)

。

2.1.31偏差系數(shù)

errorindex

評(píng)價(jià)接地極溢流密度均衡度的物理量

。

2.1.32等效入地電流

equivalentearthingcurrent

接地極以陰極或陽極運(yùn)行的總安時(shí)數(shù)與設(shè)計(jì)壽命之

（A·h）

比用于分析接地極對(duì)附近埋地金屬體的腐蝕影響

。。

2.2符號(hào)

2.2.1系統(tǒng)參數(shù)

I接地極入地電流

d———；

I額定電流

N———；

I接地極等效入地電流

eq———；專用

I流經(jīng)接地極線路上的電流

L———；

T額定持續(xù)運(yùn)行時(shí)間

0———。

2.2.2土壤和材料參數(shù)

ρ表層土壤等效電阻率

s———；

ρ接地極埋設(shè)層土壤等效電阻率

m———；

λ接地極埋設(shè)層土壤等效熱導(dǎo)率

m———；

ρ任意點(diǎn)P處的土壤電阻率

P———；

C任意點(diǎn)P處的土壤熱容率

P———；

θ土壤自然最高溫度

c———；

焦炭電阻率

ρ———人人文庫；

C焦炭熱容率

———；

饋電元件材料密度

g———。

2.2.3計(jì)算系數(shù)

k計(jì)算土壤溫升的配合系數(shù)

———；

k保護(hù)系數(shù)焦炭中單位面積離子流與總電流之比

1———，；

k電腐蝕匯集效應(yīng)系數(shù)

2———；

·5·

k溢流密度偏差系數(shù)

er———；

垂直型接地極子電極長度與間距的配合系數(shù)

η———。

2.2.4幾何參數(shù)

S點(diǎn)P處焦炭截面邊長

P———；

Φ點(diǎn)P處饋電元件等效直徑

P———；

φ接地極運(yùn)行時(shí)間到達(dá)設(shè)計(jì)壽命時(shí)的饋電元件殘余等效

———

直徑

；

D垂直型子電極布置間距

1———；

L電極總長度

———；

L垂直型子電極長度

0———；

h接地極最小埋設(shè)深度

———；

d接地極與地下金屬構(gòu)件的最小距離

———；

D導(dǎo)線水平極線間距離

———；專用

f導(dǎo)線最大弧垂

c———；

A覆冰線間距離增大常數(shù)

———。

2.2.5特征參數(shù)

V接地體電位

———；

ρ極址整體大地等效電阻率

eq———；

R接地極的接地電阻

e———；

T接地極熱時(shí)間常數(shù)

———；

θ設(shè)計(jì)允許的接地極最高溫度

pm———；

τ電極溢流密度

———；

τ任意點(diǎn)P處的溢流密度

p———人人文庫；

U最大允許跨步電位差

pm———；

F陽極運(yùn)行壽命

———；

V饋電元件材料在土壤中的電腐蝕速率

f———；

U接地極線路點(diǎn)P處的電壓

P———；

R接地極線路單位長度線路的電阻

0———；

L點(diǎn)P離開接地極的距離

P———。

·6·

3系統(tǒng)和技術(shù)條件

3.1系統(tǒng)條件

3.1.1高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)應(yīng)滿足在各種運(yùn)行工況下的

入地電流及其持續(xù)時(shí)間設(shè)計(jì)壽命接地極的極性以及對(duì)包括換流

、、

站電力設(shè)施等在內(nèi)的環(huán)境影響的技術(shù)要求

、。

3.1.2高壓直流輸電大地返回系統(tǒng)的入地電流及其持續(xù)時(shí)間應(yīng)

根據(jù)直流輸電系統(tǒng)的功能和建設(shè)要求確定如無資料設(shè)計(jì)時(shí)可

。，

按下列取值

:

1額定電流及持續(xù)時(shí)間額定電流為系統(tǒng)額定直流電流該

。專用，

電流最長持續(xù)時(shí)間為額定持續(xù)運(yùn)行時(shí)間對(duì)雙極系統(tǒng)如雙極分

。，

期建成額定持續(xù)運(yùn)行時(shí)間宜取單極建成投運(yùn)后至雙極建成投

，

運(yùn)前單極大地運(yùn)行時(shí)間如雙極一次建成額定持續(xù)時(shí)間宜取

；，

天天

20～60。

2最大過負(fù)荷電流及持續(xù)時(shí)間最大過負(fù)荷電流宜取額定

。

電流的倍該電流最長持續(xù)時(shí)間宜取冷卻設(shè)備投運(yùn)后最大過

1.1。

負(fù)荷電流下的持續(xù)運(yùn)行時(shí)間并不小于

，2h。

3最大暫態(tài)電流最大暫態(tài)電流宜取額定電流的倍

。1.25～

倍

1.50。

4不平衡電流對(duì)雙極電流對(duì)稱運(yùn)行的直流輸電系統(tǒng)最大

。，

不平衡電流宜取額定電流的人人文庫對(duì)非對(duì)稱運(yùn)行的直流輸電系統(tǒng)

1%；，

宜取兩極額定電流之差不平衡電流持續(xù)時(shí)間宜取直流系統(tǒng)雙極

。

正常運(yùn)行的總時(shí)間

。

3.1.3對(duì)于兩個(gè)及以上換流站共用的接地極設(shè)計(jì)接地極時(shí)的入

，

地電流應(yīng)考慮事故情況下的復(fù)合電流復(fù)合電流宜根據(jù)事故情

。

況下兩個(gè)及以上換流站同時(shí)出現(xiàn)同極性單極以大地返回方式運(yùn)

·7·

行的時(shí)間概率合理取值計(jì)算跨步電位差和電纜截面復(fù)合電流

:，

可取其中兩個(gè)換流站額定電流之和的最大值其他計(jì)算復(fù)合電

；，

流可取其中一個(gè)換流站最大額定電流和另一個(gè)換流站不平衡電

流之和

。

3.1.4接地極的極性應(yīng)滿足直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行方式和環(huán)境保護(hù)

的要求如無可靠資料可按極性可逆設(shè)計(jì)對(duì)于陽極接地極應(yīng)計(jì)

，，。

算接地極自身電腐蝕損耗電腐蝕損耗可按本標(biāo)準(zhǔn)第條的

，A.0.1

方法計(jì)算在接地極附近存在較長的埋地金屬體情況下當(dāng)接地

。，

極陽極運(yùn)行時(shí)應(yīng)計(jì)算地電流對(duì)該金屬體遠(yuǎn)端的腐蝕影響當(dāng)接地

，；

極陰極運(yùn)行時(shí)應(yīng)計(jì)算地電流對(duì)該金屬體附近的腐蝕影響對(duì)于帶

，；

有陰極保護(hù)的埋地金屬體均應(yīng)考慮地電流對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)的影

，

響

。

共用接地極的極性應(yīng)由與其共享的每個(gè)直流系統(tǒng)電流方向及專用

幅值確定

。

3.1.5接地極宜按一次性建成投產(chǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)其設(shè)計(jì)壽命應(yīng)與使

，

用該接地極的換流站相同如無可靠資料接地極設(shè)計(jì)壽命不宜

。，

少于年

40。

共用接地極的設(shè)計(jì)壽命應(yīng)按照從第一個(gè)換流站投運(yùn)到最后一

個(gè)換流站停止使用來決定

。

3.1.6在接地極的設(shè)計(jì)壽命內(nèi)由腐蝕導(dǎo)致的接地極材料損耗不

，

應(yīng)影響其正常工作計(jì)算接地極腐蝕壽命時(shí)下列情況均應(yīng)計(jì)算

。，

在內(nèi)

:

1單極系統(tǒng)對(duì)單極或一極先建成投運(yùn)系統(tǒng)接地極極性

。（），

可根據(jù)直流系統(tǒng)運(yùn)行方式確定人人文庫如果沒有確定運(yùn)行方式宜按照

。，

陽極確定

。

2雙極系統(tǒng)單極運(yùn)行在雙極系統(tǒng)投產(chǎn)運(yùn)行后應(yīng)考慮一極

。，

檢修或發(fā)生事故時(shí)另一極健全極以大地返回的運(yùn)行情況

，（）。

3雙極運(yùn)行在雙極運(yùn)行期間應(yīng)選取不平衡電流以計(jì)算陽

。，

極運(yùn)行的安時(shí)數(shù)

。

·8·

3.2技術(shù)條件

3.2.1接地極設(shè)計(jì)應(yīng)使其在規(guī)定的設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)和額定電流最

、

大過負(fù)荷電流最大暫態(tài)電流等各種入地電流條件下安全可靠地

、

運(yùn)行并且應(yīng)將接地極溫升接地電阻跨步電位差接觸電位差和

，、、、

轉(zhuǎn)移電位等各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)限制在允許的范圍內(nèi)

。

對(duì)于共用接地極或多個(gè)距離較近的接地極原則上不考慮各

，

直流系統(tǒng)同時(shí)以同極性大地返回運(yùn)行方式長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行

。

宜按照本標(biāo)準(zhǔn)附錄和附錄的方法對(duì)各項(xiàng)接地極特性參

BC

數(shù)進(jìn)行計(jì)算

。

3.2.2接地極任意點(diǎn)的最高溫度不得超過所在位置的水的沸點(diǎn)

。

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)計(jì)及海拔和水壓對(duì)水沸點(diǎn)的影響

。

3.2.3對(duì)單極大地返回運(yùn)行狀態(tài)下的非共用接地極在額定電流

專用，

持續(xù)時(shí)間大于其熱時(shí)間常數(shù)情況下其溫升一般受其接地電阻控

，

制接地電阻應(yīng)滿足下式的要求

，:

ρ2

R1λeqθ-θ

e≤I2mρ（pmc）（3.2.3）

Nm

式中R接地極的接地電阻

:e———（Ω）；

I額定電流

N———（A）；

λ接地極埋設(shè)層土壤等效熱導(dǎo)率

m———［W/（m·K）］；

θ設(shè)計(jì)允許的接地極最高溫度

pm———（℃）；

θ土壤自然最高溫度

c———（℃）；

ρ接地極埋設(shè)層土壤等效電阻率

m———人人文庫（Ω·m）；

ρ極址整體大地等效電阻率

eq———（Ω·m）。

3.2.4對(duì)單極大地返回運(yùn)行狀態(tài)下的共用接地極在額定電流持

，

續(xù)時(shí)間大于其熱時(shí)間常數(shù)情況下其接地電阻除了應(yīng)滿足式

，

的熱穩(wěn)定要求外還應(yīng)滿足其中雙極運(yùn)行的直流系統(tǒng)中性

（3.2.3），

點(diǎn)電位偏移不超過最大允許值要求

。

3.2.5接地極最大允許跨步電位差按下式計(jì)算

:

·9·

U=+ρ

pm7.420.0318s（3.2.5）

式中U最大允許跨步電位差

:pm———（V）；

ρ計(jì)算地點(diǎn)的表層土壤等效電阻率

s———（Ω·m）。

在計(jì)算最大允許跨步電位差時(shí)不同結(jié)構(gòu)形式接地極的最大

，

允許跨步電位差應(yīng)符合下列規(guī)定

:

1對(duì)于非共用接地極在一極最大過負(fù)荷電流下地面任意

，，

點(diǎn)跨步電位差不得超過U當(dāng)其中一段接地極退出運(yùn)行時(shí)U

pm；，pm

不得超過

50V。

2對(duì)于共用接地極在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮事故情況下可能出現(xiàn)短

，

時(shí)小于或等于同極性大地返回方式運(yùn)行工況在最大復(fù)

（30min）。

合電流下共用接地極的最大允許跨步電位差可參照式要

，（3.2.5）

求適度放寬但應(yīng)評(píng)估其次生影響

，。

3對(duì)于分體式接地極當(dāng)一個(gè)接地極因事故原因退出運(yùn)行時(shí)

，專用

小于或等于額定電流下的最大跨步電位差不應(yīng)大于

（30min），2.5

倍的U且不應(yīng)超過

pm，50V。

對(duì)于最大跨步電位差不滿足上述要求的地方應(yīng)采取加裝圍

，

欄等隔離措施

。

3.2.6對(duì)于公眾可接觸到的地上金屬體在一極最大過負(fù)荷電流

，

下接觸電位差不應(yīng)大于ρ

，7.42+0.008s。

對(duì)于公眾不可接觸到的地上金屬體在單極額定電流下接地

，，

極導(dǎo)體對(duì)導(dǎo)流構(gòu)架桿塔間的電壓不宜大于

（）50V。

3.2.7對(duì)于長時(shí)間以陽極運(yùn)行的接地極應(yīng)限制焦炭與土壤接觸

，

面處的最大電流密度對(duì)于長期處于單極運(yùn)行或土壤水分含量少

人人文庫。

的陽極接地極額定電流下最大面電流密度不應(yīng)超過2對(duì)

，1A/m；

于長時(shí)間雙極運(yùn)行或土壤中水分含量多的接地極以及垂直型接地

極額定電流下最大面電流密度取值應(yīng)按水的壓力進(jìn)行修正

，。

3.2.8接地極在額定電流運(yùn)行時(shí)靠近接地極的魚塘水中任意點(diǎn)

，

的場強(qiáng)不宜大于對(duì)于共用接地極或多個(gè)距離較近的

1.25V/m。

接地極在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮事故情況下可能出現(xiàn)小于或等于

，30min

·01·

短時(shí)同極性大地返回方式運(yùn)行工況

。

3.2.9在過負(fù)荷電流情況下通信系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)移電位不宜大于

，

60V。

3.2.10共用接地極應(yīng)考慮一個(gè)直流系統(tǒng)接地極線路檢修時(shí)不

，

影響其他直流系統(tǒng)正常安全運(yùn)行

。

專用

人人文庫

·11·

4接地極址

4.1極址選擇

4.1.1接地極址的選擇應(yīng)綜合考慮接地極線路長度極址技術(shù)條

、

件極址周邊相關(guān)設(shè)施狀況和地方發(fā)展規(guī)劃等因素做到安全可

、，

靠經(jīng)濟(jì)合理對(duì)環(huán)境影響小

，，。

4.1.2在極址選擇中對(duì)可能的每個(gè)接地極址方案應(yīng)進(jìn)行不小于

，

范圍內(nèi)的地形地貌地質(zhì)結(jié)構(gòu)水文氣象等自然條件的調(diào)

10km、、

查并宜按照本標(biāo)準(zhǔn)附錄的參數(shù)對(duì)極址進(jìn)行技術(shù)評(píng)估同時(shí)還

，D；，

應(yīng)向當(dāng)?shù)卣虿块T了解地方發(fā)展規(guī)劃應(yīng)收集不小于范

，專用50km

圍內(nèi)現(xiàn)有和規(guī)劃的電力設(shè)施發(fā)電廠變電站線路等地下金屬

（、、）、

管線鎧裝或接地電纜和鐵路等設(shè)施資料

、。

4.1.3接地極極址與換流站及以上電壓等級(jí)的交流變

、220kV

電站地下金屬管道通信電纜鐵路等設(shè)施的距離應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)

、、、

第條和第條的規(guī)定

9.1.19.2.1。

4.1.4接地極址宜選擇在遠(yuǎn)離城市和人口稠密的鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通方

，

便沒有洪水沖刷和淹沒接地極線路走線方便的空曠的地帶在

，，。

換流站與海岸的距離較近且海洋環(huán)境條件允許的地方宜優(yōu)先采

，

用海洋或海岸電極

。

4.1.5接地極址應(yīng)具有寬闊且導(dǎo)電性能良好的散流區(qū)極址附近

，

的土壤電阻率不人人文庫宜大于土壤應(yīng)潮濕但不宜有漬水

100Ω·m；，。

水平布置的接地極埋設(shè)區(qū)地面最大相對(duì)高差不宜大于

5m。

4.1.6在有條件的地方宜采用多個(gè)換流站共用接地極或

，

極址

。

4.1.7對(duì)于場地面積受到限制的情況下可采用緊湊型接地極或

，

垂直型或分體式接地極

。

·21·

4.2土壤參數(shù)測定

4.2.1在進(jìn)行接地極論證和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)測定的接地極址土壤主要

，

物理參數(shù)包括大地電性特性及其結(jié)構(gòu)含表層土壤電阻率和深層

（

巖石電阻率土壤熱導(dǎo)率熱容率土壤最高溫度濕度地下水位

），、，、，

等

。

4.2.2土壤電阻率應(yīng)采用現(xiàn)場物探法測量常用土壤電阻率參

。

數(shù)的測量方法應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第條或第條的規(guī)定

E.0.1E.0.2。

在測量中儀表精度外業(yè)觀測誤差檢驗(yàn)數(shù)據(jù)校正等應(yīng)符合

，、、、

國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)巖土工程勘察規(guī)范和電力工程物探技

《》GB50021《

術(shù)規(guī)程中的有關(guān)規(guī)定

》DL/T5159。

4.2.3土壤電阻率參數(shù)測量范圍宜大于接地極面積的倍且不

2，

宜小于2最大測量極距不宜小于

1km，1000m。專用

4.2.4測量土壤電阻率參數(shù)宜分別在相互垂直兩個(gè)方向布線測

量并應(yīng)分塊分層進(jìn)行對(duì)土壤類別界面清晰的地帶可根據(jù)土壤

，。，

類別分層測量其電阻率對(duì)土壤類別界面不清晰的地區(qū)應(yīng)分塊分

；，

層測量

。

在電壓探針極距大于的情況下應(yīng)采取措施減少地中

300m，，

干擾電流對(duì)測試結(jié)果的影響保證測試結(jié)果誤差不大于

，5%。

4.2.5在測量土壤電阻率時(shí)同一測點(diǎn)和同一測深極距應(yīng)交換電

，

源接線極性分別讀取兩次測量數(shù)據(jù)當(dāng)兩次測量數(shù)據(jù)差別大于

，；

時(shí)應(yīng)重復(fù)測量

5%，。

4.2.6對(duì)于水平溝型埋設(shè)的接地極宜實(shí)地測試電極埋設(shè)層土

（），

壤電阻率參數(shù)季節(jié)系數(shù)人人文庫

。

4.2.7應(yīng)測量大地電性特性參數(shù)及其結(jié)構(gòu)探測范圍不宜小于

，2

倍的接地極占地面積探測深度不宜小于數(shù)十千米勘探方法可采

，，

用大地電磁法或電位擬合法兩種勘探方法可按本標(biāo)準(zhǔn)第

。E.0.3

條和第條的規(guī)定執(zhí)行

E.0.4。

4.2.8應(yīng)測量電極埋設(shè)層土壤熱容率測量方法可按本標(biāo)準(zhǔn)第

，

·31·

條的規(guī)定執(zhí)行

E.0.5。

4.2.9應(yīng)測量電極埋設(shè)層土壤熱導(dǎo)率測量方法可按本標(biāo)準(zhǔn)第

，

條的規(guī)定執(zhí)行

E.0.6。

4.2.10土壤自然最高溫度宜通過實(shí)地測量或從氣象部門獲取

。

在測量地溫時(shí)宜采用熱敏電阻溫度計(jì)測量地下處土壤夏季

，，2m

的最高溫度和冬季的最低溫度對(duì)于沒有地?zé)嵩春退募痉置鞯牡?/p>

。

區(qū)土壤自然最高溫度可按該地區(qū)歷年高溫季節(jié)的平均最高氣溫

，

降取值土壤最低溫度可按該地區(qū)歷年低溫季節(jié)的平均最低

10℃；

氣溫加取值

10℃。

4.2.11對(duì)于潮濕低洼的接地極址應(yīng)通過測量獲取土壤的濕度

，

或地下常年水位-2-離子含量和值等參數(shù)當(dāng)接地

（）、Cl、SO4pH。

極作為陽極運(yùn)行時(shí)還宜測量極址土壤的電滲透系數(shù)

，。

4.2.12宜采用鉆探方式進(jìn)行地質(zhì)勘探探明極址土壤類型覆蓋

，專用、

層厚度勘探范圍應(yīng)滿足接地極布置要求勘探深度宜至基巖

。，。

4.2.13應(yīng)測量或地形圖測量范圍應(yīng)滿足接

1∶10001∶2000，

地極布置要求

。

4.3設(shè)計(jì)取值

4.3.1對(duì)土壤參數(shù)的設(shè)計(jì)取值應(yīng)以實(shí)際測量數(shù)據(jù)為依據(jù)通過

，，

分析統(tǒng)計(jì)和整理合理取值并保證設(shè)計(jì)采用數(shù)據(jù)的可信度大于

、，，

95%。

4.3.2接地極址計(jì)算模型應(yīng)符合實(shí)際條件如果接地極址土壤

。

參數(shù)分布不均勻可對(duì)極址計(jì)算模型做適當(dāng)?shù)牡刃Ш喕吹刃?/p>

，，

簡化后的極址模型計(jì)算人人文庫接地極溢流密度最高溫度最大跨步電

，、、

位差接地電阻電位升及其分布等特征參數(shù)不應(yīng)受到明顯影響

、、。

對(duì)于極址位于平原丘陵地區(qū)可采用二維水平分層極址模型對(duì)

、，；

于極址位于山區(qū)海濱河流等地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)宜采用三維極址模

、、，

型

。

4.3.3土壤電阻率參數(shù)設(shè)計(jì)取值應(yīng)計(jì)入季節(jié)系數(shù)

。

·41·

5電極形式及布置形狀

5.1電極形式

5.1.1直流輸電接地極類型按極址導(dǎo)電媒質(zhì)的不同可分為海洋

接地極海岸接地極和陸地接地極三類在選擇極址時(shí)應(yīng)根據(jù)換

、。

流站所在地理位置和附近環(huán)境條件通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證及綜合考

，

慮擇優(yōu)選擇接地極類型

，。

5.1.2接地極饋電元件布置形式可采用水平型和垂直型兩種

。

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)條件極址地形條件及土壤電阻率參數(shù)分布情

、

況通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較確定接地極的布置形式

，專用。

5.1.3水平型接地極可分為普通型緊湊型和分體式接地極在

、。

極址條件良好且不受約束的情況下宜選用普通型接地極當(dāng)極

，。

址條件受到限制時(shí)可采用緊湊型或分體式接地極

，。

5.1.4在有條件的情況下通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較論證可優(yōu)先考慮

，，

多換流站共用接地極以提高接地極使用效率和減少地電流對(duì)環(huán)

，

境的影響

。

5.1.5在一個(gè)接地極極址不能滿足接地極技術(shù)要求的情況下可

，

采用分體式接地極

。

5.1.6設(shè)計(jì)分體式接地極時(shí)宜通過合理布線和調(diào)節(jié)L和L

，12

參數(shù)使流過接地極的電流與其長度大致成比例必要時(shí)可

，人人文庫。，

通過選擇分導(dǎo)流線型號(hào)或在L支路中串入均流裝置來調(diào)節(jié)電

1

流

。

5.1.7在受到接地極址場地尺寸限制的情況下采用常規(guī)接地極

，

設(shè)計(jì)其主要特征參數(shù)難以滿足要求時(shí)可以采用緊湊型接地極

，。

三圓環(huán)緊湊型接地極電氣接線如圖所示

5.1.7。

·51·

圖緊湊型接地極電氣接線示意圖

5.1.7

分別是導(dǎo)流線與引流線節(jié)點(diǎn)的位置母線節(jié)點(diǎn)均流裝置

A、B、C、D—；0—；J—

5.1.8緊湊型接地極是通過在部分支路上串入電阻裝置控制電

，

流分配以改善接地極的主要特征參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合接地極址

。，

土壤參數(shù)深入研究電極布置電阻裝置參數(shù)對(duì)接地極特征參數(shù)的

，、

影響優(yōu)化電極布置和電阻裝置參數(shù)配置改善特征參數(shù)專用或壓縮

，，（

占地面積的效果

）。

5.2電極結(jié)構(gòu)及其布置

5.2.1直流接地極宜由饋電元件和活性材料構(gòu)成且水平或垂直

，

于地面布置水平型電極宜采用方形或矩形斷面垂直型電極斷

。，

面宜為圓形饋電元件位于中央四周填充焦炭如圖所示

；，，5.2.1。

典型的焦炭夯實(shí)密度應(yīng)為33

1000kg/m～1100kg/m。

人人文庫

圖電極斷面示意圖

5.2.1

·61·

5.2.2在選擇接地極布置形狀時(shí)宜使溢流密度分布均勻或減小

，

溢流密度偏差系數(shù)最大偏差系數(shù)不宜大于倍的平均溢流密度

，2。

在確定陸地電極布置形狀時(shí)宜遵循下列基本原則

，:

1在場地允許的情況下宜優(yōu)先選擇單圓環(huán)形布置其次是

，；

雙同心圓環(huán)形布置且內(nèi)外圓環(huán)直徑之比宜為在場

，、0.65～0.85；

地條件受到限制而不能采用圓環(huán)形電極的情況下也應(yīng)盡可能地

，

使電極布置得圓滑減少圓弧的曲率

，。

2在極址地形地貌整體性較差的情況下可采用星形布置

，。

對(duì)于海岸或河岸電極電極宜采用直線形布置沿海岸或河岸敷

，，

設(shè)

。

3在采用星形電極情況下分支數(shù)不宜大于且應(yīng)在溢流

，6，

密度最大的端部布置一個(gè)大小合適的均流環(huán)以降低端部的溢

，“”，

流密度

。專用

4在受溫升和跨步電位差條件控制的情況下可選用多圓環(huán)

，

形電極同心布置同心圓環(huán)數(shù)不宜超過個(gè)

，3。

5宜對(duì)稱布置以利于導(dǎo)流系統(tǒng)布置提高導(dǎo)流系統(tǒng)分流均

，，

衡度和可靠性

。

5.2.3在接地極位于溝渠塘等低洼地帶附近位置且在接地極

、、，

埋設(shè)深度小于溝渠塘的深度情況下接地極與其邊緣距離應(yīng)不

、、，

小于溝渠塘深度的倍接地極應(yīng)避免穿越建筑物其正上方與

2。，

地面建筑物的最小水平距離不應(yīng)小于

20m。

5.2.4對(duì)于垂直型接地極其子電極布置間距與長度的關(guān)系宜滿

，

足下式要求

人人文庫:

D=ηL

10（5.2.4）

式中D垂直型子電極布置間距

:1———（m）；

L垂直型子電極長度

0———（m）；

垂直型接電極子電極長度與間距的配合系數(shù)取

η———，

0.6～1.1。

5.2.5直流接地極饋電元件宜分隔成若干段以便監(jiān)測和檢修

，。

·71·

饋電元件分隔段數(shù)不宜過多以免影響電流分布和使導(dǎo)流系統(tǒng)復(fù)

，

雜化子段電極長度的選取應(yīng)考慮當(dāng)其中一段退出運(yùn)行檢修時(shí)

；（），

其他段仍然能在規(guī)定的最大過負(fù)荷電流下安全可靠地運(yùn)行

。

5.2.6首尾不連續(xù)的兩饋電元件的間隔不應(yīng)大于

2m。

5.2.7電極埋設(shè)深度應(yīng)符合下列規(guī)定

:

1在電極長度遠(yuǎn)大于電極埋設(shè)深度情況下且土壤電阻率近

，

似均勻時(shí)接地極最小埋設(shè)深度可按式近似計(jì)算

，（5.2.7）。

ρτ

h=s

U（5.2.7）

2πpm

式中h接地極最小埋設(shè)深度

:———（m）；

ρ表層土壤等效電阻率

s———（Ω·m）；

τ接地極溢流密度

———（A/m）；

U地面最大允許跨步電位差

pm———（V）。專用

2電極應(yīng)埋設(shè)在土壤電阻率低熱特性好水分充足的土壤

、、

中而不宜埋設(shè)在如巖石砂卵石層和干燥無水的高電阻率的土壤

，、

中

。

3接地極埋深應(yīng)避免可能受到來自諸如田間作業(yè)機(jī)耕等方

、

面的人為破壞同時(shí)可避免大氣溫度對(duì)電極運(yùn)行性能的影響

，。

4在滿足上述條件要求的情況下應(yīng)盡可能減小電極的埋設(shè)

，

深度但不宜小于

，1.5m。

人人文庫

·81·

6電極尺寸

6.0.1在特定布置形狀下電極總長度或占地面積焦炭斷面邊

，、

長和饋電元件直徑的最小尺寸應(yīng)符合下列規(guī)定

:

1在額定電流持續(xù)作用下接地極任意部位最高溫度不應(yīng)超

，

過水的沸點(diǎn)

；

2在最大過負(fù)荷電流下地面任意點(diǎn)最大跨步電位差不得大

，

于其允許值

；

3在設(shè)計(jì)壽命期間考慮腐蝕后的饋電元件仍應(yīng)滿足系統(tǒng)對(duì)

，

其載流量的要求

；專用

4在額定電流持續(xù)時(shí)間大于其熱時(shí)間常數(shù)的情況下接地電

，

阻應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)第條的規(guī)定

3.2.3。

6.0.2接地極的長度或占地面積應(yīng)以允許的最大跨步電位差為

基礎(chǔ)以水的沸點(diǎn)溫度為校核條件通過優(yōu)化接地極材料用量來確

，，

定

。

6.0.3在接地極址土壤參數(shù)分布不均勻或接地極為非圓環(huán)形布

置的情況下應(yīng)計(jì)入溢流密度偏差系數(shù)對(duì)接地極尺寸的影響

，。

6.0.4對(duì)長時(shí)間以大地返回方式運(yùn)行的接地極其溫升應(yīng)受接地

，

極接地電阻控制接地電阻應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)式的要求

，（3.2.3）。

在設(shè)計(jì)分體式接地極時(shí)應(yīng)計(jì)算流過各分電極的電流并應(yīng)根

，，

據(jù)電流分配值分別計(jì)算或校核各分電極熱穩(wěn)定人人文庫

。

在設(shè)計(jì)共用接地極時(shí)本標(biāo)準(zhǔn)式中I宜取與該電極

，（3.2.3）N

相連接的直流系統(tǒng)中最大的額定電流與其他直流系統(tǒng)出現(xiàn)的不平

衡電流之和

。

6.0.5對(duì)短時(shí)間以大地返回方式運(yùn)行的接地極電極上任意點(diǎn)P

，

處的焦炭截面邊長應(yīng)滿足下式要求以保證任意點(diǎn)P處最高溫度

，

·91·

不超過給定的允許值

。

T

Skρτ0

P≥·m·P·ρCθ-θ（6.0.5）

16PP（pmc）

式中S點(diǎn)P處焦炭截面邊長

:P———（m）；

k土壤溫升配合系數(shù)見本標(biāo)準(zhǔn)第條

———，C.0.2；

τ點(diǎn)P處的溢流密度均勻情況下τIL

P———（A/m），P=N/；

ρ點(diǎn)P處的土壤電阻率

P———（Ω·m）；

C點(diǎn)P處的土壤熱容率3

P———［J/（m·K）］；

ρ電極埋設(shè)層的土壤等效電阻率

m———（Ω·m）；

θ土壤自然最高溫度

c———（℃）；

θ接地極最高允許溫度

pm———；

T額定持續(xù)運(yùn)行時(shí)間

0———（s）。

對(duì)長時(shí)間以陽極運(yùn)行的接地極土壤接觸面處的最大溢流密

，專用

度還應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)第條的技術(shù)要求

3.2.7。

6.0.6饋電元件尺寸除應(yīng)滿足載流量要求外還應(yīng)同時(shí)滿足下列

，

公式的要求

。

-

kkρτFV+φ2ρgI×3

12PPfmN

Φ4π-10-

P≥ρgI×3（6.0.61）

mπN10

SρC

Φ4P×3-

P≥ρC10（6.0.62）

πP

式中Φ點(diǎn)P處饋電元件等效直徑

:P———（mm）；

k保護(hù)系數(shù)焦炭中單位面積離子流與總電流之比

1———，；

k電腐蝕匯集效應(yīng)系數(shù)

2———人人文庫；

F陽極運(yùn)行壽命

———（A·a）；

V饋電元件材料在土壤中的電腐蝕速率

f———［kg/（A·a）］；

φ接地極運(yùn)行時(shí)間到達(dá)設(shè)計(jì)壽命時(shí)的饋電元件殘余等

———

效直徑

（mm）；

g饋電元件材料密度3

———（g/cm）；

I額定電流

N———（A）；

·02·

ρ焦炭電阻率

———（Ω·m）；

C焦炭熱容率3

———［J/（m·K）］。

在設(shè)計(jì)共用接地極時(shí)式中F應(yīng)取該接地極出現(xiàn)以

，（6.0.6-1）

陽極運(yùn)行的安時(shí)數(shù)總和

。

6.0.7在計(jì)算饋電元件等效直徑時(shí)應(yīng)根據(jù)陽極運(yùn)行壽命結(jié)合

，，

電極尺寸和所用饋電元件材料的密度電腐蝕速率電腐蝕匯集效

、、

應(yīng)系數(shù)等腐蝕特性合理選擇其值

，。

專用

人人文庫

·12·

7接地極材料

7.0.1接地極材料及設(shè)備主要包括饋電元件石油焦炭及其他輔

、

助材料

。

7.0.2選擇饋電元件材料應(yīng)根據(jù)導(dǎo)電性能良好抗腐蝕性強(qiáng)機(jī)

、、

械加工方便無毒副作用經(jīng)濟(jì)性好的原則結(jié)合工程和市場條件

、、，，

通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定

。

7.0.3用于直流接地極的饋電元件宜為碳鋼高硅鑄鐵高硅鉻

、、

鐵石墨等材料要求碳鋼的含碳量宜小于石墨材料必須

、。0.5%，

經(jīng)過亞麻油浸泡處理高硅鑄鐵和高硅鉻鐵化專用學(xué)成分應(yīng)符合表

，

的規(guī)定

7.0.3。

表7.0.3鐵硅合金電極成分（%）

化學(xué)成分高硅鑄鐵高硅鉻鐵

硅

（Si）14.25～15.2514.25～15.25

錳

（Mn）＜0.5≤0.5

碳

（C）＜1.4＜1.4

磷

（P）＜0.25＜0.25

硫

（S）＜0.1＜0.1

鉻

（Cr）04～5

鐵

（人人文庫Fe）＞82.5＞77.5

7.0.4在土壤和地下水中值為和-與2-離子含

pH3～11ClSO4

量之和小于的情況下且陽極運(yùn)行壽命小于6

500mg/L，40×10A·h

的接地極饋電元件宜采用碳鋼材料

，。

7.0.5在腐蝕壽命大于6或土壤的值小于的

40×10A·hpH3

情況下饋電元件材料宜采用高硅鐵或石墨

，。

·22·

7.0.6對(duì)海岸電極饋電元件應(yīng)采用高硅鉻鐵

，。

7.0.7當(dāng)選用高硅鑄鐵或高硅鉻鐵作饋電元件時(shí)其成品應(yīng)帶有

，

引流電纜

。

7.0.8石油焦炭原材料必須經(jīng)過溫度的煅燒驅(qū)散其揮

1350℃，

發(fā)成分要求煅燒后的石油焦炭的碳含量不應(yīng)低于揮發(fā)性

。95%，

不應(yīng)大于硫含量不應(yīng)大于

0.5%，1%。

7.0.9用于直流接地極的石油焦炭成品其物理特性應(yīng)符合表

，

的規(guī)定

7.0.9。

表7.0.9接地極石油焦炭的物理特性

電阻率當(dāng)體積密度為3時(shí)①

（1.1g/cm）（Ω·m）＜0.3

容重3

（g/cm）0.9～1.1

密度3

（g/cm）2

空隙率

（%）專用45～55

熱容率3

（J/cm/K）＞1.0

注采用現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接地降阻材料技術(shù)條例提供的測量

:①《》DL/T380—2010

方法

。

7.0.10接地極焦炭應(yīng)使用塑料薄膜和編織袋包裝封口牢固可

，

靠防止受污染

，。

人人文庫

·32·

8導(dǎo)流系統(tǒng)及輔助設(shè)施

8.1導(dǎo)流系統(tǒng)的接線布置及其參數(shù)

8.1.1接地極應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流系統(tǒng)來自換流站的接地極線路應(yīng)接到

，

導(dǎo)流系統(tǒng)中心母線上使入地電流能較均勻地通過導(dǎo)流系統(tǒng)流過

，

各饋電元件導(dǎo)流系統(tǒng)布置應(yīng)符合下列規(guī)定

。:

1對(duì)需要在接地極處配置接地極線路監(jiān)視電抗器的應(yīng)將該

，

監(jiān)視電抗器串接在導(dǎo)流系統(tǒng)中心母線之前

；

2在中心母線與引流電纜間應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流線對(duì)于共用接地

，

極宜在每個(gè)導(dǎo)流線支路上串接隔離開關(guān)

，；專用

3對(duì)非碳鋼材料的饋電元件在導(dǎo)流線與引流電纜間應(yīng)設(shè)置

，

配電電纜

；

4設(shè)計(jì)導(dǎo)流系統(tǒng)時(shí)宜使流過同級(jí)別路線上的電流相等或大

，

體相等

。

8.1.2導(dǎo)流線可采用架空鋼芯鋁絞線或地下電纜其布置應(yīng)與電

，

極形狀配合對(duì)于對(duì)稱形布置的接地極導(dǎo)流線也宜是對(duì)稱形布

。，

置

。

8.1.3配電電纜宜沿接地極采用地下敷設(shè)方式對(duì)饋電元件采

。

用碳鋼材料的可不配置配電電纜對(duì)饋電元件采用非碳鋼材料

，；

的如高硅鑄鉻鐵石墨等應(yīng)設(shè)置配電電纜

，人人文庫（）、，。

8.1.4引流電纜宜就近地下敷設(shè)

。

8.1.5導(dǎo)流線和饋電電纜的截面應(yīng)通過計(jì)算并根據(jù)各支路的電

流大小確定同時(shí)應(yīng)滿足當(dāng)一根導(dǎo)流線或一段電極停運(yùn)損壞或檢

，（

修時(shí)不影響到其他導(dǎo)流線和饋電電纜的安全運(yùn)行

），。

在選擇地下電纜導(dǎo)體截面時(shí)應(yīng)按土壤環(huán)境條件如最高環(huán)境

，（

溫度土壤熱導(dǎo)率熱容率電纜間距等參數(shù)對(duì)其最大允許載流

、、、），

·42·

量進(jìn)行校正

。

8.1.6導(dǎo)流線的絕緣水平應(yīng)滿足最大暫態(tài)過電流下不發(fā)生閃絡(luò)

或擊穿

。

對(duì)于導(dǎo)流線采用架空線導(dǎo)線對(duì)其構(gòu)架的絕緣宜使用兩片一

，

般直流懸式絕緣子對(duì)于導(dǎo)流線采用電纜絕緣水平選擇應(yīng)符合本

；，

標(biāo)準(zhǔn)第條的規(guī)定

8.1.8。

8.1.7饋電電纜和跳線電纜宜選用單芯銅導(dǎo)體交聯(lián)聚乙烯電纜

；

對(duì)于直接埋在土壤中的電纜宜采用帶有鎧裝的單芯銅導(dǎo)體電纜

，，

且在安裝中應(yīng)保持鎧裝對(duì)地有效可靠絕緣

。

8.1.8導(dǎo)流系統(tǒng)中的導(dǎo)流線配電電纜和引流電纜的最高允許溫

、

度不應(yīng)低于接地極的最高溫度對(duì)地絕緣水平不應(yīng)低于當(dāng)

；6kV；

饋電元件采用如高硅鑄鉻鐵材料時(shí)自帶的引流電纜對(duì)地絕緣

（），

水平不應(yīng)低于

750V。專用

8.1.9共用接地極可在每一組子電極中安裝隔離開關(guān)隔離開

。

關(guān)的額定電流不應(yīng)小于該回路可能出現(xiàn)的最大電流額定電壓不

，

宜低于

10kV。

8.1.10導(dǎo)流系統(tǒng)母線宜采用較柔軟的鋼芯鋁絞線或硬鋁管導(dǎo)體

。

8.1.11當(dāng)需要在接地極端接入接地極線路監(jiān)視裝置時(shí)該設(shè)備

，

技術(shù)及安裝要求由換流站設(shè)計(jì)確定

。

8.2連接及防護(hù)

8.2.1每個(gè)電極段或配電電纜段應(yīng)有兩路引流電纜接入在導(dǎo)

。

流線和引流電纜間應(yīng)采用在地面螺栓連接或設(shè)置戶外型隔離開

，

關(guān)連接以方便檢修或調(diào)試人人文庫在采用隔離開關(guān)情況下隔離開關(guān)應(yīng)

，。，

布置在導(dǎo)流線構(gòu)架上隔離開關(guān)底座離地面不小于

，2.5m。

8.2.2對(duì)于饋電元件采用碳鋼材料可直接采用引流電纜將導(dǎo)流

，

線與饋電元件連接起來如圖所示對(duì)于采用高硅鑄鐵

，8.2.2（a）；

或高硅鉻鐵導(dǎo)電性能較差的材料應(yīng)通過引流電纜和配電電纜將

，

導(dǎo)流線與饋電元件連接起來如圖所示

，8.2.2（b）。

·52·

圖電纜的連接

8.2.2

8.2.3在電極穿越渠道塘沖溝等低洼地帶情況下應(yīng)使用跳線

、、，

電纜連接地極且每段跳線應(yīng)使用兩根電纜

，。

8.2.4對(duì)于饋電元件是碳鋼材料引流電纜與饋電元件跳線電

，、

纜與饋電元件的連接其焊接位置離開電極饋電元件端點(diǎn)的距

，（）

離不宜小于

5m。

8.2.5對(duì)于饋電元件是碳鋼材料電纜與饋電元件饋電元件與

，專用、

饋電元件的續(xù)接宜采用放熱焊接也可采用弧光焊接焊接應(yīng)牢

，。

固可靠焊接的接觸電阻不應(yīng)大于同等長度原規(guī)格材料的電阻

，。

8.2.6除分支接頭外地下電纜中間不許有接頭

，。

8.2.7所有的地下電纜接頭都必須采用環(huán)氧樹脂可靠密封

。

8.2.8在電纜的入地處應(yīng)對(duì)電纜采取有效保護(hù)措施

，。

8.3輔助設(shè)施

8.3.1在接地極引流電纜位置宜設(shè)置檢測井并安裝電流分配

，、

接地極溫度和濕度等信息監(jiān)測裝置以便獲取或監(jiān)視接地極的工

，

作狀態(tài)也可根據(jù)需要設(shè)置在線檢測系統(tǒng)在線檢測系統(tǒng)監(jiān)測內(nèi)

；，。

容可按本標(biāo)準(zhǔn)附錄人人文庫確定

F。

8.3.2電流分配監(jiān)測裝置應(yīng)能有效檢測到流過各個(gè)引流電纜上

的電流檢測井或傳感器宜放置在溢流密度大或溫升高引流電纜

，、

接入饋電元件的接點(diǎn)地方

。

8.3.3水平溝型接地極宜安裝注滲水裝置注滲水方式可

（）（），（）

采用人工注水和自然滲水方式設(shè)計(jì)時(shí)宜根據(jù)極址條件合理選擇

，。

·62·

8.3.4對(duì)于垂直型接地極應(yīng)為接地極設(shè)置排氣裝置特別是深

，，

井型和海岸接地極設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施保持排氣裝置

。

暢通

。

8.3.5在接地極正上方適當(dāng)位置應(yīng)安裝標(biāo)識(shí)樁標(biāo)識(shí)樁埋深不小

，

于標(biāo)識(shí)樁用水泥和砂石預(yù)制其尺寸規(guī)格宜為

800mm。，150mm×

并在其上端清晰地涂上紅白相間的油漆

150mm×1200mm，。

專用

人人文庫

·72·

9對(duì)附近設(shè)施的影響及防護(hù)

9.1地下金屬構(gòu)件

9.1.1在接地極與地下金屬管道地下電纜非電氣化鐵路等地

、、

下金屬構(gòu)件的最小距離d小于或者地下金屬管道地下

（）10km，、

電纜非電氣化鐵路等地下金屬構(gòu)件的長度大于d的情況下應(yīng)

、，

計(jì)算接地極地電流對(duì)這些設(shè)施產(chǎn)生的不良影響對(duì)電氣化鐵路

。，

還應(yīng)評(píng)估接地極地電流對(duì)供電變壓器牽引車變壓器的磁飽和影

、

響

。

9.1.2對(duì)非絕緣的地下金屬管道鎧裝電纜在等效入地電流I

、，專用eq

下如果泄漏電流密度大于2或者累積腐蝕量厚度影響

，1μA/cm（）

到其安全運(yùn)行應(yīng)采取保護(hù)措施

，。

9.1.3對(duì)用水泥或?yàn)r青包裹絕緣的地下金屬管道在等效入地電

，

流I下如管道對(duì)其周邊土壤相對(duì)于電池的電壓超

eq，（Cu-CuSO4）

出范圍應(yīng)采取保護(hù)措施

-1.5V～-0.85V，。

9.1.4對(duì)通信電纜應(yīng)計(jì)算接地極電流對(duì)接地裝置的腐蝕和電位

，

升在過負(fù)荷電流時(shí)通信電纜接地點(diǎn)的電位升不應(yīng)超過在

。，60V；

等效入地電流條件下累計(jì)對(duì)通信電纜的接地極裝置的腐蝕不應(yīng)

，

影響其安全運(yùn)行

。

9.1.5對(duì)不滿足上述技術(shù)要求的設(shè)施應(yīng)根據(jù)影響性質(zhì)采取合適

，

的防護(hù)措施人人文庫如分段絕緣陰極保護(hù)更換材料搬遷等

，、、、。

9.2電力變壓器

9.2.1接地極址與中性點(diǎn)有效接地的變電站發(fā)電廠的直線距離

、

不宜小于接地極址與架空地線接地的電力線路的最近距

10km，

離不宜小于

5km。

·82·

9.2.2在進(jìn)行極址方案論證時(shí)應(yīng)計(jì)算流過相關(guān)變壓器中性點(diǎn)的

，

直流電流流過變壓器中性點(diǎn)的直流電流不宜超過其允許值

，。

9.2.3在計(jì)算流過變壓器中性點(diǎn)的直流電流時(shí)宜采用本標(biāo)準(zhǔn)附

，

錄的方法計(jì)算對(duì)電位升高的變電站和與其在電氣上相關(guān)

G。3V

聯(lián)的其他變電站均應(yīng)納入計(jì)算范圍

，。

9.2.4模擬網(wǎng)絡(luò)中的參數(shù)如變電站位置變壓器型號(hào)及臺(tái)數(shù)接

，、、

地網(wǎng)的接地電阻線路長度導(dǎo)線型號(hào)分裂根數(shù)等應(yīng)通過調(diào)查結(jié)

、、、

果合理取值在無可靠資料的情況下及以下和及

。，330kV500kV

以上電壓等級(jí)變電站地網(wǎng)的接地電阻可分別取和網(wǎng)

0.3Ω0.2Ω；

絡(luò)接線應(yīng)考慮接地極投運(yùn)時(shí)的嚴(yán)重工況

。

9.2.5變壓器中性點(diǎn)允許流過的直流電流值與變壓器鐵芯材料

、

磁通密度設(shè)計(jì)取值變壓器結(jié)構(gòu)等有關(guān)宜向制造廠咨詢當(dāng)沒有

、，。

可靠資料時(shí)變壓器每相繞阻允許的直流電流可按單相變壓器為

，專用

額定電流的三相五柱變壓器為額定電流的三相三

0.3%，0.5%，

柱變壓器為額定電流的考慮

0.7%。

9.2.6在流過變壓器繞阻的直流電流大于上述計(jì)算允許值的情

況下應(yīng)采用合適的限流隔直裝置或其他措施

，、。

人人文庫

·92·

10接地極線路

10.1一般規(guī)定

10.1.1接地極線路是直流輸電大地返回系統(tǒng)的重要組成部分

，

具有電流大電壓低的技術(shù)特點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)針對(duì)其技術(shù)特點(diǎn)合理

、，，

設(shè)計(jì)線路做到安全經(jīng)濟(jì)

，、。

10.1.2接地極架空線路的設(shè)計(jì)氣象條件應(yīng)根據(jù)沿線的氣象資料

進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并應(yīng)結(jié)合附近已有的線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)取值

，。

在確定基本風(fēng)速時(shí)應(yīng)采用離地面高處年一遇

，10m3010min

年平均最大風(fēng)速接地極架空線路的設(shè)計(jì)基本風(fēng)速不應(yīng)小于

。專用

23.5m/s。

10.1.3接地極架空線路的路徑選擇導(dǎo)線地線絕緣子金具安

，、、、

全系數(shù)桿塔和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等應(yīng)按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)

，《110kV～

架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于線路的

750kV》GB50545220kV

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行

。

10.1.4接地極架空線路走廊寬度對(duì)地距離及交叉跨越可按照

、

架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于

《110kV～750kV》GB50545110kV

線路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行

。

10.2技術(shù)條件

人人文庫

10.2.1接地極架空線路的導(dǎo)線截面宜按照允許載流量選擇鋼

。

芯鋁絞線的允許溫度宜取在計(jì)算導(dǎo)線溫度時(shí)導(dǎo)線載流量

80℃。，

為額定電流環(huán)境溫度宜采用最熱月平均最高氣溫風(fēng)速宜取

，，

太陽輻射功率密度宜取2

0.5m/s，0.1W/cm。

10.2.2接地極架空線路導(dǎo)線宜采用水平對(duì)稱布置對(duì)于在

。

以下檔距水平極間距離宜按式計(jì)算

1000m，“”（10.2.2）。

·03·

D=.+.f+A

05065c（10.2.2）

式中D導(dǎo)線水平極線間距離

:———（m）；

f導(dǎo)線最大弧垂

c———（m）；

A覆冰線間距離增大常數(shù)

———。

重覆冰的水平線間距離應(yīng)根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定當(dāng)缺乏經(jīng)驗(yàn)時(shí)

，，

可比式要求值加大重冰區(qū)可取下限值

（10.2.2）5%～15%，。

10.2.3接地極架空線路的絕緣配合應(yīng)滿足直流輸電系統(tǒng)以單

，

極大地返回方式運(yùn)行情況時(shí)線路在額定電流最大過負(fù)荷電流

，、、

最大暫態(tài)電流以及操作過電壓大氣過電壓等條件下安全可靠地

、

運(yùn)行在額定電流或最大過負(fù)荷電流或最大暫態(tài)電流時(shí)接地極

。，

線路上點(diǎn)P處對(duì)地的直流運(yùn)行電壓可用下式計(jì)算

。

U=IR+IRL

PdeL0P（10.2.3）

式中U接地極線路點(diǎn)P處的電壓

P專用

:———（V）；

I流過接地極的入地電流

d———（）（A）；

I流經(jīng)接地極線路上的電流

L———（A）；

R接地極的接地電阻

e———（Ω）；

R接地極線路單位長度線路的電阻

0———（Ω/km）；

L點(diǎn)P離開接地極的距離

P———（km）。

對(duì)共用接地極式中I應(yīng)為復(fù)合電流且該復(fù)合電

，（10.2.3）d，

流最大值不應(yīng)小于其中一個(gè)換流站最大額定電流和另一個(gè)換流站

最大暫態(tài)電流之和

。

對(duì)于靠近換流站的一段線路線路絕緣水平應(yīng)與換流站中性

，

點(diǎn)絕緣水平相配合

人人文庫。

10.2.4在接地極架空線路絕緣子串的兩端應(yīng)加裝招弧角防止

，，

因過電壓擊穿后直流續(xù)流燒壞絕緣子而掉線招弧角宜水平布

。

置并配有拉弧角

，。

10.2.5招弧角的間隙應(yīng)根據(jù)其被擊穿后的直流續(xù)流大小合理取

值招弧角間隙應(yīng)小于的絕緣子有效串長以保證在過電壓

。85%，

下被擊穿同時(shí)招弧角間隙應(yīng)大于直流續(xù)流電弧熄弧間隙以保

；，，

·13·

證能斷開直流續(xù)流

。

10.2.6接地極架空線路宜采用直流盤式絕緣子絕緣子片數(shù)應(yīng)

，

滿足本標(biāo)準(zhǔn)第條的間隙要求且不得少于片

10.2.5，2。

10.2.7接地極架空線路帶電部分與桿塔構(gòu)件包括拉線腳釘

（、）

的間隙在大風(fēng)和雷電氣象相應(yīng)的風(fēng)速下分別不小于和

，，0.1m

高海拔地區(qū)應(yīng)修正

0.45m，。

10.2.8接地極架空線路在氣溫和風(fēng)速的條件下

，15℃10m/s，

帶電部分對(duì)桿塔接地部件的校驗(yàn)間隙不應(yīng)小于并應(yīng)考慮

0.6m，

的人體活動(dòng)范圍

0.3m～0.5m。

10.2.9在雷電日大于的地區(qū)或在進(jìn)換流站地

40，2km～3km

段接地極線路宜架設(shè)單根避雷線如果全線架設(shè)避雷線靠近接

，。，

地極至少長的避雷線對(duì)地應(yīng)有效絕緣

（10km）。

10.2.10所有的桿塔均應(yīng)接地在雷雨季節(jié)桿塔接地電阻不宜

。，專用

超過表所列數(shù)值

10.2.10。

表10.2.10接地極線路桿塔的直流接地電阻

土壤電阻率

及以下以上

100100～500500～10001000～20002000

（Ω·m）

接地電阻

1015202530

（Ω）

注如土壤電阻率超過接地電阻很難降低到時(shí)可采用根

:2000Ω·m，30Ω，6～8

根總長不超過的放射形接地體

500m。

10.2.11對(duì)靠近接地極約以內(nèi)的桿塔基礎(chǔ)對(duì)地桿塔對(duì)基

2km，、

礎(chǔ)應(yīng)絕緣在斷開接地引下線的情況下接地裝置與桿塔的接觸電

（，

阻宜大于人人文庫此外對(duì)靠近接地極以內(nèi)的桿塔桿塔對(duì)基

500Ω）；，1km，

礎(chǔ)螺栓還應(yīng)絕緣對(duì)靠近接地極至少以內(nèi)的線路桿塔宜使

；5km，

用單點(diǎn)接地

。

·23·

附錄接地極對(duì)附近埋地金屬體的

A

腐蝕影響計(jì)算方法

A.0.1金屬體的腐蝕量

。

由電解造成的金屬陽極的腐蝕量可以根據(jù)法拉第電解定律來

計(jì)算即

，:

t

Am2

m=rcit.-

eKtd（A0.11）

1

t

A∫2

m=mit.-

KFtd（A0.12）

1

t專用

m=Z∫2it.-

td（A0.13）

1

式中mtt時(shí)間內(nèi)金屬材料的腐蝕量∫

:———1～2（g）；

A金屬的相對(duì)原子質(zhì)量無量綱

r———，；

m原子質(zhì)量常數(shù)為碳原子質(zhì)量的取

c———，121/12，1.66040×

-24

10g；

e電子的電荷取-19

———，1.60218×10C；

K金屬化合價(jià)無量綱

———，；

i流過金屬的電流

———（A）；

A金屬的摩爾質(zhì)量數(shù)值上與相對(duì)原子質(zhì)量A

m———（g/mol），r

相等

人人文庫；

F法拉第電解常數(shù)等于4

———，9.64853×10C/mol；

Z電化學(xué)當(dāng)量

———（g/mol）。

對(duì)于直流電流積分項(xiàng)變?yōu)殡娏髋c時(shí)間的乘積

，。

A.0.2金屬管道泄漏電流的估算

。

流過金屬管道的電流是計(jì)算金屬體腐蝕量的基礎(chǔ)流經(jīng)金屬

。

管線的電流密度可以采用以下方法進(jìn)行估算

。

·33·

如圖所示將土壤簡化為均勻介質(zhì)并將接地極簡化

A.0.2，，

為點(diǎn)電流源金屬管線上某點(diǎn)P的電位可近似為

，:

Iρ

V=eq.-

x2+y21/2（A0.21）

2π（）

式中V金屬管線上P點(diǎn)的電位

:———（V）；

I接地極等效入地電流若I則為陽極相反

eq———（A），eq＞0，，，

則為陰極

；

ρ土壤電阻率

———（Ω·m）；

x金屬管線上P點(diǎn)距近端的距離

———（m）；

y金屬管線近端距接地極的距離

———（m）。

專用

圖流經(jīng)金屬管線電流的計(jì)算

A.0.2

金屬管線上P點(diǎn)處的泄漏電流密度可近似為

:

Iρx2-y2

j=eq（2）.-

2dR·x2+y25/2（A0.22）

2πl(wèi)（）

式中j金屬管線上P點(diǎn)處的泄漏電流密度2若j

:———（A/m），＞0，

則表示電流流出金屬管線相反則表示電流流入金屬

，，

管線

人人文庫；

d金屬管線直徑

———（m）；

R金屬管線單位長度的電阻

l———（Ω/m）。

A.0.3金屬管道泄漏電流的數(shù)值計(jì)算

。

當(dāng)需要更準(zhǔn)確的流經(jīng)金屬管線的電流密度時(shí)需要采用相應(yīng)

，

的數(shù)值計(jì)算方法在考慮接地極的同時(shí)將金屬管道建立在計(jì)算

。，

模型中可以求解出準(zhǔn)確度更高的金屬管道泄漏電流

，。

·43·

附錄接地極電場和溫度場的分析計(jì)算方法

B

B.0.1直流接地極的網(wǎng)絡(luò)法計(jì)算模型

。

地網(wǎng)單元接地體可用每單位長度的電阻R參數(shù)組成的形

0∏

等效電路來表示

。

在此基礎(chǔ)上接地極可用多個(gè)單元接地體模型組成的網(wǎng)絡(luò)表

，

示即把接地極分成許多個(gè)小的形等效回路從而在外加激勵(lì)情

，∏，

況下獲得接地極的接地電阻

。

上述接地體單元模型及求解都可以使用完成從而簡

EMTP，

化計(jì)算過程

。專用

B.0.2直流接地極的矩量法計(jì)算模型

。

矩量法求解直流接地極的恒定電流場時(shí)以導(dǎo)體的泄漏電流

，

作為基本變量在利用泄漏電流來描述直流接地極接地特性的推

。

導(dǎo)中主要根據(jù)兩個(gè)基本物理定律電位連續(xù)性定律和歐姆定律

，:。

進(jìn)而在這兩條定律的支撐下推導(dǎo)出接地極泄漏電流特性的數(shù)學(xué)

，

描述獲得接地極泄漏電流特性的具體表達(dá)后根據(jù)多層土壤中

。，

的格林函數(shù)直流接地極的電位升高地表電位分布即可通過具體

，、

的數(shù)學(xué)關(guān)系獲得具體步驟如下

。:

1在圖所示的接地極導(dǎo)體內(nèi)應(yīng)用歐姆定律并沿導(dǎo)

B.0.2-1，

體軸向進(jìn)行線積分得到式

人人文庫，（B.0.2-1）。

圖應(yīng)用于柱導(dǎo)體的歐姆定律圖

B.0.2-1

Il=υUS

.-

IR=U（B0.21）

·53·

式中I導(dǎo)體軸向電流

:———；

S導(dǎo)體橫截面積

———；

l導(dǎo)體軸向長度

———；

υ媒質(zhì)的電導(dǎo)率

———；

l

R接地體的直流電阻R

———，=υS；

U導(dǎo)體內(nèi)任意段的電位差UE?l?E?為導(dǎo)體上的電

———，=·；

場強(qiáng)度E?J?υ其中J?為軸向方向面電流密度

，=/，。

2依據(jù)電位連續(xù)性方程如圖所示建立導(dǎo)體內(nèi)和

，B.0.2-2，

導(dǎo)體外表面土壤中的軸向電位差等式

（B.0.2-2）；

專用

圖土壤中導(dǎo)體內(nèi)為電場軸向分量的連續(xù)性

B.0.2-2

Ue=Ui.-

（B0.22）

式中Ue導(dǎo)體外表面電位Uel?E?e

:———，=·；

Ui導(dǎo)體內(nèi)表面電位Uil?E?i

———，=·。

3將導(dǎo)體內(nèi)外的電位差表示成導(dǎo)體表面泄漏電流的函數(shù)最

，

終建立求解方程

。

為了將接地極的接地性能描述為漏電流的函數(shù)人人文庫首先在空間

，

中將接地極分割為若干個(gè)導(dǎo)體段如圖所示對(duì)任意一

，B.0.2-3。

個(gè)導(dǎo)體段以第n個(gè)導(dǎo)體為例利用電位連續(xù)性條件式

，，（B.0.2-2），

建立式的等式

（B.0.2-3）。

RnIn=tnmIm-.-

（leak）（）

∑mB0.23

·63·

圖接地極的空間剖分

B.0.2-3

式中Im第m段導(dǎo)體的泄漏電流

:-leak———；

tnm聯(lián)系第m段導(dǎo)體泄漏電流和第n段導(dǎo)體外表面

———

電位差的函數(shù)這一函數(shù)的求解需要利用分層土

，

壤中的點(diǎn)電流源格林函數(shù)

。

式寫為矩陣的形式為

（B.0.2-3）:

RI=tI.-

（leak）（B0.24）

式中R各段導(dǎo)體軸向直流電阻為元素的對(duì)角陣

:———；

I各段導(dǎo)體的漏電流向量

leak———；

I各段導(dǎo)體軸線電流向量專用

———。

對(duì)于如圖所示的由接地網(wǎng)導(dǎo)體構(gòu)成的電路網(wǎng)絡(luò)空

B.0.2-4，

間剖分導(dǎo)體時(shí)使每段導(dǎo)體僅存在兩個(gè)端點(diǎn)不妨設(shè)第n段導(dǎo)體的

，

兩個(gè)端點(diǎn)是-和+分別為第段第段

nnφnφnφnknn

。、-1…-、-1…

第nk段導(dǎo)體的中點(diǎn)電位

-。

人人文庫

圖求解軸線電流的網(wǎng)絡(luò)

B.0.2-4

利用節(jié)點(diǎn)電壓法求解網(wǎng)絡(luò)得到由n-節(jié)點(diǎn)軸向流入第n段導(dǎo)

，

體的電流In-為

:

---

In=fnRφ=fnRI.-

（，）（，leak）（B0.25）

·73·

其中為各段導(dǎo)體的中點(diǎn)電位向量

φ。

利用基爾霍夫電流定律第n段導(dǎo)體泄入大地的電流為

，:

-+-+

In-=In-In=fnRI-fnRI

leak（，leak）（，leak）

.-

（B0.26）

如果第n段導(dǎo)體有電流注入則軸線電流和泄漏電流的關(guān)

，

系為

:

-+

In-=In-In+I

leake

-+

=fnRI-fnRI+I.-

（，leak）（，leak）e（B0.27）

對(duì)各段導(dǎo)體進(jìn)行上述計(jì)算可得n個(gè)軸線電流和n個(gè)漏電流的

關(guān)系方程組

:

I=FRII.-

（，leak，e）（B0.28）

其中I為激勵(lì)向量將式代入可得

e。（B.0.2-8）（B.0.2-4）:

RFRII=tI.-

leakeleak專用

［］［（，，）］［（）］（B0.29）

求解式可獲得接地極的泄漏電流分布利用分層土

（B.0.2-9），

壤中的格林函數(shù)可獲得空間任一點(diǎn)的電位這樣就容易得到接地

，

極的接地電阻和地表電位分布

。

推導(dǎo)接地極泄漏電流分布的數(shù)學(xué)關(guān)系時(shí)一個(gè)重要的概念是

，

點(diǎn)電流源在空間產(chǎn)生的電位分布即點(diǎn)電流源的格林函數(shù)如圖

，，

所示點(diǎn)電流源作用下的分層媒質(zhì)中電位分布滿足

B.0.2-5。:

人人文庫

圖水平分層的多層土壤

B.0.2-5

?2φ=無源區(qū).-

0（）（B0.210）

?2有源區(qū)

φ=-ρlIδR-z.-

（0）（）（B0.211）

·83·

式中I點(diǎn)電流源的電流幅值

:———；

第l層土壤的電阻率

ρl———；

δ狄拉克函數(shù)

———；

Rz分別是場點(diǎn)矢量和源點(diǎn)矢量

、0———。

有源層中電位函數(shù)φ的解可表述為

l:

ρlI

φ=φ′+.-