13.2  方案设计计算

13.2 方案设计计算

输电线路接地方案的设计、计算一般依照本书第3章的式(3-4)、式(3-5),不过式(3-5)可以合并至(式3-4)中成如下统一公式:

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式中 R——水平接地极的接地电阻(Ω);

l——水平接地极的长度(m);

h——水平接地极的埋设深度(m);

d——水平接地极的直径或等效直径(m);

A——水平接地极的形状系数。

水平接地极的形状系数A可采用表13-2所列数值。

表13-2 水平接地极的形状系数A

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依照上述计算式及13.1节给出的要求,可计算、设计出表13-3。

表13-3 照上述计算式及13.1节要求的计算值

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方案示意图如图13-1所示。

•其中,土壤电阻率为100Ω·m时,射线长度为p=0,形状系数A=1,代入式(13-1)可计算得接地电阻值为4.6Ω,小于10Ω的要求。

•土壤电阻率为500Ω·m时,射线长度为p=12m,形状系数A=1.76,代入式(13-1)可计算得接地电阻值为13.3Ω,小于15Ω的要求。

•土壤电阻率为1000Ω·m时,射线长度为p=24m,形状系数A=1.76,代入式(13-1)可计算得接地电阻值为18.6Ω,小于20Ω的要求。

•土壤电阻率为2000Ω·m时,射线长度为p=50m,形状系数A=1.76,代入式(13-1)可计算得接地电阻值为23.0Ω,小于25Ω的要求。

•土壤电阻率为3000Ω·m或者更大时,射线长度为p=65m,形状系数A=1.76,代入式(13-1)可计算得接地电阻值为28.4Ω,接地电阻值不作要求。

这是目前最常见的输电线路接地方案,也是各大电力设计院惯采用的模式,设计比较保守,计算接地电阻值通常会比要求接地电阻值低几欧。

正常情况下,土壤电阻率一般会低于3000Ω·m,鲜有更高的的极端情况。因此,上述方案可满足绝大多数地区需要。

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图13-1 方案示意图

不过在灌木丛生的山顶等恶劣地带,勘测人员往往不会直接测量土壤电阻率,而是目测粗估,而且一般都是往高了估以求保险。因此,土壤电阻率被过高估计,严重偏离实际的情况屡见不鲜。

譬如,笔者曾碰到一位设计院总工抱怨土壤电阻率太高,接地费用超支,于是便携上高精电子测量仪随该总工去现场测量,发现那些电阻率被估成5000Ω·m的地方,实测仅为800Ω·m甚至更低。我们在其中一处找到一块硕大的石头,往上面堆置了4堆细土,通过四极法测得其电阻率仅为1500Ω·m。该总工之前认为其电阻率至少在5000Ω·m以上,估算依据是DL/T 621—1997《交流电气装置的接地》。

笔者曾在线路接地试验时发现,6个土壤电阻率被估为2000Ω·m的基站,实测值仅为150~700Ω·m。6个基站接地施工完毕后,所测得接地电阻值均小于8Ω,而初始设计估算值为二十多欧,严重估高了土壤电阻率。

因此,复杂的土壤情况常常非目测所能及,在条件允许的情况下,应尽可能地实地测量,只是目前该环节常常被忽视。

下面,对一些工程实例进行介绍和点评。请读者注意,实例中的符号等未与本书保持一致。