变电所镀铜接地网与钢接地网、纯铜接地网的技术经济比较1

变电所镀铜接地网与钢接地网、纯铜接地网的技术经济比较年月201010序号名称型号及标准单位数量备注镀铜钢接地极根主接地网垂直接地体1020mm,L=2500m24530%镀铜钢绞线220kV,35kV侧设备引2截面185mm2m1800下线30%镀铜钢绞线主接地网,500kV侧设备3截面150mm2m10550引下线4截面50mm2m2000均压坏30%镀铜钢绞线铜鼻子个56006焊接点个1300某220kV变电站:镀锌扁钢接地方案的材料统计结果见表4,铜接地方案的材料统计结果见表5,铜镀钢接地方案的材料统计见表6表4采用钢接地设计的材料表序号名称型号及标准单位数量备注1热镀锌角钢L50X5『2500根160主接地网垂直接地体2热镀锌扁钢-60X8m510220kV侧设备引下线3热镀锌扁钢-100X8m830UOkV侧设备引下线4热镀锌扁钢-80X8m120035kV侧设备引下线热镀锌扁钢主接地网水平接地体5-80X6m2270焊接点个6684表5采用铜接地设计的材料表序号名称型号及标准单位数量备注紫铜棒根主接地网垂直接地体1020cm,L=25001602镀锡铜绞线截面120mm2m120035kV侧设备引下线主接地网，220kV侧设3镀锡铜绞线截面95mm2m2780备引下线4镀锡铜绞线截面150mm2m830llOkV侧设备引下线铜焊接头个56846铜鼻子个450表6采用镀铜钢接地设计的材料表序号名称型号及标准单位数量备注镀铜钢接地极根主接地网垂直接地体1020mm,L=2500m1602截面150mm2m830UOkV侧设备引下线30%镀铜钢绞线主接地网，220kV、3截面120mm2m398030%镀铜钢绞线35kV侧设备引下线4焊接点个6845铜鼻子个4504工程预算.

3.各方案的造价见附件三表7为各方案的总费用（单位万元）统计:镀锌扁钢接地镀铜钢接地镀锡铜接地500kV变电站

124.

50201.

16221.47220kV变电站

49.

2874.

7583.

865.结论在技术上，镀铜钢接地和镀锡铜接地相对于镀锌钢接地有如下优点

（1）镀铜钢或纯铜地网相对钢接地网具有导电性能优、热稳定性能好、耐腐蚀能力强、施工方便、寿命长、投运后检验维护工作量少、无污染等优点

（2）采用镀铜或纯铜地网相对于采用镀锌扁钢的接地网，接地体的截面大为减小，使施工本钱和施工难度大幅度降低，加快了工程建设周期；

（3）镀铜或纯铜地网采用放热焊接，确保连接点为分子结合、无腐蚀、无松弛、导电能力和原导体保持一致并且放热焊接操作简单快捷简单，焊点美观可靠，是真正可靠、牢固、永久的连接

3.C

94.

5111.概述随着电力系统的开展，对变电所接地设计的要求也越来越高长期、可靠、稳定、经济的接地系统，是维持设备稳定运行、保证设备和人员平安的根本保障，符合国家所提出的可持续开展、变电站全寿命管理的宗旨接地系统长期平安可靠运行的关键在于品质好的接地材料和可靠的连接本报告首先从从技术角度比较分析了镀铜接地网、铜接地网和钢接地网的特点；其次，以某220kV变电站和某500kV变电站工程的接地网设计为实例，对镀铜接地网、铜接地网与钢接地网的经济性进行比较分析技术比较

2.耐腐蚀性接地体的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式，多数情况下，这两种腐蚀同时存在铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的1/10~1/50,而且电气性能和物理性能稳定铜的外表会产生附着性极强的氧化物（铜绿），对内部的铜有很好的保护作用，阻断腐蚀的形成钢材是逐层腐蚀，镀锌层具有一定的抗腐蚀性，但是一般只能在前十年起作用，十年以后钢材的将考虑年腐蚀厚度，设备引下线按

0.TO.21111n/年考虑，主接地网按

0.05〜

0.1mm/年考虑钢接地体接头和钢接地体本身在腐蚀的过程中会出现点腐蚀情况,钢材点腐蚀的速度是均匀腐蚀速度的4〜60倍，正是由于点腐蚀的存在，所以无法通过增加钢接地截面积的方法来增加其使用年限；铜不存在点蚀情况，寿命较长接地体连接方式只有可靠的、牢固的链接才能保证接地网的运行可靠性目前，钢接地体之间的连接均为传统的电弧焊接方式，高温电弧会破坏接地体接头部位的镀锌层，有可能导致点腐蚀的出现，严重影响接地体的寿命铜接地体的连接方式一般为放热焊接连接法，利用活性较强的铝把氧化铜复原，整个过程时间很短，反映所产生的热量足以使被焊接的导线端部融化形成永久性的分子合成C值的由来

3.根据DL/T621T997交流电气装置的接地标准中规定钢的C值为70,铜的C值为210镀铜钢绞线的C值还未进行明确的规定，所以以下是镀铜钢的C值推导在IEEEstd80中规定，接地线的最小截面积要求为:___________________________A=/*1鹿.*10-4\K°+Ta由上式可得五A=/**12*1K.+T1%”a则=1*”*1°2*TCAP+TKmln%*P K+Tar在DL/T621-1997中规定，接地线的最小截面积要求为:其中Ig的单位为安培，I的单位为千安培安培令令A,TCAP；Ko+7令K=1nK#T.则上式可以简化为C K所以C=10K即=10・将IEEE std80中66页上Table1中的数据代入，即可得一下的结果:30%导电率铜镀钢绞线的C值计算，将相关参数代入公式:八10・31n^±^立”—-s I3^846,245+

1300.C=10-------------------ln--------------V

0.00378x

5.862245+20C=C・J17611n

5.8C=10・J176*L76C=10•V

309.76=10x

17.6x176镀锌钢的c值计算，将相关参数代入公式:•邛蔻区c=io丘*0K.+TaI~~3^31,293+419r in1AC=10•J------------------ln-------------V

0.00320x

20.1293+20C=10・j6011n

2.3C=10・j60*

0.83C=10749^8=10x7^70镀铜钢的c值计算，将相关参数代入公式「m I

342.242+

450.C=10J------------------ln------------V

0.00381*

1.78242+20「1342-

692、inC=10•J------ln——V

0.007262C=10*7489*

0.955C=10*

21.6C=216仁210通过镀锌钢和铜的参数可以知道IEEE中的相关规定与国标中的相关规定是一致的同时，根据省公司辽电生部【2009】12号文《关于下发〈辽宁省电力有限公司交流电气接地装置应用导则》试行的通知》，30%导电率镀铜钢绞线的热稳定系数为176综上所述，30%导电率的镀铜钢绞线的热稳定系数为176IEEE std80相关内容见附件一，辽电生部

[2009]12号文件见附件二

4.经济比较接地体截面积的选择

4.1根据上述可得钢接地体的热稳定系数为70,30%导电率镀铜钢绞线的热稳定系数为176,纯铜的热稳定系数为

210.根据电流和短路时间的长短，就可以计算出在同等的条件下，不同材料所需的截面积忽略腐蚀的影响对铜接地体进行热稳定校验时，接地引下线的最小截面应满足下式式中Sg一接地引下线的最小截面，mm2；人一流过接地引下线的短路电流稳定值，A根据系统5〜10年开展规划，按系统最大运行方式确定；乙一短路电流的等效持续时间，s；C一接地引下线材料的热稳定系数，根据材料的种类、性能及最高允许温度和短路前接地引下线的初始温度确定短路等效持续时间式中〃一短路电流的等效持续时间，s；“一主保护动作时间，s；，一断路器失灵保护动作时间，s；°—开关固有动作时间，s；某500kV变电站:根据初步设计阶段短路电流计算书，如下:短路500kV侧单220kV侧单220kV侧两35kV两相500kV侧两相类型相接地短路相接地短路相接地短路接地短路接地短路短路电路

32.4kA

33.OkA

47.OkA

45.2kA

37.4kA纯铜引下线所需截面计算如下（单位mm2）

1.500kV侧〃=33kA,0二210,=

0.35sS252227X35=

92.97g

2102.220kV侧g=47kA,^=210,=0,45s

3.35kV侧”

37.4kA,^=210,%=

0.6s2Zf22706=

137.95g210纯铜水平网所需截面为最大截面引下线的75%选75%”3=

112.60所以当采用纯铜地网时，主接地网的水平接地体截面取截面积为120mm2的裸铜绞线，500kV侧接地引下线选用截面积为120mm2的铜绞线,220kV侧接地引下线选用截面积为185mm2的铜绞线,35kV侧接地引下线选用截面积为150mm2的铜绞线镀铜钢引下线所需截面计算如下（单位mm2）除了镀铜钢的二176不同外，其余参数一致计算得:s22927555no.93=

1.500kV侧176S^22227045=

179.

142.220kV侧’176SVO6=

164.

603.35kV侧176镀铜钢水平网所需截面为最大截面引下线的75%选SJ75%*%ax=

134.36所以当采用镀铜钢地网时，主接地网的水平接地体截面取截面积为150mm2的镀铜钢绞线，500kV侧接地引下线选用截面积为150mm2的镀铜钢绞线，220kV及35kV侧接地引下线选用截面积为185mm2的镀铜钢绞线镀锌扁钢引下线所需截面计算如下（单位mm2）钢的0=70,计算得33000^35=

278.

901.500kV侧,70--------V

0.45=

450.

412.220kV侧70S=

413.

863.35kV侧’70镀锌扁钢水平网所需截面为最大截面引下线的75%选晨275%*[2=

337.81当采用钢地网方案时，除了考虑热稳定校验的因素外，还应当按30年考虑钢材的腐蚀，主接地网考虑

0.1mm/年，引下线考虑

0.2mm/年所以主接地网的水平接地体应采用60x8的镀锌扁钢,500kV侧接地引下线选用80x8的镀锌扁钢，220kV及35kV侧接地引下线选用100x10的镀锌扁钢岱山220kV变电站根据初步设计阶段短路电流计算书，如下短路220kV侧单220kV侧两HOkV侧单HOkV侧两35kV两相相接地短路相接地短路相接地短路相接地短路接地短路类型短路电路

15.03kA

18.41kA

15.46kA

26.09kA

14.70kA纯铜引下线所需截面计算如下（单位mm2）

1.220kV侧，g=

18.41kA,0=210,^=

0.6s§151127a6=

67.91A1/

12.UOkV侧々=

26.09kA,C=210,^=ls026090r，…〃S--------V1=

124.24o

21083.35kV侧，=

14.70kA,C=210,te=2s14700^=9902108纯铜水平网所需截面为最大截面引下线的75%选Sg275%**皿=

93.18所以当采用纯铜地网时，主接地网的水平接地体截面取截面积为95nlm2的裸铜绞线，220kV侧接地引下线选用截面积为95mm2的铜绞线，110kV侧接地引下线选用截面积为150mm2的铜绞线，35kV侧接地引下线选用截面积为120mm2的铜绞线铜镀钢引下线所需截面计算如下（单位mm2）除了镀铜钢的C=176不同外，其余参数一致计算得o18410r—__y

0.0—K

1.U

31.220kV侧17626090^^

148242.UOkV侧17614700^=n

8123.35kV侧’176镀铜钢水平网所需截面为最大截面引下线的75%选575%*S=

111.18g gmax所以当采用镀铜钢地网时，主接地网的水平接地体截面取截面积为120nlm2的铜镀钢绞线，220kV和35kV侧接地引下线选用截面积为120mm2的镀铜钢绞线，UOkV侧接地引下线选用截面积为150mm2的镀铜钢绞线镀锌扁钢引下线所需截面计算如下（单位mm2）钢的=70,计算得18410，八/T-TS---------=

203.72A/

0.6L220kV侧7026090万3----------71=3/Z./

22.110kV侧702迎g=

296.

993.35kV侧70镀锌扁钢水平网所需截面为最大截面引下线的75%选S75%*S=

279.54g gmax当采用钢地网方案时，除了考虑热稳定校验的因素外，还应当按30年考虑钢材的腐蚀，主接地网考虑

0.1mm/年，引下线考虑

0.2mm/年所以主接地网的水平接地体应采用80x6的镀锌扁钢,220kV侧接地引下线均选用60x8的镀锌扁钢，110kV侧接地引下线均选用100x8的镀锌扁钢，35kV侧接地引下线均选用80x8的镀锌扁钢材料统计

4.2某500kV变电站镀锌扁钢接地方案的材料统计结果见表1,铜接地方案的材料统计结果见表2,铜镀钢接地方案的材料统计见表3表1采用钢接地设计的材料表序号名称型号及标准单位数量备注热镀锌角钢根主接地网垂直接地体1L50X5L=2500245220kV,35kV侧设备弓1热镀锌扁钢2-100X10m1800下线3热镀锌扁钢-80X8m1700500kV侧设备引下线主接地网水平接地体，热镀锌扁钢4-60X8m10850均压坏焊接点个51300表2采用铜接地设计的材料表序号名称型号及标准单位数量备注紫铜棒根主接地网垂直接地体1020cm,L=25002452镀锡铜绞线截面150mm2m80035kV侧设备引下线主接地网,500kV侧设备3镀锡铜绞线截面120mm2m10550引下线4镀锡铜绞线截面185mm2m1000220kV侧设备引下线5镀锡铜绞线截面50mm2m2000均压坏焊接头个613007铜鼻子个600表3采用镀铜钢接地设计的材料表序号名称型号及标准单位数量备注。