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GB/T 50065-2011 交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范 （完整版）

1 總 則

1.0.1 為使交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)在電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障時(shí)能保證電氣裝置和人身的安全，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，制定本規(guī)范。

1.0.2 本規(guī)范適用于交流標(biāo)稱(chēng)電壓1kV以上至750kV發(fā)電、變電、送電和配電高壓電氣裝置，以及1kV及以下低壓電氣裝置的接地設(shè)計(jì)。
1.0.3 交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循規(guī)定的設(shè)計(jì)步驟。設(shè)計(jì)方案、接地導(dǎo)體(線(xiàn))和接地極材質(zhì)的選用等，應(yīng)因地制宜。土壤情況比較復(fù)雜地區(qū)的重要發(fā)電廠和變電站的接地網(wǎng)，宜經(jīng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定設(shè)計(jì)方案。

1.0.4 交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)，除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2 術(shù) 語(yǔ)

2.0.1 接地 earth
在系統(tǒng)、裝置或設(shè)備的給定點(diǎn)與局部地之間做電連接。

2.0.2 系統(tǒng)接地 system earthing
電力系統(tǒng)的一點(diǎn)或多點(diǎn)的功能性接地。
2.0.3 保護(hù)接地 protective earthing
為電氣安全，將系統(tǒng)、裝置或設(shè)備的一點(diǎn)或多點(diǎn)接地。
2.0.4 雷電保護(hù)接地 lightning protective earthing
為雷電保護(hù)裝置(避雷針、避雷線(xiàn)和避雷器等)向大地泄放雷電流而設(shè)的接地。
2.0.5 防靜電接地 static protective earthing
為防止靜電對(duì)易燃油、天然氣貯罐和管道等的危險(xiǎn)作用而設(shè)的接地。
2.0.6 接地極 earthing electrode
埋入土壤或特定的導(dǎo)電介質(zhì)(如混凝土或焦炭)中與大地有電接觸的可導(dǎo)電部分。
2.0.7 接地導(dǎo)體(線(xiàn)) earthing conductor
在系統(tǒng)、裝置或設(shè)備的給定點(diǎn)與接地極或接地網(wǎng)之間提供導(dǎo)電通路或部分導(dǎo)電通路的導(dǎo)體(線(xiàn))。
2.0.8 接地系統(tǒng) earthing system
系統(tǒng)、裝置或設(shè)備的接地所包含的所有電氣連接和器件。
2.0.9 接地裝置 earth connection
接地導(dǎo)體(線(xiàn))和接地極的總和。
2.0.10 接地網(wǎng) earth-electrode network
接地系統(tǒng)的組成部分，僅包括接地極及其相互連接部分。
2.0.11 集中接地裝置 concentrated earth connection；concentrated grounding connection
為加強(qiáng)對(duì)雷電流的散流作用、降低對(duì)地電位而敷設(shè)的附加接地裝置，敷設(shè)3根～5根垂直接地極。在土壤電阻率較高的地區(qū)，則敷設(shè)3根～5根放射形水平接地極。
2.0.12 接地電阻 earthing resistance
在給定頻率下，系統(tǒng)、裝置或設(shè)備的給定點(diǎn)與參考地之間的阻抗的實(shí)部。
2.0.13 工頻接地電阻 power frequency earthing resistance
根據(jù)通過(guò)接地極流入地中工頻交流電流求得的電阻。
2.0.14 沖擊接地電阻 impulse earthing resistance
根據(jù)通過(guò)接地極流入地中沖擊電流求得的接地電阻(接地極上對(duì)地電壓的峰值與電流的峰值之比)。
2.0.15 地電位升高 earth potential rise
電流經(jīng)接地裝置的接地極流入大地時(shí)，接地裝置與參考地之間的電位差。
2.0.16 接觸電位差 touch potential difference
接地故障(短路)電流流過(guò)接地裝置時(shí)，大地表面形成分布電位，在地面上到設(shè)備水平距離為1.Om處與設(shè)備外殼、架構(gòu)或墻壁離地面的垂直距離2.Om處兩點(diǎn)間的電位差。
2.0.17 最大接觸電位差 maximal touch potential difference
接地網(wǎng)孔中心對(duì)接地網(wǎng)接地極的最大電位差。
2.0.18 跨步電位差 step potential difference
接地故障(短路)電流流過(guò)接地裝置時(shí)，地面上水平距離為1.Om的兩點(diǎn)間的電位差。
2.0.19 最大跨步電位差 maximal step potential difference
接地網(wǎng)外的地面上水平距離1.Om處對(duì)接地網(wǎng)邊緣接地極的最大電位差。
2.0.20 轉(zhuǎn)移電位 diverting potential
接地故障(短路)電流流過(guò)接地系統(tǒng)時(shí)，由一端與接地系統(tǒng)連接的金屬導(dǎo)體傳遞的接地系統(tǒng)對(duì)參考地之間的電位。
2.0.21 外露可導(dǎo)電部分 exposed conductive part
設(shè)備上能觸及到的可導(dǎo)電部分，它在正常情況下不帶電，但在基本絕緣損壞時(shí)會(huì)帶電。
2.0.22 外界可導(dǎo)電部分 extraneous conductive part
非電氣裝置的，且易于引入電位的可導(dǎo)電部分，該電位通常為局部電位。
2.0.23 中性導(dǎo)體 neutral conductor
電氣上與中性點(diǎn)連接并能用于配電的導(dǎo)體。
2.0.24 保護(hù)導(dǎo)體 protective conductor(PE)
為了安全目的設(shè)置的導(dǎo)體。
2.0.25 保護(hù)中性導(dǎo)體 PEN conductor(PEN)
具有中性導(dǎo)體和保護(hù)導(dǎo)體兩種功能的導(dǎo)體。
2.0.26 等電位聯(lián)結(jié) equipotential bonding
為達(dá)到等電位，多個(gè)可導(dǎo)電部分間的電連接。
2.0.27 保護(hù)總等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng) protective equipotential bonding system(PEBS)
用于保護(hù)的為實(shí)現(xiàn)可導(dǎo)電部分之間的等電位聯(lián)結(jié)而將這些部分相互連接。
2.0.28 直流偏移 dc offset
電力系統(tǒng)暫態(tài)情況下，實(shí)際電流與對(duì)稱(chēng)電流波形之間的差異。
2.0.29 接地故障對(duì)稱(chēng)電流有效值 effective symmetrical ground fault current
接地故障時(shí)交流電流有效值。
2.0.30 接地故障不對(duì)稱(chēng)電流有效值 effective asymmetrical ground fault current
計(jì)及直流電流分量數(shù)值及其衰減特性影響的不對(duì)稱(chēng)電流的等價(jià)有效值。
2.0.31 衰減系數(shù) decrement factor
接地計(jì)算中，對(duì)接地故障電流中對(duì)稱(chēng)分量電流引入的校正系數(shù)，以考慮短路電流的過(guò)沖效應(yīng)。衰減系數(shù)D_f為接地故障不對(duì)稱(chēng)電流有效值I_f與接地故障對(duì)稱(chēng)電流有效值I_f的比值。
2.0.32 接地網(wǎng)最大入地電流 maximum grid current
接地故障電流中經(jīng)接地網(wǎng)流入地中的電流最大值，供接地設(shè)計(jì)使用。
2.0.33 接地網(wǎng)入地對(duì)稱(chēng)電流 symmetrical grid current
接地網(wǎng)入地電流的對(duì)稱(chēng)分量。
2.0.34 故障電流分流系數(shù) fault current division factor
接地網(wǎng)入地對(duì)稱(chēng)電流I_g與接地故障對(duì)稱(chēng)電流I_f的比值。
2.0.35 接地故障電流持續(xù)時(shí)間 continuous time of ground fault current
接地故障出現(xiàn)起直至其終止的全部時(shí)間。

2.0.36 放熱焊接 exothermic welding
利用金屬氧化物與鋁之間的氧化還原反應(yīng)，同時(shí)釋放出大量的熱量和高溫熔融金屬，進(jìn)行焊接的方法。

3 高壓電氣裝置接地

4 發(fā)電廠和變電站的接地網(wǎng)

5 高壓架空線(xiàn)路和電纜線(xiàn)路的接地

6 高壓配電電氣裝置的接地

7 低壓系統(tǒng)接地型式、架空線(xiàn)路的接地、電氣裝置的接地電阻和保護(hù)總等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)

8 低壓電氣裝置的接地裝置和保護(hù)導(dǎo)體

附錄A 土壤中人工接地極工頻接地電阻的計(jì)算

A.0.1 均勻土壤中垂直接地極的接地電阻可按下列公式計(jì)算：
1 當(dāng)l≥d時(shí)，接地電阻可按下式計(jì)算(圖A.0.1—1)：

圖A.0.1—1 垂直接地極的示意

ρ8l
R_v ＝ ——（ｌn—— - 1） （A.0.1—1）
2πl(wèi)d

式中：R_v——垂直接地極的接地電阻(Ω)；
ρ——土壤電阻率(Ω · m)；
l——垂直接地極的長(zhǎng)度(m)；
d——接地極用圓導(dǎo)體時(shí)，圓導(dǎo)體的直徑(m)。
2 當(dāng)接地極用其他型式導(dǎo)體時(shí)，其等效直徑可按下式計(jì)算(圖A.0.1—2)：

圖A.0.1—2 幾種型式導(dǎo)體的計(jì)算用尺寸

管狀導(dǎo)體，d＝d₁ (A.0.1—2)
扁導(dǎo)體，d＝b/2 (A.0.1—3)
等邊角鋼，d＝0.84b (A.0.1—4)
不等邊角鋼，d＝0.71[b₁b₂(＋)]^0.25 (A.0.1—5)

A.0.2 均勻土壤中不同形狀水平接地極的接地電阻，可按下式計(jì)算：

ρL²
R_h ＝ ——（ｌn—— ＋ A） （A.0.2）
2πLhd

式中：R_h——水平接地極的接地電阻(Ω)；
L——水平接地極的總長(zhǎng)度(m)；
h——水平接地極的埋設(shè)深度(m)；
d——水平接地極的直徑或等效直徑(m)；
A——水平接地極的形狀系數(shù)，可按表A.0.2的規(guī)定采用。

表A.0.2 水平接地極的形狀系數(shù)

A.0.3 均勻土壤中水平接地極為主邊緣閉合的復(fù)合接地極(接地網(wǎng))的接地電阻，可按下列公式計(jì)算：

R_n＝α₁R_e (A.0.3—1)
L₀ √S
α₁ ＝ （3ｌn—— - 0.2）—— (A.0.3—2)
√S L₀

ρ ρ S
R_e ＝ 0.213——（1＋B）＋ ——（ｌn—— - 5B） (A.0.3—3)
√S 2πL9hd

1
B ＝ ——————— (A.0.3—4)
1＋4.6（h/√S）

式中：R_n——任意形狀邊緣閉合接地網(wǎng)的接地電阻(Ω)；
R_e——等值(即等面積、等水平接地極總長(zhǎng)度)方形接地網(wǎng)的接地電阻(Ω)；
S——接地網(wǎng)的總面積(m²)；
d——水平接地極的直徑或等效直徑(m)；
h——水平接地極的埋設(shè)深度(m)；
L₀——接地網(wǎng)的外緣邊線(xiàn)總長(zhǎng)度(m)；
L——水平接地極的總長(zhǎng)度(m)。

A.0.4 均勻土壤中人工接地極工頻接地電阻的簡(jiǎn)易計(jì)算，可相應(yīng)采用下列公式：

垂直式：
R ≈ 0.3ρ (A.0.4—1)
單根水平式：
R ≈ 0.03ρ (A.0.4—2)
復(fù)合式(接地網(wǎng))：
ρρ
R ≈ 0.5 —— ＝ 0.28 —- (A.0.4—3)
√S r

√πρ ρρ ρ
或 R ≈ —— × -— ＋ —- ＝ —— ＋ -— (A.0.4—4)
4√S L 4rL

式中：S——大于100m²的閉合接地網(wǎng)的面積；
R——與接地網(wǎng)面積S等值的圓的半徑，即等效半徑(m)。

A.0.5 典型雙層土壤中幾種接地裝置的接地參數(shù)，可按下列公式計(jì)算：
1 深埋垂直接地極的接地電阻(圖A.0.5—1)：

ρ_a 4l
R ＝ —— （ｌn —- ＋ C） (A.0.5—1)
2πl(wèi) d

l＜H 時(shí)： ρ_a ＝ ρ₁ (A.0.5—2)

ρ₁ρ₂
l＞H 時(shí)： ρ_a ＝ ——————————— (A.0.5—3)
H
—-（ρ₂ － ρ₁）＋ρ₁
l

(A.0.5—4)

圖A.0.5—1 深埋接地體示意

2 土壤具有圖A.0.5—2所示的兩個(gè)剖面結(jié)構(gòu)時(shí)，水平接地網(wǎng)的接地電阻R：

0.5ρ₁ρ₂√S
R ＝ ———————— (A.0.5—5)
ρ₁S₂ ＋ ρ₂S₁

式中：S₁、S₂——覆蓋在ρ₁、ρ₂土壤電阻率上的接地網(wǎng)面積(m²)；
S——接地網(wǎng)總面積(m²)。

圖A.0.5—2 兩種土壤電阻率的接地網(wǎng)

附錄B 經(jīng)發(fā)電廠和變電站接地網(wǎng)的入地故障電流及地電位升高的計(jì)算

B.0.1 經(jīng)發(fā)電廠和變電站接地網(wǎng)的入地接地故障電流，應(yīng)計(jì)及故障電流直流分量的影響，設(shè)計(jì)接地網(wǎng)時(shí)應(yīng)按接地網(wǎng)最大入地電流I_G進(jìn)行設(shè)計(jì)。I_G可按下列步驟確定：
1 確定接地故障對(duì)稱(chēng)電流I_f。
2 根據(jù)系統(tǒng)及線(xiàn)路設(shè)計(jì)采用的參數(shù)確定故障電流分流系數(shù)S_f，進(jìn)而計(jì)算接地網(wǎng)入地對(duì)稱(chēng)電流I_g。
3 計(jì)算衰減系數(shù)D_f，將其乘以入地對(duì)稱(chēng)電流，得到計(jì)及直流偏移的經(jīng)接地網(wǎng)入地的最大接地故障不對(duì)稱(chēng)電流有效值I_G。
4 發(fā)電廠和變電站內(nèi)、外發(fā)生接地短路時(shí)，經(jīng)接地網(wǎng)入地的故障對(duì)稱(chēng)電流可分別按下列公式計(jì)算：

I_g＝(I_max －I_n )S_f1 (B.0.1—1)
I_g＝I_nS_f2 (B.0.1—2)

式中：I_max-——發(fā)電廠和變電站內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)的最大接地故障對(duì)稱(chēng)電流有效值(A)；
I_n——發(fā)電廠和變電站內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)流經(jīng)其設(shè)備中性點(diǎn)的電流(A)；
S_f1、S_f2——廠站內(nèi)、外發(fā)生接地故障時(shí)的分流系數(shù)。

B.0.2 故障電流分流系數(shù)S_f的計(jì)算可分為站內(nèi)短路故障和站外短路故障。
1 站內(nèi)接地故障時(shí)分流系數(shù)S_f1的計(jì)算：
1)對(duì)于站內(nèi)單相接地故障，假設(shè)每個(gè)擋距內(nèi)的導(dǎo)線(xiàn)參數(shù)和桿塔接地電阻均相同(圖B.0.2—1)。不同位置的架空線(xiàn)路地線(xiàn)上流過(guò)的零序電流可按下列公式計(jì)算：

式中：Z_s——單位長(zhǎng)度的地線(xiàn)阻抗(Ω／km)；
Z_m——單位長(zhǎng)度的相線(xiàn)與地線(xiàn)之間的互阻抗(Ω／km)；
D——擋距的平均長(zhǎng)度(km)；
r_s——單位長(zhǎng)度地線(xiàn)的電阻(Ω／km)；
a_s——地線(xiàn)的將電流化為表面分布后的等值半徑(m)；
X_ne——單位長(zhǎng)度的內(nèi)感抗(Ω／km)；
k——地線(xiàn)的根數(shù)；
D_s-——地線(xiàn)之間的距離(m)；
D_m——地線(xiàn)之間的幾何均距(m)；
D_g——地線(xiàn)對(duì)地的等價(jià)鏡像距離，D_g＝80√ρ(m)，ρ為大地等值電阻率(Ω·m)。
2)當(dāng)n＝1時(shí)，分流系數(shù)S_f11可按下式計(jì)算：

I_B(1) e^β·s － e^-β·s Z_mZ_m
S_f1 ＝ 1 － ——— ＝ 1 － [————————（1 － ——）＋ ——] (B.0.2—10)
I_b e^β(s+1)－e^-β(s+1)Z_s Z_s

3)當(dāng)s＞10時(shí)，S_f1可簡(jiǎn)化為下式：

Z_mZ_m
S_f1 ＝ 1 － [e^-β·(1 － ——) ＋ ——] (B.0.2—11)
Z_s Z_s

圖B.0.2—1 站內(nèi)接地故障示意

2 站外接地故障時(shí)分流系數(shù)S_f2的計(jì)算：
1)對(duì)于站外單相接地故障(圖B.0.2—2)，不同位置的地線(xiàn)上流過(guò)的零序電流可按下式計(jì)算：

e^β(s+1-n) － e^-β(s+1-n) Z_mZ_m
I_B(n) ＝ [————————————（1 － ——）＋ ——]·I_a (B.0.2—12)
e^β(s+1)－e^-β(s+1)Z_s Z_s


圖B.0.2—2 站外接地故障示意

2)當(dāng)n＝S時(shí)，e^-β計(jì)算表達(dá)式中的R_st應(yīng)更換為桿塔接地電阻R，分流系數(shù)S_f2可按下式計(jì)算：

I_B(s) e^β － e^-β Z_mZ_m
S_f2 ＝ 1 － ——— ＝ 1 － [————————（1 － ——）＋ ——] (B.0.2—13)
I_a e^β(s+1)－e^-β(s+1)Z_s Z_s

3)當(dāng)S＞10時(shí)，S_f2可簡(jiǎn)化為下式：

Z_m
S_f2 ＝1 － —— (B.0.2—14)
Z_s

B.0.3 典型的衰減系數(shù)D_f值可按表B.0.3中t_f和X／R的關(guān)系確定。

表B.0.3 典型的衰減系數(shù)D_f值

B.0.4 在系統(tǒng)單相接地故障電流入地時(shí)，地電位的升高可按下式計(jì)算：

V ＝ I_GR (B.0.4)

式中：V——接地網(wǎng)地電位升高(V)；
I_G——經(jīng)接地網(wǎng)入地的最大接地故障不對(duì)稱(chēng)電流有效值(A)；
R——接地網(wǎng)的工頻接地電阻(Ω)。

附錄C 表層衰減系數(shù)

C.0.1 接觸電位差和跨步電位差允許值可按下列公式計(jì)算：

式中：ρ_s——表層土壤電阻率；
C_s——表層衰減系數(shù)，通過(guò)鏡像法進(jìn)行計(jì)算，也可通過(guò)圖C.0.1中C_s與h和K的關(guān)系曲線(xiàn)查取，其中b取0.08m；
b——人腳的金屬圓盤(pán)的半徑；
K——不同電阻率土壤的反射系數(shù)，可按公式(C.0.1—4)計(jì)算；
h_s——表層土壤厚度；
R_m(2nhs)——兩個(gè)相似、平行、相距2nh_s且置于土壤電阻率為ρ的無(wú)限大土壤中的兩個(gè)圓盤(pán)之間的互阻(Ω)；
ρ——下層土壤電阻率；
r，z——以圓盤(pán)1的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，圓盤(pán)2上某點(diǎn)的極坐標(biāo)。

C.0.2 工程中對(duì)地網(wǎng)上方跨步電位差和接觸電位差允許值的計(jì)算精度要求不高(誤差在5％以?xún)?nèi))時(shí)，也可采用下式計(jì)算：

ρ
0.09·(1 － ——)
ρ_s
C_s ＝ 1 － —————————— （C.0.2）
2h_s ＋ 0.09

附錄D 均勻土壤中接地網(wǎng)接觸電位差和跨步電位差的計(jì)算

D.0.1 本附錄只適用于均勻土壤中接地網(wǎng)接觸電位差和跨步電位差的計(jì)算。均勻土壤中不規(guī)則、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的等間距布置和不等間距布置的接地網(wǎng)，以及分層土壤中的接地網(wǎng)其接觸電位差和跨步電位差的計(jì)算，宜采用專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行。

D.0.2 接地網(wǎng)接地極的布置可分為等間距布置和不等間距布置。等間距布置時(shí)，接地網(wǎng)的水平接地極采用10m～20m的間距布置。接地極間距的大小應(yīng)根據(jù)地面電氣裝置接地布置的需要確定。不等間距布置的接地網(wǎng)接地極從中間到邊緣應(yīng)按一定的規(guī)律由稀到密布置。

D.0.3 等間距布置接地網(wǎng)的接觸電位差和跨步電位差的計(jì)算。
1 接地網(wǎng)初始設(shè)計(jì)時(shí)的網(wǎng)孔電壓計(jì)算：
1)接地網(wǎng)初始設(shè)計(jì)時(shí)的網(wǎng)孔電壓可按下列公式計(jì)算：

ρI_GK_mK_i
U_m ＝ ————— （D.0.3—1）
L_M

1 D² (D＋2h)² h K_ii 8
K_m ＝ —— [ｌn（—— ＋ ———— － ——）＋ —— ｌn—————] （D.0.3—2）
2π 16hd 8Dd 4d K_hπ(2n－1)

K_h ＝ √（1 ＋ h/h₀ ） （D.0.3—3）

式中：ρ——土壤電阻率(Ω·m)；
K_m——網(wǎng)孔電壓幾何校正系數(shù)；
K_i——接地網(wǎng)不規(guī)則校正系數(shù)，用來(lái)計(jì)及推導(dǎo)K_m時(shí)的假設(shè)條件引入的誤差；
I_G——接地網(wǎng)的最大入地電流；
D——接地網(wǎng)平行導(dǎo)體間距；
d——接地網(wǎng)導(dǎo)體直徑。扁導(dǎo)體的等效直徑d為扁導(dǎo)體寬度b的1／2；等邊角鋼的等效直徑d為0.84b(b為角鋼邊寬度)；不等邊角鋼的等效直徑d為0.71(b₁和b₂為角鋼兩邊寬度)；
h——接地網(wǎng)埋深；
K_h——接地網(wǎng)埋深系數(shù)；
h₀——參考深度，取1m；
K_ii——因內(nèi)部導(dǎo)體對(duì)角網(wǎng)孔電壓影響的校正加權(quán)系數(shù)。

2)式(D.0.3—1)～式(D.0.3—3)對(duì)埋深在0.25m～2.50m范圍的接地網(wǎng)有效。當(dāng)接地網(wǎng)具有沿接地網(wǎng)周?chē)贾玫拇怪苯拥貥O、在接地網(wǎng)四角布置的垂直接地極或沿接地網(wǎng)四周和其內(nèi)部布置的垂直接地極時(shí)，K_ii＝1。

3)對(duì)無(wú)垂直接地極或只有少數(shù)垂直接地極，且垂直接地極不是沿外周或四角布置時(shí)，K_ii可按下式計(jì)算：

K_ii＝1／(2n)^2／n (D.0.3—4)

式中：n——矩形或等效矩形接地網(wǎng)一個(gè)方向的平行導(dǎo)體數(shù)。

4)對(duì)于矩形和不規(guī)則形狀的接地網(wǎng)的計(jì)算，n可按下式計(jì)算：

n＝n_an_bn_cn_d (D.0.3—5)

5)式(D.0.3—5)中，對(duì)于方形接地網(wǎng)，n_b＝1；對(duì)于方形和矩形接地網(wǎng)，n_c＝1；對(duì)于方形、矩形和L形接地網(wǎng)，n_d＝1。
對(duì)于其他情況，可按下列公式計(jì)算：

2L_c
n_a ＝ —— （D.0.3—6）
L_p

D_m
n_d＝ —————————（D.0.3—9）

式中：L_c——水平接地網(wǎng)導(dǎo)體的總長(zhǎng)度(m)；
L_p——接地網(wǎng)的周邊長(zhǎng)度(m)；
A——接地網(wǎng)面積(m²)；
L_x——接地網(wǎng)x方向的最大長(zhǎng)度(m)；
L_y——接地網(wǎng)y方向的最大長(zhǎng)度(m)；
D_m——接地網(wǎng)上任意兩點(diǎn)間最大的距離(m)。
6)如果進(jìn)行簡(jiǎn)單的估計(jì)，在計(jì)算K_m和K_i以確定網(wǎng)孔電壓可采用n ＝ ，n₁和n₂為x和y方向的導(dǎo)體數(shù)。
7)接地網(wǎng)不規(guī)則校正系數(shù)K_i可按下式計(jì)算：

K_i＝0.644 ＋ 0.148n (D.0.3—10)

8)對(duì)于無(wú)垂直接地極的接地網(wǎng)，或只有少數(shù)分散在整個(gè)接地網(wǎng)的垂直接地極，這些垂直接地極沒(méi)有分散在接地網(wǎng)四角或接地網(wǎng)的周邊上，有效埋設(shè)長(zhǎng)度L_M按下式計(jì)算：

L_M＝L_c+L_R (D.0.3—11)

式中：L_R——所有垂直接地極的總長(zhǎng)度。
9)對(duì)于在邊角有垂直接地極的接地網(wǎng)，或沿接地網(wǎng)四周和其內(nèi)部布置垂直接地極時(shí)，有效埋設(shè)長(zhǎng)度L_M可按下式計(jì)算：

L_r
L_M ＝ L_c ＋ [ 1.55 ＋ 1.22（—————————）] L_R (D.0.3—12)

式中：L_r——每個(gè)垂直接地棒的長(zhǎng)度(m)。
2 最大跨步電位差的計(jì)算：
1)跨步電位差與跨步電位差U_s與幾何校正系數(shù)K_s、校正系數(shù)K_i、土壤電阻率ρ、接地系統(tǒng)單位導(dǎo)體長(zhǎng)度的平均流散電流有關(guān)，可按下列公式計(jì)算：

ρI_GK_SK_i
U_s ＝ ————— （D.0.3—13）
L_s

L_s ＝ 0.75L_c ＋ 0.85L_R （D.0.3—14）

式中：I_G——接地網(wǎng)入地故障電流；
L_s——埋入地中的接地系統(tǒng)導(dǎo)體有效長(zhǎng)度。
2)發(fā)電廠和變電站接地系統(tǒng)的最大跨步電位差出現(xiàn)在平分接地網(wǎng)邊角直線(xiàn)上，從邊角點(diǎn)開(kāi)始向外1m遠(yuǎn)的地方。
對(duì)于一般埋深h在0.25m～2.5m的范圍的接地網(wǎng)，K_S可按下式計(jì)算：

1 1 1 1－0.5^n－2
K_S ＝ —（—— ＋ ——— ＋ —————）（D.0.3—15）
π2h D＋h D

D.0.4 不等間距布置接地網(wǎng)的接觸電位差和跨步電位差的計(jì)算。
1 不等間距布置接地網(wǎng)的布置規(guī)則應(yīng)符合下列要求：
1)不等間距布置的長(zhǎng)方形接地網(wǎng)(圖D.0.4)，長(zhǎng)或?qū)挿较虻牡趇段導(dǎo)體長(zhǎng)度L_ik占邊長(zhǎng)L的百分?jǐn)?shù)S_ik可按下式計(jì)算：

L_ik
S_ik ＝ —— × 100% （D.0.4—1）
L

式中：L——接地網(wǎng)的邊長(zhǎng)，在長(zhǎng)方向，L＝L₁，在寬方向，L＝L₂。

圖D.0.4 不等間距布置的長(zhǎng)方形接地網(wǎng)

2)接地網(wǎng)長(zhǎng)方向的導(dǎo)體根數(shù)為n₁，寬方向的導(dǎo)體根數(shù)為n₂。長(zhǎng)方向上導(dǎo)體分段數(shù)為k₁＝n₁－1，寬方向上的導(dǎo)體分段數(shù)為k₂＝n₂－1。
3)S_ik與導(dǎo)體分段數(shù)k和從周邊導(dǎo)體數(shù)起的導(dǎo)體段的序號(hào)i的關(guān)系如表D.0.4所示。因接地網(wǎng)的對(duì)稱(chēng)性，如某方向的導(dǎo)體分段為奇數(shù)，則列出了(k＋1)／2個(gè)數(shù)據(jù)，當(dāng)k為偶數(shù)，則列出了k／2個(gè)數(shù)據(jù)，其余數(shù)據(jù)可以根據(jù)對(duì)稱(chēng)性賦值。
k≥7，對(duì)表中結(jié)果進(jìn)行擬合，則S_ik可按下列公式計(jì)算：

S_ik ＝ b₁exp（-ib₂）＋ b₃ （D.0.4—2）

當(dāng)7≤k≤14時(shí)：

b₁＝-1.8066＋2.6681ｌgk－1.0719 ｌg²k(D.0.4—3)
b₂＝-0.7649＋2.6992ｌgk－1.6188 ｌg²k(D.0.4—4)
b₃＝1.8520－2.8568ｌgk＋1.1948 ｌg²k (D.0.4—5)

當(dāng)14＜k≤25時(shí)：

b₁＝-0.00064－2.50923／(k＋1) (D.0.4—6)
b₂＝-0.03083＋3.17003／(k＋1) (D.0.4—7)
b₃＝0.00967＋2.21653／(k＋1) (D.0.4—8)

當(dāng)25＜k≤40時(shí)：

b₁＝-0.0006－2.50923／(k＋1) (D.0.4—9)
b₂＝-0.03083＋3.17003／(k＋1) (D.0.4—10)
b₃＝0.00969＋2.2105／(k＋1) (D.0.4—11)

式中：b₁、b₂和b₃——與k有關(guān)的常數(shù)。

表D.0.4 S_ik與導(dǎo)體分段數(shù)k和從周邊導(dǎo)體數(shù)起的導(dǎo)體段的序號(hào)i的關(guān)系

2 不等間距布置接地網(wǎng)時(shí)接地電阻可按下列公式計(jì)算：

R ＝ k_Rhk_RLk_Rmk_RNk_Rd（1.068×10^-4 ＋ 0.445/√s）ρ (D.0.4—12)

m ＝ (N₁ － 1)(N₂ － 1)(D.0.4—18)

式中： ρ——土壤電阻率(Ω·m)；
k_Rh、k_RL、k_Rm、k_RN、k_Rd——接地電阻的埋深、形狀、網(wǎng)孔數(shù)目、導(dǎo)體根數(shù)和導(dǎo)體直徑對(duì)接地電阻的影響系數(shù)；
L₁、L₂——接地網(wǎng)的長(zhǎng)度和寬度(m)；
N₁、N₂——長(zhǎng)寬方向布置的導(dǎo)體根數(shù)；
m——接地網(wǎng)的網(wǎng)孔數(shù)目。

3 最大接觸電位差U_T可按下列公式計(jì)算：

U_T ＝ k_TLk_Thk_Tdk_TSk_TNk_TmV (D.0.4—19)

k_Tm＝ 9.727 ×10^-3 ＋ 1.356 /√m (D.0.4—25)

N ＝ N₂/N₁ (D.0.4—26)

式中： V＝I_GR——接地網(wǎng)的最大接地電位升高；
I_GM——流入接地網(wǎng)的最大接地故障電流；
R——接地網(wǎng)接地電阻；
k_TL、k_Th、k_Td、k_TS、k_TN、k_Tm——最大接觸電位差的形狀、埋深、接地導(dǎo)體直徑、接地網(wǎng)面積、接地體導(dǎo)體根數(shù)及接地網(wǎng)網(wǎng)孔數(shù)目影響系數(shù)。
4 最大跨步電位差U_S可按下列公式計(jì)算：

U_S ＝ k_SLk_Shk_Sdk_SSk_SNk_SmU₀(D.0.4—27)

k_SL ＝ 29.081 － 1.862√l ＋ 435.18l ＋ 425.68l^1.5 ＋ 148.59l² (D.0.4—28)

k_SN ＝ 1.0 ＋ 1.416×10⁶exp(-202.7N)－0.306exp[29.264（N－1）] (D.0.4—31)

k_SS ＝0.911＋19.104√S (D.0.4—32)

k_Sm ＝ k_SN（34.474－11.541√m＋1.43m－0.076m^1.5＋1.455×10^-3m²）(D.0.4—33)

N ＝ N₂/N₁ (D.0.4—34)

l ＝ L₁/L₂ (D.0.4—35)

式中：k_SL、k_Sh、k_Sd、k_SS、k_SN和k_Sm——最大跨步電位差的形狀、埋深、接地導(dǎo)體直徑、接地網(wǎng)面積、接地體導(dǎo)體根數(shù)及接地網(wǎng)網(wǎng)孔數(shù)目影響系數(shù)。

附錄E 高壓電氣裝置接地導(dǎo)體(線(xiàn))的熱穩(wěn)定校驗(yàn)

E.0.1 接地導(dǎo)體(線(xiàn))的最小截面應(yīng)符合下式的要求：

I_g
S_g ≥——√t_e （E.0.1）
C

式中：S_g——接地導(dǎo)體(線(xiàn))的最小截面(mm²)；
I_g——流過(guò)接地導(dǎo)體(線(xiàn))的最大接地故障不對(duì)稱(chēng)電流有效值(A)，按工程設(shè)計(jì)水平年系統(tǒng)最大運(yùn)行方式確定；
t_e——接地故障的等效持續(xù)時(shí)間，與t_s相同(s)；
C——接地導(dǎo)體(線(xiàn))材料的熱穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)材料的種類(lèi)、性能及最大允許溫度和接地故障前接地導(dǎo)體(線(xiàn))的初始溫度確定。

E.0.2 在校驗(yàn)接地導(dǎo)體(線(xiàn))的熱穩(wěn)定時(shí)，I_g及t_e應(yīng)采用表E.0.2—1所列數(shù)值。接地導(dǎo)體(線(xiàn))的初始溫度，取40℃。
對(duì)鋼和鋁材的最大允許溫度分別取400℃和300℃。鋼和鋁材的熱穩(wěn)定系數(shù)C值分別取70和120。
銅和銅覆鋼材采用放熱焊接方式時(shí)的最大允許溫度，應(yīng)根據(jù)土壤腐蝕的嚴(yán)重程度經(jīng)驗(yàn)算分別取900℃、800℃或700℃。爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，應(yīng)按專(zhuān)用規(guī)定選取。銅和銅鍍鋼材的熱穩(wěn)定系數(shù)C值可采用表E.0.2—2給出的數(shù)值。

表E.0.2—1 校驗(yàn)接地導(dǎo)體(線(xiàn))熱穩(wěn)定用的I_g和t_e值

表E.0.2—2 校驗(yàn)銅和銅鍍鋼材接地導(dǎo)體(線(xiàn))熱穩(wěn)定用的C值

E.0.3 熱穩(wěn)定校驗(yàn)用的時(shí)間可按下列要求計(jì)算：
1 發(fā)電廠和變電站的繼電保護(hù)裝置配置有兩套速動(dòng)主保護(hù)、近接地后備保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)和自動(dòng)重合閘時(shí)，t_e應(yīng)按下式取值：

t_e≥t_m＋t_f＋t_o (E.0.3—1)

式中 t_m——主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間(s)；
t_f——斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)間(s)；
t_o——斷路器開(kāi)斷時(shí)間(s)。
2 配有一套速動(dòng)主保護(hù)、近或遠(yuǎn)(或遠(yuǎn)近結(jié)合的)后備保護(hù)和自動(dòng)重合閘，有或無(wú)斷路器失靈保護(hù)時(shí)，t_e應(yīng)按下式取值：

t_e≥t_o＋t_r (E.0.3—2)

式中 t_r——第一級(jí)后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間(s)。

附錄F 架空線(xiàn)路桿塔接地電阻的計(jì)算

F.0.1 桿塔水平接地裝置的工頻接地電阻可按下式計(jì)算：

ρL²
R ＝ ——（ｌn—— ＋ A_t） （F.0.1）
2πLhd

式中：A_t——按表F.0.1取值；
L——按表F.0.1取值。

表F.0.1 A_t和L的意義與取值

F.0.2 桿塔接地裝置接地電阻的沖擊系數(shù)，可按以下公式計(jì)算：
1 鐵塔接地裝置：

α＝ 0.74ρ^-0.4(7.0＋√L)[1.56－exp（－3.0I_i^-0.4）] （F.0.2—1）

式中：I_i——流過(guò)桿塔接地裝置或單獨(dú)接地極的沖擊電流(kA)；
ρ——以Ω·m表示的土壤電阻率。
2 鋼筋混凝土桿放射型接地裝置：

a = 1.36ρ^-0.4(1.3＋√L)[1.55－exp（－4.0I_i^-0.4）] （F.0.2—2）

3 鋼筋混凝土桿環(huán)型接地裝置：

a = 2.94ρ^-0.5(6.0＋√L)[1.23－exp（－2.0I_i^-0.3）] （F.0.2—3）

4 單獨(dú)接地極接地電阻的沖擊系數(shù)的計(jì)算：
1)垂直接地極：

a = 2.75ρ^-0.4(1.8＋√L)[0.75－exp（－1.50I_i^-0.2）] （F.0.2—4）

2)單端流入沖擊電流的水平接地極：

a = 1.62ρ^-0.4(5.0＋√L)[0.79－exp（－2.3I_i^-0.2）] （F.0.2—5）

3)中部流入沖擊電流的水平接地極：

a = 1.16ρ^-0.4(7.1＋√L)[0.78－exp（－2.3I_i^-0.2）] （F.0.2—6）

F.0.3 ρ≤300Ω·m時(shí)，可計(jì)及桿塔自然接地極的作用。其沖擊系數(shù)可利用下式計(jì)算：

1
a ＝ ———————（F.0.3）
1.35 ＋α₁I_i^1.5

式中：a_i——對(duì)鋼筋混凝土桿、鋼筋混凝土樁和鐵塔的基礎(chǔ)(一個(gè)塔腳)，為0.053；對(duì)裝配式鋼筋混凝土基礎(chǔ)(一個(gè)塔腳)和拉線(xiàn)盤(pán)(帶拉線(xiàn)棒)，為0.038。

F.0.4 各種型式接地極的沖擊利用系數(shù)η_i可采用表F.0.4的數(shù)值。工頻利用系數(shù)可取0.9。自然接地極，工頻利用系數(shù)可取0.7。

表F.0.4 接地極的沖擊利用系數(shù)η_i

F.0.5 各種型式接地裝置工頻接地電阻的計(jì)算，可采用表F.0.5的簡(jiǎn)易計(jì)算式。

表F.0.5 各種型式接地裝置的工頻接地電阻簡(jiǎn)易計(jì)算式

注：表中R為接地電阻(Ω)；ρ為土壤電阻率(Ω·m)。

附錄G 系數(shù)K的求取方法

G.0.1 本規(guī)范第8.2.1條第2款式(8.2.1)中k值可由下式計(jì)算：

式中 Q_c——導(dǎo)線(xiàn)材料在20℃的體積熱容量[J／(℃·mm³)]；
β——導(dǎo)線(xiàn)在0℃時(shí)的電阻率溫度系數(shù)的倒數(shù)，可按表G.0.1取值(℃)；
ρ₂₀——導(dǎo)線(xiàn)材料在20℃時(shí)的電阻率，可按表G.0.1取值(Ω·mm)；
θ_I——導(dǎo)線(xiàn)的初始溫度(℃)；
θ_f——導(dǎo)線(xiàn)的最終溫度(℃)。

表G.0.1 式(G.0.1)中的參數(shù)取值

G.0.2 用法不同或運(yùn)行情況不同的保護(hù)導(dǎo)體的k值，可按表G.0.2—1～表G.0.2—5選取。

表G.0.2—1 非電纜芯線(xiàn)且不與其他電纜成束敷設(shè)的絕緣保護(hù)導(dǎo)體的k

注：溫度中的較小數(shù)值適用于截面積大于300mm²的PVC絕緣導(dǎo)體。

表G.0.2—2 與電纜護(hù)層接觸但不與其他電纜成束敷設(shè)的裸保護(hù)導(dǎo)體的k

表G.0.2—3 電纜芯線(xiàn)或與其他電纜或絕緣導(dǎo)體成束敷設(shè)的保護(hù)導(dǎo)體的k

注：溫度中較小數(shù)值適用于截面積大于300mm²的PVC絕緣導(dǎo)體。

表G.0.2—4 用電纜的金屬護(hù)層，鎧裝、金屬護(hù)套、同心導(dǎo)體等作保護(hù)導(dǎo)體的k

注：溫度的數(shù)值也應(yīng)適用于外露可觸及的或與可燃性材料接觸的裸導(dǎo)體。

表G.0.2—5 所示溫度不損傷相鄰材料時(shí)的裸導(dǎo)體的k

附錄H 低壓接地配置、保護(hù)導(dǎo)體和保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體

圖H 接地配置、保護(hù)導(dǎo)體和保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體

M—外露可導(dǎo)電部分；C—外界可導(dǎo)電部分；C₁—外部進(jìn)來(lái)的金屬水管；C₂—外部進(jìn)來(lái)的金屬排棄廢物、排水管道；C₃—外部進(jìn)來(lái)的帶絕緣插管的金屬可燃?xì)怏w管道；C₄—空調(diào)；C₅—供熱系統(tǒng)；C₆—金屬水管，比如浴池里的金屬水管；C₇—在外露可導(dǎo)電部分的伸臂范圍內(nèi)的外界可導(dǎo)電部分；B—總接地端子(總接地母線(xiàn))；T—接地極；T₁—基礎(chǔ)接地；T₂—LPS(防雷裝置)的接地極(若需要的話(huà))；1—保護(hù)導(dǎo)體；2—保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體；3—用作輔助聯(lián)結(jié)用的保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體；4—LPS(防雷裝置)的引下線(xiàn)；5—接地導(dǎo)體

附錄J 土壤和水的電阻率參考值

表J 土壤和水的電阻率參考值