BS EN 50522:2022 交流电压超过1 kV的电力装置接地(中)

发布时间: 2023-12-10& 作者: 开云app下载官网手机版

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  的措施,可采用M1.1至M1.3中的措施之一,作为对外部接触电压的防护。

  。水平接地极距离外墙约1米,埋深不超过0.5米,建议埋深为0.2米至0.3米。

  处理:绝缘材料层应有充足大的尺寸,这样就不可能从绝缘层以外的位置用手触摸到接地可导电部分。如果只能在侧面接触,绝缘层的宽度为1.25米就足够了。在以下情况下,操作地点的绝缘被认为是充分的:

  — 最小面积为1m×1m,厚度至少为2.5mm的绝缘垫或确保同等绝缘的措施。

  的措施,可采用M2.1至M2.3中的一措施之一,作为对外部接触电压的防护;外部围栏上的门,也应考虑采用措施M2.4。

  ,水平接地极距围栏约1m,埋深不大于0.5m。根据附录G.1,围栏与接地系统的连接是可选的(可连可不连),但仍需满足措施M2.4。

  的围栏中的门连接到主接地系统时,应将门与围栏的可导电部分之间保持至少2.5m的电气隔离,能够最终靠使用

  的围栏部分或使用末端带有绝缘部件的导电围栏来实现。同时,应注意在门完全开启时仍应保持以上电气隔离。

  ,利用建筑物基础中嵌入的网格接地极(例如,最小截面积为50mm2,最大网格宽度为10m或钢筋网)并至少在两个不同的位置与接地系统连接。

  — 若使用结构钢筋网(structural steel mat),那么相邻的钢筋网应至少相互连接一次,所有的钢筋网应至少在两个不同位置与接地系统连接。

  — 在现有建筑物中,可使用水平接地电极,该接地极应埋设在靠近外墙的土壤中,并与接地系统连接。

  使用水平接地极进行电位梯度缓和,水平接地极埋深约0.2m,距离作设备约1m。该水平接地极应与所有应接地的且从操作地点可触及的金属部件连接。或,操作地点使用金属(如金属网或金属板)建造,且金属应与任何应接地的且从操作地点可触及的金属部件连接。或,按措施M1.3对操作地点进行绝缘处理,并实施等电位连接,将应接地的且从操作位置可同时触及的金属部件相互连接。

  裸金属导体的围栏应接地。接地点应满足一定的数量,如在每个转角处。根据场地的详细情况(围栏在接地系统范围内或范围外),围栏的接地应连接至高压接地系统或连接至单独的接地极。图G.1说明了以上原则并图示了附录E第2.2条的信息。

  图G.1 金属围栏的接地原则,与变电站的接地网相互连接围栏杆的接地:根据经验,围栏杆的接地间距为4~25m,取决于场地情况,如接地网格的宽度。通常并不是每根围栏杆都需要接地。

  电位梯度缓和接地极:如果围栏外的土层是沥青、碎石等,即由绝缘材料制造成(这里含义为土壤电阻率相对高的地表材料),可以不设置电位梯度缓和接地极。

  变电站周围的围栏上的所有物理间隔,例如门,均应进行等电位联结,以确保围栏各部间隔部分之间不可能会产生危险电位差。对于未连接至接地系统的远方金属围栏,围栏柱与其自然接地极就地联结或建立电位梯度缓和接地极,即可满足规定的要求,如图G.2所示。

  图G.2 远方金属围栏的接地原则,独立接地当远离变电站接地网时,围栏杆的基础即为合适的接地极,此时,围栏杆不再与变电站接地网连接,围栏距离变电站接地网大于2.5m(这也不是很远啊?),围栏杆的基础就即可作为良好的接地极。

  变电站场地内的金属管道应连接至变电站的接地系统。应避开使用来自变电站周边的金属管道,例如供水管,而应使用非金属材料的管道或绝缘的连接部件。

  在变电站场地的边界处应设置适当的绝缘轨道接头(insulating rail joints),以便与牵引系统的其余部分保持电气隔离。在某些情况下,在大多数情况下要两个绝缘轨道接头,以防止牵引装置的短路(?)。在牵引运行地点应格外的注意。在确定采取的措施时,应咨询铁路系统的所有者,并应考虑到第6.2节转移电位的相关规定。

  G.4 杆(柱)上的变电和/或开关装置一般来说,所有安装在杆上的变电设备与开关设备,无论组合在一起或不组合在一起,都应进行接地。在杆上只有变压器的情况下,最低要求的接地系统(如垂直接地极、环形接地极、导电杆的基础)即可满足变压器的接地要求。

  一般来说,安装在钢柱、其他导电材料制造成的杆或钢筋混凝土杆上的开关设备均应接地。在操作位置上,应满足5.3节(上一篇文章)规定的接触电压允许值。可通过如下方式实现:

  安装在非导电材料制造成的电杆上的开关设备不需要接地。假如没有接地,则应在伸臂范围之外的操作联接处安装机械上可靠的绝缘子(例如未分芯绝缘子)。这些绝缘子的设计应符合系统的标称电压。可从地面触及的执行机构必须接地,以泄放可能的泄漏电流。采用长度至少1m的垂直接地极或在电杆周围约1m处的水平接地电极即可。接地极和接地导线和附录C规定的最小截面要求。

  5.1.2条规定的最小截面积不适用于此设备。当为铜材质时,最小截面积为2.5mm2,若接地导体无机械防护,则最小截面积为4mm2。

  附录I架空线地线和埋地电缆护套的减小系数(reduction factor)I.1 通则架空线的地线和埋地电缆的金属护套参与了故障电流回流至大地过程中的载流。他们承载了相应的一部分入地电流,详本标准图2。

  通过架空线地线和埋地电缆金属护套的分流作用,受故障电流影响的高压装置接地系统将会对接地故障电流进行相对有效的散流,电流减小的程度用减小系数来衡量。三相架空线地线的减小系数r,即为入地电流与三相电路零序电流之和的比值。

  类似的,可以定义埋地电缆金属护套、屏蔽、铠装(或钢管)的减小系数,地线中的电流IEW应由流过护套的电流替代。

  对于三相平衡的架空线,减小系数可以基于以下参数进行计算,ZEW-E: 地线的阻抗ZML-EW: 相线与地线之间的互阻抗

  ZML-EW的最大影响因素是相导体和地线间的几何均距(mean distance);ZEW-E的最大影响因素是地线的电阻。

  当几何均距越小时,ZML-EW越大,r越小;当地线的电阻越小时,ZEW-E越小,r越小。r越小,表示分流效果越好。

  看到这里,本想表达这块写的有失逻辑性(这一堆阻抗的计算公式在哪?没有计算公式怎么样来判断的大小?条文中出现了ZL-E,但公式中并没再次出现?为何不区分站内故障和站外故障?),紧接着就想截取GB50065-2011的附录B及新版一次手册P816页,并表达在本小节的内容上,GB标准和手册更胜一筹(GB标准中称之为分流系数),但是...下一段,EN 50522马上引用了EN 60909-3:2010的条文,并引用60909附录的算例...一点不给我机会。

  架空地线或埋地电缆金属护套的减小系数的计算详见EN 60909-3:2010的第7、第8条款,计算示例详见EN 60909-3:2010的附录C和附录D。限于篇幅(太麻烦),这部分先略过。

  I.2 架空线和电缆的减小系数的典型值(50Hz)减小系数取决于诸多参数和条件,因此,它呈现出很大的可变性,以下减小系数的值仅供参考。

  /Transmission_Lines/Conductor_Transposition.htm

  11 电缆接地11.1 电力电缆金属层必须直接接地。交流系统中三芯电缆的金属层,应在电缆线路两终端和接头等部位实施接地,见本图集第165页。11.2 金属电缆支架全长均应有良好的接地。11.3 交流系统单芯电力电缆金属层接地方式的选择应符合以下规定: 11.3.1 线路不长,且电缆线路的正常感应电势不大于50V,应采取在线路一端或中央部位单点直接接地,见本图集第166页。 11.3.2 线路较长,单点直接接地方式不足以满足电缆线kV及以下电缆或输送容量较小的35kV以上电缆,可采取在线路两端直接接地,见本图集第167页. 11.3.3 除上面讲述的情况外的

  ,宜划分适当的单元,且在每个单元内按3个长度尽可能均等区段,应设置绝缘接头或实施电缆金属层的绝缘分隔,以

  ,见本图集第168页。 11.3.4 电力电缆终端和接头安装及接地线kV及以下电力电缆终端和接头》。 11.3.5 控制电缆金属屏蔽的接地方式应符合以下规定: 11.3.5.1 计算机监控系统的模拟信号回路控制电缆屏蔽层,不得构成两点或多点接地,应集中式一点接地。 11.3.5.2 集成电路、微机保护的电流.电压和信号的控制电缆屏蔽层,应在开关安置场所与控制室同时接地。 11.3.5.3 除上面讲述的情况外的控制电缆屏蔽层,当电磁感应的干扰较大时,宜采用两点接地;静电感应的干扰较大时,可采用一点接地。双重屏蔽或复合式总屏蔽,宜对内、外屏蔽分别采取了一点、两点接地。 11.3.5.4 两点接地的选择,还宜在暂态电流作用下屏蔽层不被烧熔。 11.3.5.5 电缆沟、电缆隧道和电缆排管接地装置做法见本图集第169. 170页。

  ,线路长, 宜划分适当的单元, 且在每个单元内按3个长度尽可能均等的区段内,应设置绝缘接头或实施电缆金属层的绝缘分隔,以交叉互联接地。2.

  的电缆线路,每个绝缘接头应设置护层电压限制器。线路终端非直接接地时,该终端部分应设置护层电压限制器。图中护层电压限制器配置示例按Yo接线kV及以下电力电缆终端和接头》第76~ 85页。

  GB 50217-20184.1.5  电缆接头的装置类型选择应符合以下规定:自容式充油电缆线条的规定,且需分隔油路时,应采用塞止接头;

  单芯电缆线路较长以交叉互联接地的隔断金属套连接部位,除可在金属套上实施有效隔断及绝缘处理的方式外,应采用绝缘接头;

  交叉互联的局部段,剥切其外护层、金属套和外半导电层,且对露出的该段绝缘层实施表面平滑打磨后,再进行绝缘增强和密封防水处理,形成等效于绝缘接头的功能;日本的方法不同之处只是不切剥外半导电层,从而不存在绝缘层表面的再处理(可参见《广东电缆技术》,2002,No.4)。我国在220kV XLPE电缆线路工程已如此实践。这种做法常被称为假绝缘接头。

  4. 带分支主干电缆(main cable with branches)(有称预分支电缆)是一种在主干电缆多个特定部位实施工厂化预制分支的特殊型式电缆,它的分支接头已被纳入该电缆整体,无须另选用Y形接头。

  》,1994年第2版。以往虽有资料给出ES算法,或较烦琐,或仅示出1回电缆,而并列双回是大多电缆线路工程的一般性情况,忽视相邻回路影响的ES算值,就比实际值偏小而欠安全。

  1  50V是交流系统中人体接触带电设备装置的安全容许限值。它基于IEC 61936-1标准中所示人体安全容许电压50V~80V;IEC 61200-413标准按通过人体不危及到生命安全的容许电流29mA(试验测定值为30mA~67mA)和人体电阻1725Ω计,推荐在带电接触时容许电压为50V。

  2  本款为原标准条文,感应电势允许值在本标准2007版已在94版100V的基础上提升为300V,本次未作实质性修改,但仍需提示有关需要注意的几点如下:

  (1)随着高压电缆截面和负荷电流的日益增大,在较长距离电缆线路工程,受金属正常感应电势容许值(ESM)仅100V的制约,往往不仅不能采取单点接地,而且

  ,其最长区段按电缆制造长度增加为1050m考虑,由于接头减少,工程总投资节省了5%;其他还有类似的工程实践,都具有ES达200V~300V的特点(参见《电气评论》,1997.7和《フジクラ技报》,1998.10等)。英国国家电网公司曾对已运行30年的21km长275kV电缆线路做改造,研究了由原来的28个

  交叉互联单元缩减为7个,交叉互联单元段长度增至2955m~3099m,其中最大ES达214V;西班牙马德里地区400kV 1×2500mm2 XLPE电缆12.7km长输电干线个交叉互联单元,单元中最长区段按电缆制造长度850m考虑,ES达263V~317V,该线年建成运行(参见IEEE TPD,2003,Vol.18,No.3和Transmission&Distribution World,2005,8)。(2)原标准94版规定ESM≤100V,主要是参照日本1979年出版的《地中送电规程》(JEAC、6021),该规程2000年修订版取消100V,改为在采取比较有效绝缘防护时不大于300V;着有绝缘防护用具或带电作业器具时不大于7000V(见《地中送电规程》JEAC 6021-2000)。此外,IEC的有关标准迄今未显示ESM值,然而在国际大电网会议(CIGRE)的有关专题论述中,曾涉及ESM的提升,20世纪70年代,当时一般按ESM为50V~65V的情况下,CIGRE有撰文提出,在人体不能任意接触的情况下,ESM可取60V~100V;2000年CIGRE的论述则提出ESM可取400V。美国电子电气工程师学会(IEEE)较早的标准《交流单相电缆金属层连接方式适用性以及电缆金属层感应电势和电流的计算导则》IEEE Std 575-1988规定:应以安全性限制ES,却未明示ESM值,只指出按通常电缆外护层的绝缘性,ESM可达300V但需以600V为限;该导则附录中还示出当时北美地区电缆工程实践的ES最大值:美国60V~90V,加拿大100V,均比同期欧洲广泛以65V的做法要高。最新IEEE Std 575-2014标准附录C载有部分国家取值情况,美国100V~200V,紧急负荷下为275V,至少有一条地下电缆系统在紧急负荷下为447V,加拿大300V~400V,荷兰400V,法国200V(最大未超过400V),澳大利亚250V,日本200V。(3)ESM超出50V时,不论是100V抑或300V,都属于人体不能任意接触需安全防护的范畴,这一电压终究不很高,在考虑工作人员万一可能带电接触,如电缆外护层破损有金属套时,运行管理中可明确需着绝缘靴或设绝缘垫等;至于在终端或绝缘头有局部金属,除了可设置警示牌外,对安置场所可采取埋设均压带或设置局部范围绝缘垫等措施。(4)ESM值由100V提升至300V,对于电缆护层电压限制器的三相配置接线与参数匹配,有如下考虑:

  2)护层电压限制器的残压Ur不得超出电缆外护层冲击过电压作用时的保护水平UL,其工频耐压UR应满足UR≥Uov,是其参数选择匹配原则。如果因Uov比以往显著增大而不再满足该关系式,其方法之一是添加阀片串联数来提高UR,但伴随着Ur会增大,需验核Ur≤UL是否仍满足。近年日本的工程为适应ESM提升,曾采用此方法实践,或有启迪性。

  3)若上述1)、2)尚不足以适应,可促使开发更佳参数的护层电压限制器,也并不存在克服不了的技术障碍。

  (5)提升ESM的积极意义是减免单芯电缆线路接头的配置,既减少实际工程造价和缩短工期,又有利于增强电缆线路系统的可靠性。电压等级越高,其效益越明显。此外,还将会促使我国生产厂商增大电缆制造长度,随之更有助于上述积极意义的体现。总之,我们国家的经济形势持续高涨下,高压、超高压的大截面单芯电缆线路工程建设将持续不断的发展,提升ESM仅每年投资节省费估计将超过百万元或千万元以上。

  线路不长,且能满足本标准第4.1.11条要求时,应采取在线路一端或中央部位单点直接接地(图4.1.12-1);

  线路较长,单点直接接地方式不足以满足本标准第4.1.11条的要求时,水下电缆、35kV及以下电缆或输送容量较小的35kV以上电缆,可采取在线款外的长线路,宜划分适当的单元,且在每个单元内按3个长度尽可能均等区段,应设置绝缘接头或实施电缆金属套的绝缘分隔,以

  接地方式下电缆护层绝缘水平、护层电压限制器选择,还需根据电缆长度、电缆输送容量、雷电冲击电压、操作冲击电压、单相接地短路电流、电缆敷设方法、电缆本体参数、护层电压限制器参数等进行计算,确保护层电压限制器参数与外护层的绝缘水平配合,满足保护水平要求。

  4.1.13  交流系统单芯电力电缆及其附件的外护层绝缘等部位应设置过电压保护,并应符合下列规定:

  35kV以上单芯电力电缆的外护层、电缆直连式GIS终端的绝缘筒,以及绝缘接头的金属套绝缘分隔部位,当其耐压水平低于可能的暂态过电压时,应添加保护的方法,且宜符合下列规定:    1)单点直接接地的电缆线路,在其金属套电气通路的末端,应设置护层电压限制器;  2)

  接地的电缆线路,每个绝缘接头应设置护层电压限制器。线路终端非直接接地时,该终端部位应设置护层电压限制器;    3)GIS终端的绝缘筒上,宜跨接护层电压限制器或电容器。

  35kV及以下单芯电力电缆金属套单点直接接地,且有增强护层绝缘保护需要时,可在线路未接地的终端设置护层电压限制器。电缆护层电压限制器持续电压应符合现行国家标准《交流金属氧化物避雷器的选择和使用导则》GB/T 28547的有关规定。

  护层电压限制器连接回路应符合下列规定:    1)连接线应尽量短,其截面应满足系统最大暂态电流通过时的热稳定要求;    2)连接回路的绝缘导线、隔离刀闸等装置的绝缘性能不能低于电缆外护层绝缘水平;    3)护层电压限制器接地箱的材质及其防护等级应满足其使用环境的要求。

  图I.1 电缆护套电流的相关参数流过电缆护套的电流包含:—induced current

  附录F为降低高频干扰影响对接地系统采取的措施尽管接地系统的设计主要是为满足基于工频电流的要求,但也应考虑到基于高频电流的要求。这些电流可能大多数来源于于雷电或高压装置的开关操作。由此产生的瞬态电流或相应的瞬态电压可能会对诸如控制和保护设施的功能产生干扰。经过仔细修改现有的接地系统来减少干扰具备可能性但代价很大,因此在设计和建造接地系统时,应考虑到以下几点:a) 电流路径上的电感

  在更有可能出现高瞬态电流的区域,应增加接地网的密度。这一般适用于避雷器、电压互感器、电流互感器和GIS装置;

  高压设备、控制室、继电器、信息亭(kiosks)等的接地端子应连接到接地网;与接地系统的连接应采用长度尽可能短的接地导体。在交叉点上,应将接地导体连接起来;

  ,(by dividing a conductor and laying the sub-conductors separated),能够大大减少相互阻抗;

  在电缆沟内,接地导体应与电缆平行铺设。电缆屏蔽层应在两端与接地系统连接。屏蔽层应能承载相关部分的接地故障电流。

  电流路径,建筑物的金属结构部分和混凝土内的钢筋应与接地系统连接。除了实现电位梯度效应和/或接地目的,

  ),junction between GIS and cable)。在这种情况下,可通过减少钢筋网格尺寸,并通过穿过混凝土板的形式将钢筋网与GIS的金属部分或控制电缆的屏蔽层相互连接,以提高屏蔽效果。仅在考虑较大电流的流动或电缆铠装作为接地网的一部分时(如铠装作为水平接地极),才有必要将接地导体通过可导电的连接部件相互连接。通常情况下,铠装与接地导体的多次连接已经足够。因此,应提供许多的终端,以便所有部件均可相互连接,并在多个地点与接地系统连接。为了尽最大可能避免母线充电电流的开关而产生的局部放电,有必要在GIS与连接的电缆箱及带有高频接地的电缆屏蔽层之间建立低阻抗的高频连接。>

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