变电站铜接地网与扁钢接地网的技术经济比较

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500kV、220kV变电所铜接地网与

钢接地网的技术经济比较

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500kV、220kV变电所铜接地网与

钢接地网的技术经济比较

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目录

1. 概述 ................................................................................................................ 1 2. 技术比较 ........................................................................................................ 3

2.1 2.2 2.3 2.4

性能比较 .................................................................................................................... 3 截面选择 .................................................................................................................... 5 接地体连接方式 ........................................................................................................ 6 接地点布置 .............................................................................................................. 10

3. 经济比较 ...................................................................................................... 11

3.1 3.2 3.3 3.4

500KV变电所 .......................................................................................................... 11 220KV变电所 .......................................................................................................... 21 220KV变电所改造 .................................................................................................. 29 综合比较 .................................................................................................................. 34

4. 结论 .............................................................................................................. 36

附件：

附件1 500kV某变焊接点统计一览表

附件2 220kV某变（新建）焊接点统计一览表 附件3 500kV某变全所接地布置图

附件4 220kV某变（新建）全所接地布置图

附件5 220kV某变（新建）全所接触电位差及跨步电位差计算书——扁钢 附件6 220kV某变（新建）全所接触电位差及跨步电位差计算书——铜 附件7 铜接地网相关文献资料

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1. 概述

随着电力系统的发展，对变电所接地设计的要求也越来越高。长期、可靠、稳定的接地系统，是维持设备稳定运行、保证设备和人员安全的根本保障，接地系统长期安全可靠运行的关键在于品质好的接地材料和可靠的连接。

我国传统接地体均采用钢材质，其主要原因是我国自身铜储探明量的不足加上西方国家过去对我国的封锁，我国不容易取得铜。为节约有色金属，在20世纪50～60年代提出“以钢代铜，以铝代铜”，所以一度大量选用钢材和铝材，这种做法一直得到很好的推广和认同。而国外（除前苏联国家，中国和印度以外），铜材作为接地材料已有超过100年的历史，而且是唯一的选择。

目前，我国大部分地区的变电所仍然使用镀锌扁钢作为接地材料，但几十年的实践证明镀锌钢并不是解决接地装置腐蚀问题的最好成绩选择，象华北电网天津北郊500KV变电站投运8年后开挖检查发现，接地装置腐蚀严重，有的甚至已被腐蚀断，不得不投巨资更换成铜接地装置。还有，北京房山变电站，大同二电厂等大型500kV变电站投运10-11年后，因腐蚀严重均重新更换了原镀锌钢接地装置。由于是重新铺设接地装置，恢复路面和绿化等工作花费了不少资金，因此整个改造工程比新建接地装置所需费用增加很多。

我国目前高压变电站主要于上世纪八十年代投入使用，在以前由于投入使用时间不太长，腐蚀问题不算很严重。但自上世纪中期以后，随着镀锌钢接地装置腐蚀问题的不断暴露，每年需投入大量资金和人力改造镀锌钢接地装置。使越来越多的电力部门认识到必须改变以前的老观念，采取更加有效的防腐措施。

我国解放前，曾大量采用铜材作为接地材料， 如天津塘沽110kV变电站，上海杨树浦电厂等，经检查，其接地装置至今仍然合格，至今仍可使用。在外资投资的工厂，电厂的变电站中，大量使用铜接地装置，如秦山核电站，连云港核电站，无锡海力士半导体变电站，INTEL等。

目前铜材已经不再作为国家战略物资，国家外汇储备充沛，在上海成立了铜期货交易所，可以很方便地购买铜。

而北京、上海、江苏、浙江、山东、广东、辽宁、天津等地区已开始选用热稳定性能好、导电性能强、耐腐性强的铜材做接地，其连接采用先进的放热焊接技术。国家电网公司“25项重大反措”中明文规定“在腐蚀性比较严重的枢纽变电站宜采用铜材接地网”， 有些地区还制定了相关的技术政策，象北京电力公司要求地下站，室内站应采用铜接地装

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置，上海和天津电力公司要求新建、改造变电站应采用铜接地装置。

本报告首先从从技术角度比较分析了铜接地网和钢接地网的特点，包括： （1） 铜、钢性能比较； （2） 接地体截面选择比较； （3） 接地体连接方式比较； （4） 接地点布置比较。

其次，以500kV某变电所工程、220kV某变电所新建工程以及220kV某变电所改造工程的接地网设计为实例，对铜接地网与钢接地网的经济性进行比较分析，主要涵盖以下两个方面的内容：

（1）投资比较。根据电力行业的现行定额、取费标准、材料预算价格，编制出钢接地方案、不含焊接点的铜接地方案以及含焊接点的铜接地方案的造价，即“安装工程预算表”。

（2）指标及评价。现行的评价方法较多，诸如内部收益率、年费用法、财务净现值、投资回收期、投资利润率、投资利税率等，由于全所接地仅属于变电工程的一个单项工程，不具备独立计算成本、利润及其他相关财务费用的条件，经查阅有关资料和请教专家，采用“年费用法”进行方案评价和比选。即计算和比较钢接地方案、不含焊接点的铜接地方案以及含焊接点的铜接地方案的年费用。

（3）综合评价。针对铜接地网的不同设计寿命，计算并比较不同的年费用值。