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| 标准编号 | DL/T 437-2012 (DL/T437-2012) | | 中文名称 | 高压直流接地极技术导则 | | 英文名称 | Technical guide of HVDC earth electrode system | | 行业 | 电力行业标准 (推荐) | | 中标分类 | F21 | | 国际标准分类 | 29.240 | | 字数估计 | 14,155 | | 旧标准 (被替代) | DL/T 437-1991 | | 引用标准 | GB/T 17949.1; GB/T 13498; DL/T 5224; DL/T 475 | | 标准依据 | 国家能源局公告2012年第1号 | | 发布机构 | 国家能源局 | | 范围 | 本标准规定了高压直流接地极的名词术语定义, 并提出了技术条件、试验项目与方法以及运行维护的一般技术原则。本标准适用于单极和双极运行的高压直流输电系统两端接地极系统, 不适用于换流站接地网。 | DL/T 437-2012: 高压直流接地极技术导则
DL/T 437-2012 英文名称: Technical guide of HVDC earth electrode system
备案号：35213-2012
中华人民共和国电力行业标准
P DL/ T 437 - 2012
代替 DL/T 437 - 1991
高压直流接地极技术导则
国家能源局 发 布
1 范围
本标准规定了高压直流接地极的名词术语定义，并提出了技术条件、试验项目与方法以及运行维护
的一般技术原则。
本标准适用于单极和双极运行的高压直流输电系统两端接地极系统，不适用于换流站接地网。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）均适用于本文件。
GB/T 17949.1 接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第 1 部分：常规测量
GB/T 13498 高压直流输电术语
DL/T 5224 高压直流输电大地返回运行系统设计技术规定
DL/T 475 接地装置特性参数测量导则
3 术语和定义
除本章规定的名词术语外，其余均符合国家及行业标准的有关规定。
4 技术条件
4.1 一般技术准则
4.1.1 直流接地极设计应分别考虑额定电流、最大过负荷电流和最大暂态电流 3 种工况。
4.1.2 直流接地极的设计寿命在规定的运行方式下一般应不少于 30 年。
4.1.3 直流接地极一般由 2 个及以上分隔的元件组成。
4.1.4 为防止高压直流接地极的地电流对换流站的腐蚀和干扰，高压直流输电系统中接地极与换流站间
的直线距离宜不小于 10km，并应保证换流站的接地网与接地极完全分开。
4.1.5 直流接地极一般有环形、星形、直线形、射线形、栅格形等形状，宜根据极址地形、地质、水文、
交通状况等条件，从施工方便、技术经济合理两方面来确定。
4.1.6 直流接地极埋深应根据本标准中跨步电压的要求，并结合接地极址土壤气候特性、工程开挖以及
外力因素等进行综合技术经济比较来确定，一般不小于 1.5m。
4.1.7 接地极设计应考虑地下水位的变化，必要时需装设注水装置。
4.2 极址选择
4.2.1 直流接地极址一般应远离人口稠密的城市和乡镇以及地下有较多公共设施的地区。
4.2.2 对预选的接地极址必须进行 20km 范围内的地质、水文调查。调查内容至少包括：
a） 地质结构及各层的厚度。从地面到基岩的深度、基岩的厚度。
b） 海水冲刷情况、有等高线（陆地电极）或等深线（海洋电极）的预选极址地质详图。
c） 在调查资料不全时应进行勘测。
4.2.3 直流接地极设计前要评估接地极对周围环境的影响，为此要调查接地极址周围现有的和规划的输
电线路以及重要的设施。对环境影响的评估可参照金属构筑物防止腐蚀的相关标准及法规。
4.2.4 直流接地极址选择应考虑对周围环境的影响，在预选极址 10km 范围内原则上不宜有地下金属管
道、铁道及有效接地的送变电设施。
4.2.5 直流接地极的极址选择宜通过不少于 3 个不同方案的技术经济比较来确定。
4.3 接地极址大地参数确定
4.3.1 地下水位
接地极址的地下水位可以通过水文地质图查得或在现场通过实地探测获得。
4.3.2 大地电阻率
4.3.2.1 接地极址的大地电阻率一般采用在现场实地注入电流测量的方法测得。
4.3.2.2 现场测量大地电阻率的大地注入电流应为直流电流。
4.3.2.3 测试方法可以用任何传统的大地电阻率测试方法，例如温纳（Wenner）四极法、席兰伯格
（Schlumberger-Palmer）法，也可用不等距四极法（见附录 A）。
4.3.2.4 接地极址大地电阻率的测试深度一般不小于 2km。
4.3.3 土壤温度
4.3.3.1 接地极址区域的土壤温度应调查至少最近两年数据。调查结果应包括最高温度、最低温度和平
均温度数值。这个数值可以从气象部门获得，在缺少数据时应进行实地测量。
4.3.3.2 土壤温度的测量应考虑不同地质条件的测点及不同深度的温度，测量的最小深度应不小于接地
极拟埋设的深度。
4.3.3.3 测量土壤摄氏温度，精确度高于±0.5℃的各种测量装置或温度计均可采用。
4.3.4 土壤热导率
直流接地极址土壤热导率可用现场测量和现场取样实验室测定两种方法中的一种方法来确定。对于
后者，土壤样品获取应考虑接地极址不同位置土壤的典型抽样，土壤取样的最小深度应不小于接地极拟
埋设的深度。各类土壤、雪和冰的热导率见附录 B 表 B.1。
4.3.5 土壤热容率
直流接地极址土壤热容率通常在实验室测定。土壤样品获取与 4.3.4 相同。土壤的热容率见附录 B
表 B.2。在缺少任何测量数值的情况下，可在 1.0×106～1.5×106（平均 1.3×106）J/（m3·℃）的范围内
选用。
4.4 设计标准
4.4.1 直流接地极的持续额定电流、最大过负荷电流和暂态电流都由直流输电系统设计确定。
4.4.2 由于直流输电系统运行条件的变化，接地极的极性可能改变。对于固定极性的接地极设计或两个
接地极的极性不具有几乎相等的几率时，应分别考虑腐蚀的程度及材料损耗的不同。
4.4.3 直流接地极的可靠性应与系统的可靠性一致。
4.4.4 在均匀土壤的情况下，接地极对远处大地的允许电位升高由接地极址的物理性能，即热导率和电
阻率以及允许温升决定，即
4.4.5 接地极温升允许值的确定原则是保证在任何情况下接地极的温度不超过 90℃。当接地极设有温
度报警装置时，该温度值可放宽到 95℃。
4.4.6 接地极接地电阻的设计值由下式确定：
4.4.7 接地极导体表面电流密度一般由材料和防止电渗透来确定，建议将接地极导体表面电流密度控制
在合适范围，但海中和水浸电极不受此限。
4.4.8 陆地接地极在最大暂态电流下，地面最大允许跨步电压应满足下式（本计算式取值见附录 C）的
要求：
4.4.9 接地极在额定电流运行时，水中或陆地直接接地极附近水域中的最大电位梯度不应对水中鱼类的
安全产生影响。
4.5 材料
4.5.1 直流接地极材料选择的基本原则是：来源广泛；加工方便；良好的导电性；耐电腐蚀性强；蚀生
成物无毒，不污染环境；经济性好；使用寿命长。
4.5.2 陆地直流接地极的金属导体需用活性材料充填，以减少腐蚀，延长寿命。回填的活性材料一般是
焦炭（主要是石油焦炭）。其主要成分的含量如下：炭＞95％；硫＜1％；挥发物＜0.5％。物理特性应符
合附录 B 表 B.3 的要求。
4.5.3 直流接地极的材料用量应根据不同电极材料腐蚀不均匀性留有合适的裕度。
5 试验
5.1 一般原则
5.1.1 对高压直流接地极系统进行试验的目的是：
a） 接地极的各种参数应满足设计标准。
b） 接地极系统在最大运行电压下可能引起的跨步电压、接触电势和转移电势是否满足导则的要求。
c） 了解接地极系统对周围地区公用事业系统（供水、电、气、渔政等）的干扰和影响，必要时进
行测量，以校核其是否符合设计要求。
5.1.2 接地极在系统调试前应完成验收试验。
5.1.3 本标准中规定试验项目的时间顺序，在没有特殊说明时可同时或交叉进行。
5.1.4 为了测试人员、仪器和设备的安全，试验中入地电流宜从小到大，分若干档次进行。
5.1.5 在不同入地电流下，重复进行同一试验项目时，应使用同一仪表在相同的位置和方向进行。
5.1.6 全部测试项目宜在 70％～80％和 100％额定电流下各进行 1 次。
5.1.7 整个试验过程中都要根据接地极址及其附近地中电场的特点，采取措施保护测试人员和在试区内
活动人畜的安全。
5.2 外观检查
5.2.1 接地极系统在正式通电试验前应进行外观检查，确认接地极系统的地面部分及其与接地极线路的
连接部件完整无缺、装配安装正确、尺寸符合设计要求后方可进行试验。
5.2.2 清除接地极址及其附近影响正常运行和与测试工作无关的物品，对接地极表面土壤的自然破坏
（冲刷或下陷等）在试验前应进行修复。
5.2.3 检查检测装置和渗水孔，防止堵塞。
5.2.4 检查安全标志和防护遮拦，确认完好无损、标志清晰。
5.3 入地电流
5.3.1 接地极通电后应测量入地总电流，该项工作应在系统调试的整个过程中进行，以便为其他的各项
测试工作提供最基本的参数。
5.3.2 为确定接地极各段元件的电流分布是否均衡，应进行各段馈电元件的电流分布测量工作。测量宜
在试验开始时进行。接地极元件电流分布的均衡度应满足设计要求。
5.3.3 应使用各种直流电流测量仪器和仪表，例如直流互感器、直流钳形电流表和直流分流器等测量入
地电流。直流电流测量仪表的准确度要求为 0.5～1 级。
5.4 接地电阻
5.4.1 直流接地极接地电阻值应符合设计要求。
5.4.2 直流接地极接地电阻测试应采用电流注入法，即电流表-电压表法，不得采用便携式接地电阻测
试仪表。
5.4.3 在测量直流接地电阻时，注入大地电流应为直流电流，不得采用交变电流。这种直流电流可以由
单独试验用直流电源提供，也可用系统运行时经由接地极流散的不平衡电流或是单极大地回路运行（或
试验）时的入地电流。
5.4.4 在采用试验用直流电源时，辅助电流极与接地极的最小距离应大于接地极任意两点间最大距离的
10 倍。此时若不是采用接地极线路作为电流引线，则在测量时，接地极馈流线应与接地极线路断开。测
试布线应参照电力行业标准 DL/T 475。
5.4.5 当采用实际运行中的接地极入地电流测试接地电阻时，对于电压极的布置方向没有限制，电压极
与接地极的距离应大于接地极任意两点间最大距离的 10 倍。
5.4.6 不应在施工后或雨后立即测量接地电阻。
5.4.7 试验过程中，在单极大地回路方式运行前后，对接地极的接地电阻至少应重复测量 1 次，以确定
接地极周围土壤在通电后流散的电流性能是否变化。
5.5 电位分布和电位梯度
5.5.1 在直流接地极试验中应进行接地极电位分布和电位梯度的测量，以确定接地极运行后对周围环境
的影响。
5.5.2 大地电位分布和电位梯度的测量应在接地极的若干不同方向上进行，测量的范围离接地极中心不
少于 10km，并绘出电位分布曲线。
5.5.3 在测量大地的电位分布和电位梯度时，除在接地极附近的测量可以用试验电源向大地注入电流
外，均应在单极大地回路运行方式下进行或者利用双极运行时流入大地的不平衡电流进行测量。
5.5.4 在接地极导体埋设处的地表面附近，电位梯度的测量间距为 1m，在远离接地极而地面电场强度
很小的区域，两个测量电极的间距取决于所使用的测量仪表能否测出有效的读数。
5.5.5 对于重点区域，例如接地极附近人畜常到的地方，测量每个点的电位梯度时要在每个测点相互垂
直的两个方向进行，以便根据矢量相加得到该点电位梯度的大小和方向。
5.5.6 测量前应首先确定地中杂散电流电场的干扰信号强度，并在测试中采用措施加以消除。
5.6 跨步电压、接触电势和转移电势
5.6.1 试验时应测量接地极址附近地面的跨步电压和接触电势，测量应在各个可能的方向进行。测量时
要注意接地极附近的以下位置：
a） 接地极导体正上方地面距接地极导体径向几米处。
b） 地面不平的低洼与潮湿之处。
c） 散流不均匀的接地导体、电流密度大的导体上方地面。
d） 与周围土壤相比，局部土壤电阻率突变的地方。
5.6.2 试验中需测量各种可能的转移电势，并且采取措施限制接触电势可能对人身造成的危害。
5.7 温升
5.7.1 试验时要测量接地极及其附近土壤的温升，测量应在通电前和通电后均持续一段时间连续进行。
通电前的试验如有条件宜在气温最高的季节进行；通电后的试验应保持入地电流稳定，并持续进行直到
测量温度达到稳定为止。
5.7.2 接地极温度的测试点宜选择在接地极表面或回填焦炭与土壤交界面处，且不应少于 5 个测试点，
测试点应尽可能包括接地极各馈流元件和接地极址各土壤突变点。
5.7.3 接地极附近大地温度的测量点宜沿着不同方向和深度设置，限于现场条件，一般测量深度可以接
地极埋深为限。
5.7.4 测量温度的计量单位为℃，精确度为±0.5℃。
5.7.5 宜采用合适的温度测量仪表进行地中温度测量。
6 对周围设施影响的评估与防护
6.1 当所选择的极址在 10km 范围内不能避开地下金属管道、地下电缆、铁道以及电气设备接地装置等
地下金属构件时，应对接地极电流对这些构件产生的腐蚀等不良影响的程度进行评估。未遭腐蚀或干扰
的金属埋设物的土壤电位（相对铜-硫酸铜电极电位）一般在-0.85V～-1.50V 之间，这个数值可作为加
以保护后的金属埋设物对土壤电位的控制标准。如评估结果表明接地极电流所产生的地电位升高及其对
金属构件的腐蚀会影响这些设施的安全运行，则须考虑搬迁或采取适当的保护措施。
6.2 直流接地极电流引起的地电位升高，使其周边有效接地的交流电力变压器的中性点有直流电流流
过，其数值与变压器所处的位置及其电气参数、系统接线、电网接线等有关，在选择极址时应进行模拟
计算，接地极投入运行后进行实地测量。当流过变压器中性点的直流电流超过允许值时，可采用合适的
限制措施。
6.3 交流变压器（包括给电气化铁道的供电变压器和机车牵引变压器）允许通过的直流电流值与其设
计、材料、结构及制造工艺有关。制造厂商宜提供相关的技术要求。如制造厂商不能提供技术要求，变
压器每相绕组的允许直流电流暂定为：单相变压器为额定电流的 0.3％，三相五柱变压器为额定电流的
0.5％，三相三柱变压器为额定电流......
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