電力行業(yè)標準《高壓直流接地極技術導則》

ICS

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備案號：DL

中華人民共和國電力行業(yè)標準

DL/TXXXXX—202X

高壓直流接地極技術導則

（征求意見稿）

TechnicalGuideofHVDCEarthElectrodeSystem

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實施

國家能源局發(fā)布

DL/TXXXXX—202X

前??言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。

本文件代替DL/T437-2012《高壓直流接地極技術導則》，與DL/T437-2012相比，除結構調整和編輯性

改動外，主要技術變化如下：

a）章節(jié)及內容進行了重新編排和大幅調整。

b）對接地極設計的部分邊界條件進行了調整，如跨步電壓的考核工況、額定電流最大持續(xù)時間、接地

極設計壽命。

c）對接地極的一些重要技術指標進行了澄清和完善，如明確了接地電阻限值的應用前提條件，明確了

水中電位梯度和電極溢流密度等指標的具體限值。

d）補充增加了一些新的內容，如新的接地極型式（共用接地極、垂直/深井接地極、海洋接地極等）、

深層大地電阻率的測量、接地極在線監(jiān)測、電極結構布置與饋流系統(tǒng)等相關的規(guī)定和要求。

e）更改了接地極對周邊埋地油氣管道影響的評估方法、評估指標及限值。

f）刪除了諸多已過時和不合理條款。

請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。

本文件由中國電力企業(yè)聯合會提出。

本文件由電力行業(yè)高壓直流輸電技術標準化技術委員會歸口。

本文件主要起草單位：

本文件參與起草單位：

本文件主要起草人：

本文件參與起草人：

本文件自生效之日起替代DL/T437-2012。

本標準的歷次版本發(fā)布情況為：

——1991年首次發(fā)布DL/T437-1991；

——2012年第二次發(fā)布DL/T437-2012；

——本次為第二次修訂。

本文件在執(zhí)行過程中的意見或建議反饋至中國電力企業(yè)聯合會標準化管理中心（北京市白廣路二條一

號，100761）。

2

DL/TXXXXX—202X

高壓直流接地極技術導則

1范圍

本標準規(guī)定了高壓直流接地極設計、試驗、運行維護中的一般原則、技術要求與方法，以及對周邊設

施影響的評估與防護。

本標準適用于單極和雙極運行的高壓直流輸電系統(tǒng)兩端接地極系統(tǒng)，不適用于換流站接地網。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

下列文件中的條款通過本文件的引用而成為本文件的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修

改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本規(guī)范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本

規(guī)范。

GB/T17949.1接地系統(tǒng)的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測量導則第1部分：常規(guī)測量

DL/T475接地裝置特性參數測量導則

DL/T2026高壓直流接地極監(jiān)測系統(tǒng)通用技術規(guī)范

DL/T5224高壓直流輸電大地返回運行系統(tǒng)設計技術規(guī)定

T/CSEE0305-2022高壓直流接地極對周邊埋地鋼質油氣管道影響評估技術規(guī)范

IEC/TS62344Designofearthelectrodestationsforhigh-voltagedirectcurrent(HVDC)links-General

guidelines

CIGRE675GeneralguidelinesforHVDCelectrodedesign

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

高壓直流接地極系統(tǒng)（簡稱接地極系統(tǒng)）HVDCearthelectrodesystem

在高壓直流輸電系統(tǒng)中，為實現正常運行或故障時以大地或海水作電流回路運行而專門設計和建造的

一組裝置的總稱。它主要由接地極線路、接地極饋流線和接地極組成。

3.2

直流接地極DCearthelectrode

放置在大地或海中，由若干組接地導體和活性填充材料組成的可持續(xù)地為直流系統(tǒng)傳遞直流電流的接

地裝置。

3.3

接地極線路electrodeline

1

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連接換流站中性母線與接地極饋流線的線路。

3.4

接地極饋流線earthelectrodefeederline

接地極和接地極線路之間的電氣連接線。它可以只含饋電電纜也可以含架空分支線加饋電電纜。

3.5

高壓直流系統(tǒng)的地電流groundcurrentofHVDCSystem

在高壓直流系統(tǒng)中，通過大地或海水從一個換流器的端子流向另一個換流器的端子的任一種極性的電

流。該電流是一種有意施加的電流，而不是故障和泄漏電流。

3.6

接地極址electrodesite

接地極所在地理位置。

3.7

額定電流ratedcurrentundermonopolarmode

高壓直流系統(tǒng)單極運行輸送額定功率時的電流。

3.8

最大過負荷電流maximumoverloadcurrent

換流閥在最高環(huán)境溫度下，冷卻設備投入運行時可連續(xù)輸送的最大負荷電流。

3.9

最大暫態(tài)電流maximumtransientovercurrent

當系統(tǒng)發(fā)生擾動時，在幾秒鐘時間內流過接地極的平均最大電流。

3.10

不平衡電流unbalancecurrent

雙極直流系統(tǒng)運行時兩極的電流之差。對于雙極對稱運行方式，由于觸發(fā)角和設備參數的差異，有不

平衡電流流過，其值大小可由系統(tǒng)自動控制在額定電流的1%或10A以內。當雙極不對稱運行時，流過接地

極的電流為兩極運行電流之差。

3.11

接地電阻earthingresistance

接地極對大地無窮遠處的電阻。

3.12

跨步電壓steppotential

當高壓直流接地極運行時，人體兩腳接觸該地面上水平距離為1m的任意兩點間的電位差。

3.13

接觸電勢touchpotential

當高壓直流接地極運行時，在地面上離導電的金屬物件等水平距離為1m處，與沿金屬物件離地面以上

垂直距離為1.8m處兩點間的電位差。

3.14

轉移電勢transferpotential

接地極運行時，人站在接地極附近地面觸摸由遠方接入的接地導體，或人站在遠處的地面觸摸由極址

接地附近引出的接地導體時所承受的電壓。轉移電勢為一種特殊情況下的接觸電勢，其最大可能出現的值

為接地極電位升。

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4直流接地極設計

4.1一般要求

4.1.1直流接地極的設計應使其在各種入地電流工況下安全可靠地運行，將接地極溫升、接地電阻、跨步電

壓、接觸電勢和轉移電勢、溢流密度等各項技術參數限制在允許范圍內。

4.1.2直流接地極的設計應滿足對周邊電力設施、埋地油氣管道、鐵路及通信設施等環(huán)境影響的技術要求。

4.1.3直流接地極的設計壽命應與使用該接地極的換流站相同，一般不宜少于40年。

4.1.4直流接地極的額定電流、最大過負荷電流、最大暫態(tài)電流等設計輸入條件應根據直流輸電系統(tǒng)的成套

設計確定。

4.1.5直流接地極額定電流最長持續(xù)時間，宜根據直流輸電系統(tǒng)的運行需求和接地極的建設條件綜合考慮確

定。如無特殊需求，對于雙極一次建成投產的直流系統(tǒng)，一般宜取20~60天。

4.1.6對于共用接地極，設計接地極的入地電流應綜合權衡使用該接地極的多個換流站同時發(fā)生同極性單極

大地運行的概率及可能造成的影響嚴重程度進行合理選取。一般情況下，校核跨步電壓和電纜截面時，可

取其中兩個換流站額定電流之和的最大值；其它計算，可取其中一個換流站的最大額定電流和剩余換流站

的不平衡電流之和。

4.2技術指標及限值

4.2.1接地電阻

a）對于長期以單極大地或不平衡方式持續(xù)運行的直流接地極（最長持續(xù)運行時間大于接地極的熱時間

常數），其接地電阻設計值應滿足式（1）的要求。

2

1ρe

Re2λm(θmaxθc)（1）

Idρm

式中：Re——接地極對無窮遠處的接地電阻,Ω；

Id——接地極長時間流入大地的入地電流，A。

λm——接地極埋設處的土壤等效熱導率，W/(m·°C)。

θmax——設計允許的最高接地極溫度，°C。

θc——土壤自然最高溫度，°C。

ρm——接地極埋設處的土壤等效電阻率，Ω·m。

ρe——極址整體大地等效電阻率，Ω·m。

b）對于僅短期以單極大地或不平衡方式持續(xù)運行的直流接地極（最長持續(xù)運行時間遠小于接地極的熱

時間常數），其允許接地電阻較上述公式（1）確定的值可顯著提高。此時，在校核接地極的溫升和跨步電

位差分別滿足4.2.2和4.2.3的要求后，其接地電阻可不作具體限定。

4.2.2溫升

在額定電流及其最長持續(xù)時間的作用下，直流接地極任意點的最高溫度不得超過所在位置的水的沸點。

水的沸點應計及海拔和水壓的影響。

4.2.3跨步電壓

在最大2h過負荷電流下，接地極地面最大允許跨步電壓應滿足下式（本計算式取值見附錄A）的要求：

（）

Usp7.420.318s2

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式中：Esp——最大允許跨步電壓，V；

ρs——極址表層土壤電阻率，Ω·m。

4.2.4接觸電勢與轉移電勢

a）對于極址區(qū)域公眾可接觸到的地上金屬體，如中心設備區(qū)的金屬構架、支柱、大門金屬，以及農民

設置的金屬大棚、圍欄等設施，在最大2h過負荷電流下，接觸電勢與轉移電勢應不大于7.42+0.008ρs。

b）在最大2h過負荷電流下，接地極對附近的通信、信號電纜等設施產生的轉移電勢不宜超過60V。

4.2.5溢流密度

a）對于陸地直流接地極，應限制焦炭與土壤接觸面處最大電流密度，以防止電滲透效應。在土壤中水

分含量較少的情況下，額定電流下的最大面電流密度不應超過1A/m2；在土壤中水分含量較多的情況下或

對于垂直型接地極，最大面電流密度取值應按水的壓力進行修正。

b）對于海洋直流接地極，當電極布置在海水中時，溢流密度一般不宜超過6~10A/m2，但若電極周圍

設置有圍欄防止人員和海洋生物進入后，溢流密度的允許值可提高至40~50A/m2；當電極布置在海岸邊時，

溢流密度可按不超過7A/m2控制。

4.2.6水中電位梯度

接地極在額定電流運行時，靠近接地極附近水域中的最大電位梯度不宜大于1.25V/m。

4.3極址選擇

4.3.1直流接地極極址的選擇應計及接地極線路長度、極址技術條件、極址周邊設施狀況和地方發(fā)展規(guī)劃等

因素，按安全可靠、經濟合理、對環(huán)境影響小的原則確定。

4.3.2直流接地極極址一般宜選在地形開闊、平坦，以及土壤水分充足、電阻率較低的地方。

4.3.3直流接地極選址時，應遠離人口稠密的城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)，并盡量對接地或埋地的公共設施進行避讓。原則

上極址10km范圍內不宜有大型埋地油氣管道和有效接地的發(fā)變電站等設施。如確實難以避開時，應預估其

影響及考慮后期的治理措施。

4.3.4如換流站周圍不遠處有在以往工程中已經建成的，并經實測證實對周圍設施影響不大或影響程度尚可

接受的其它接地極，新建接地極的選址可優(yōu)先向該接地極方向靠攏。條件具備時，也可采用與其共用接地

極或極址的方案。

4.3.5在換流站距離海岸線較近的地方，如條件或政策允許，可優(yōu)先采用海洋接地極方案。

4.3.6確定備選極址后，應對極址周邊的電力設施、埋地油氣管道、通信電纜、鐵路等進行充分地調查收資，

其中電力設施（含變電站、發(fā)電廠、換流站及線路等）的收資范圍應不小于50~100km，埋地油氣管道的收

資范圍應不小于50km，其它設施的收資范圍應不小于10km。對于深層土壤電阻率特別高的極址，經評估

后收資的范圍宜進一步擴大。

4.3.7在對周圍設施收資的同時，還應對每個備選極址開展不小于10km范圍內的地形地貌、水文氣象等自

然條件調查，并參照4.4中的方法和要求對極址土壤結構和電阻率進行勘測，以評估極址是否能滿足接地極

本體設計參數的要求和對周邊設施的影響程度。對于難以滿足要求的，應重新進行選址。

4.4大地參數確定

4.4.1地下水位

接地極址的地下水位可以通過水文地質圖查得或在現場通過實地探測獲得。

4.4.2大地電阻率

a）接地極址的大地電阻率一般應通過在現場實地測量獲得。

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b）極址淺層土壤電阻率（大約2km深度范圍內）宜采用四極電測深法進行測量，測量電極可采用溫納

（Wenner）等間距布置，也可采用席蘭伯格（Schlumberger-Palmer）或其它不等間距布置，具體可參見GB/T

17949.1。測量時，注入大地的電流信號應為直流電流，最大測量極距宜不小于1000m。

c）極址深層大地電阻率（一般可達100km）宜采用大地電磁勘探（MT）法進行測量。測量時，應避

開周圍可能的干擾源，測量采樣時間應不少于48h。

d）必要時宜開展極址注流試驗，采用電位擬合法對四極法和MT法測得的試驗數據進行驗證和修正，

以獲得盡可能準確的土壤模型。注流試驗和電位擬合法的具體步驟可參見附錄B。

e）對于垂直或深井接地極，還應同時采用鉆孔的方式進行地質勘探，探明極址土壤類型、巖土分層以

及沿井深的土壤電阻率分布等。鉆孔的深度不宜小于所設計的接地極最大深度。

f）對于海岸接地極或靠近海岸的海水/海塘接地極，除了需測量海水的電阻率外，還應測量附近岸上的

土壤電阻率。測量方法也可采用四極法，但應考慮海水對測量結果的影響，采用復合分層模型進行土壤反

演建模。

4.4.3土壤溫度

a）接地極址區(qū)域的土壤溫度應調查至少最近兩年數據。調查結果應包括：最高溫度、最低溫度和平均

溫度數值。這個數值可以從氣象部門獲得，在缺少數據時應進行實地測量。

b）土壤溫度的測量應考慮不同地質條件的測點及不同深度的溫度，測量的最小深度應不小于接地極擬

埋設的深度。

c）測量土壤攝氏溫度，精確度高于±0.5℃的各種測量裝置或溫度計均可采用。

4.4.4土壤熱導率

直流接地極址土壤熱導率可用現場測量和現場取樣實驗室測定兩種方法中的一種方法來確定。對于后

者，土壤樣品獲取應考慮接地極址不同位置土壤的典型抽樣，土壤取樣的最小深度應不小于接地極擬埋設

的深度。各類土壤、雪和冰的熱導率見附錄C表C.1。

4.4.5土壤熱容率

直流接地極址的土壤熱容率確定，通常在實驗室測定。土壤樣品獲取與4.4.4相同。土壤的熱容率見附

錄C表C.2。在缺少任何測量數值的情況下，可在1.0×106～1.5×106（平均1.3×106）J/（m3·℃）的范圍內

選用。

4.5電極形狀與布置

4.5.1直流接地極的形狀選取應以最大限度地實現電流分布均衡為指導原則，盡量采用對稱結構的布置。具

體宜根據極址地形與地質條件，通過技術經濟比較及綜合考慮后擇優(yōu)確定。

4.5.2如果極址足夠平坦和寬闊，宜優(yōu)先選擇水平單圓環(huán)形布置。如果計算證明不合適，下一步可選擇同心

雙圓環(huán)布置，內環(huán)與外環(huán)的直徑之比應通過計算進行優(yōu)化，一般宜在0.7~0.85之間。如雙圓環(huán)仍然難以滿

足要求，可進一步增加同心圓環(huán)的數量，但建議不超過3個，以降低屏蔽效應。

4.5.3如果由于場地條件限制而不能采用圓環(huán)形接地極，則可根據地形條件采用類圓環(huán)形電極（如橢圓形、

跑道形）或不規(guī)則形狀的電極。此時，在彎曲部位應盡量增大曲率半徑，使電極過渡平滑。

4.5.4在地形崎嶇的情況下（如峽谷或湖泊），可以使用水平線性排列。在這種情況下，可以在末端安裝一

個尺寸合適的環(huán)形電極，以降低末端的溢流密度。如果幾十到幾百米深度的土壤電阻率很低，也可采用垂

直或者深井接地極。

4.5.5在極址占地面積受到限制的情況下，可采用緊湊型接地極或分體式接地極。此時，可通過在導流系統(tǒng)

中串入均流電阻器來均衡電極上的電流分布，以提高極址的利用效率。

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4.5.6如采用海洋直流接地極方案，宜通過綜合權衡技術經濟性和施工、運維的便捷性，在海岸接地極、海

塘接地極和海水接地極3種之間擇優(yōu)選擇，其具體電極布置可參考IEC/TS62344和CIGRE675。

4.5.7直流接地極埋深應根據跨步電壓的要求，并結合接地極址土壤氣候特性、工程開挖量以及外力因素等

進行綜合技術經濟比較來確定。水平埋設的陸地接地極一般宜在1.5m~5m之間。

4.6接地極結構與材料

4.6.1直流接地極的電極結構一般宜由饋電元件和周圍填充活性材料構成。

4.6.2饋電元件材料選取的基本原則是經濟性好、導電性優(yōu)良、耐腐蝕性強、不污染環(huán)境。陸地接地極一般

宜選用碳鋼、高硅鉻/鑄鐵或石墨，海洋接地極除以上3種材料外，還可選用鍍鉑鈦/鈮或MMO。

4.6.3回填的活性材料一般宜采用煅燒石油焦炭，其主要成份含量應滿足：炭>95%；硫<1%；揮發(fā)物<0.5%。

物理性能應符合附錄B表B.3的要求。

4.6.4直流接地極的饋電元件尺寸選擇應根據不同電極材料的腐蝕特性留有合適的裕度，其截面積計算可參

考DL/T5224。

4.7饋流系統(tǒng)

4.7.1接地極線路匯入極址中心母線后，應設置接地極饋流線，將入地電流較均勻地導入到饋電元件并泄入

大地。

4.7.2饋流線的截面積應通過計算各導流支路中的電流大小來確定，其載流量應滿足當其中一根饋流線退出

時，不影響其它饋流線的安全運行。

4.7.3接地極饋流線的絕緣水平應滿足過電壓防護的要求。采用電纜饋流線時，饋電電纜的絕緣水平不應低

于6kV；采用架空饋流線時，宜使用兩片一般直流懸式絕緣子。

4.7.4饋電電纜的金屬護套在靠近導流管母的一側應做好絕緣包裹，不得直接連接中心設備區(qū)的金屬構架。

4.8輔助設施

4.8.1為了監(jiān)控接地電極的運行狀態(tài)，宜在引流電纜處設置能夠檢測接地極溫度和濕度的檢測井，也可根據

需要設置接地極在線監(jiān)測系統(tǒng)。接地極在線監(jiān)測系統(tǒng)的相關功能和要求可參見DL/T2026。

4.8.2對于垂直/深井接地極或海岸接地極，應設置排氣裝置，以避免運行過程中產生的氣體形成氣阻效應而

影響電極散流。

4.8.3設計時宜視接地極極址含水條件的變化情況，可選擇裝設注水裝置。

5直流接地極試驗

5.1一般原則

5.1.1接地極安裝完成后，在系統(tǒng)投入運行前應進行接地極驗收試驗和系統(tǒng)調試試驗。

5.1.2接地極試驗的內容一般應包括外觀檢查、電流分布、接地電阻、電位分布、跨步電壓、接觸電勢和轉

移電勢測量等。如果系統(tǒng)調試過程中允許電流長時間流入接地極，還宜開展接地極溫升測量。

5.1.3本文件中規(guī)定的試驗項目的時間順序，在沒有特殊說明時可同時或交叉進行。

5.1.4為了測試人員、儀器和設備的安全，試驗中的入地電流宜從小到大，分若干檔次進行。

5.1.5在不同的入地電流下，重復進行同一試驗項目時，應使用同一儀表在相同的位置和方向進行。

5.1.6全部測試項目宜在70%～80%和100%額定電流下各進行1次。

5.1.7整個試驗過程中都應根據接地極址及其附近地中電場的特點，采取措施保護測試人員和試區(qū)內活動的

人畜的安全。

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5.2外觀檢查

5.2.1接地極系統(tǒng)在正式通電試驗前應進行外觀檢查，確認接地極系統(tǒng)的地面部分及其與接地極線路的連接

部件完整無缺、裝配安裝正確、尺寸符合設計要求后方可進行試驗。

5.2.2清除接地極址及其附近影響正常運行和測試工作的無關物品，對接地極表面土壤的自然破壞（沖刷或

下陷等）在試驗前應進行修復。

5.2.3檢查檢測裝置和滲水孔，防止堵塞。

5.2.4檢查安全標志和防護遮攔，確認完好無損，標志清晰。

5.3電流分布測試

5.3.1接地極通電后應測量入地總電流，該項工作應在系統(tǒng)調試的整個過程中進行，以便為其它的各項測試

工作提供最基本的參數。

5.3.2為確定接地極各段元件的電流分布是否均衡，應進行各段饋電元件的電流分布測量工作。測量宜在試

驗開始時進行。

5.3.3應使用各種直流電流測量儀器和儀表，例如直流互感器、直流鉗形電流表和直流分流器等測量入地電

流。直流電流測量儀表的準確度要求為0.5～1級。

5.4接地電阻測試

5.4.1直流接地極接地電阻測試應采用電流注入法，即電流表—電壓表法，不得采用便攜式接地電阻測試儀

表進行測量。

5.4.2在測量直流接地電阻時，注入大地電流應為直流電流，不得采用交變電流。這種直流電流可以由單獨

試驗用直流電源提供，也可用系統(tǒng)運行時經由接地極流散的不平衡電流或是單極大地回路運行時的入地電

流。

5.4.3在采用試驗用直流電源時，輔助電流極與接地極的最小距離應大于接地極任意兩點間最大距離的10

倍。此時若不是采用接地極線路作為電流引線，則在測量時，接地極饋流線應與接地極線路斷開。測試布

線可參照電力行業(yè)標準DL/T475。

5.4.4當采用實際運行中的接地極入地電流測試接地電阻時，對于電壓極的布置方向沒有限制，電壓極與接

地極的距離應大于接地極任意兩點間最大距離的10倍。

5.4.5不應在施工后或雨后，立即測量接地電阻。

5.5電位分布和電位梯度測試

5.5.1在直流接地極試驗中應進行接地極電位分布和電位梯度的測量，以確定接地極運行后對周圍環(huán)境的影

響。

5.5.2大地電位分布和電位梯度的測量應在接地極的若干不同方向上進行，測量的范圍離接地極中心不少于

10km，并繪出電位分布曲線。

5.5.3在測量大地的電位分布和電位梯度時，除在接地極附近的測量可以用試驗電源向大地注入電流外，均

應在單極大地回路運行方式下進行或者利用雙極運行時流入大地的不平衡電流進行測量。

5.5.4在接地極導體埋設處的地表面附近，電位梯度的測量間距宜為1m，在遠離接地極而地面電場強度很

小的區(qū)域，兩個測量電極的間距宜取決于所使用的測量儀表能否測出有效的讀數。

5.5.5測量前應首先確定地中雜散電流電場的干擾信號強度，并在測試中采用措施加以消除。

5.6跨步電壓、接觸電勢和轉移電勢測試

5.6.1試驗時應測量接地極址附近地面的跨步電壓和接觸電勢，測量應在各個可能的方向進行。測量時要注

重接地極附近的以下位置：

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a）接地極導體正上方地面距接地極導體徑向幾米處。

b）地面不平的低洼與潮濕之處。

c）散流不均勻的接地導體、電流密度大的導體上方地面。

d）與周圍土壤相比，局部土壤電阻率突變的地方。

5.6.2試驗中需測量各種可能的轉移電勢，并且采取措施限制接觸電勢可能對人身造成的危害。

5.7溫升測試

5.7.1試驗時要測量接地極及其附近土壤的溫升，測量應在通電前和通電后均持續(xù)一段時間連續(xù)進行。通電

前的試驗如有條件宜在氣溫最高的季節(jié)進行。

5.7.2接地極溫度的測點宜選擇在接地極表面或回填焦炭與土壤交界面處，且不應少于5個測試點，測試點

應盡可能包括接地極各饋流元件和接地極址各土壤突變點。

5.7.3接地極附近大地溫度的測量點宜沿著不同方向和深度設置，限于現場條件，一般測量深度可以接地極

埋深為限。

5.7.4測量溫度的計量單位采用℃，精確度為±0.5℃。

5.7.5宜采用合適的溫度測量儀表進行地中溫度測量。

6直流接地極運行維護

6.1巡視與維護

6.1.1直流接地極投入運行后應定期開展接地極的檢查巡視，其周期在投運初期宜為每2個月一次，一年后

宜為每6個月1次。

6.1.2應檢查回填土的沉陷情況。若沉陷過多，應繼續(xù)回填，以保證接地極元件離地面的高度。但回填土也

不得高于附近地面，以免影響雨水在接地極表面土壤的匯聚。

6.1.3應檢查接地極的礫石滲水處，發(fā)現有污泥等雜物堵塞滲水孔，應及時清除。

6.1.4應檢查入地電纜及接頭、桿塔基礎及安全警告標志等是否完好，發(fā)現異常，應及時處理。

6.1.5應檢查極址中心設備區(qū)的隔離開關、電抗器、電容器以及接地極在線監(jiān)測設備等是否運行良好，若發(fā)

現安全隱患，應及時處理。

6.2接地參數測量與監(jiān)測

6.2.1直流接地極投入運行后應定期開展接地極的特性參數測量，測量的內容與測量方法可參照本文件第5

部分進行。

6.2.2饋電電纜的電流分布宜每年開展1次，接地電阻、跨步電壓等其它參數可每3年開展1次。測量可在

換流站的年度檢修期間進行。

6.2.3對于裝有在線監(jiān)測系統(tǒng)的接地極，在運行過程中若出現單極大地運行工況，應通過監(jiān)測系統(tǒng)實時收集

接地極的電流分布、溫度等運行數據。

6.2.4對于極址為旱地的接地極，在接地極采用單極大地回路運行期間宜關注接地極運行狀況，必要時宜進

行觀測井水位測量。

6.2.5在有單極大地回路運行的年份，應注意對周圍環(huán)境與生態(tài)影響的資料的收集。

6.3開挖與腐蝕檢查

6.3.1接地極在設計壽命內每10年，設計壽命外每5年以及接地極每運行設計壽命的1/3安時數后可進行一

次局部開挖檢查，以確定接地極地下部分（饋電元件、連接電纜、接頭等）的運行狀況。

8

DL/TXXXXX—202X

6.3.2如在對接地極參數測量或監(jiān)測過程中發(fā)現異常情況，懷疑接地極地下部分出現故障時，應進行針對性

地開挖檢查。

6.3.3開挖檢查點的數量宜不少于4處，選點應盡量分散并涵蓋不同方向和不同土質狀況。

6.3.4開挖檢查的位置宜選擇溢流密度較大（如饋電電纜入地處、極環(huán)曲率半徑較小處等）或上次開挖檢查

腐蝕比較嚴重處。

6.3.5開挖后應對饋電元件的尺寸進行測量，并結合陽極運行安時數對饋電元件的剩余腐蝕壽命進行計算評

估。若發(fā)現饋電元件尺寸不滿足要求，應及時更換或進行接地極改造。

7對周邊設施影響的評估與防護

7.1埋地油氣管道

7.1.1直流接地極對附近油氣管道的影響評估，一般宜包括對管道產生的腐蝕、對管道操作人員的人身安全

和對管道設備損傷等方面。

7.1.2評估對管道的腐蝕影響，不宜單獨以單極大地運行下管道的極化電位（如-0.85V~-1.2V）或者極化電

位偏移值（如100mV）作為直接評價指標，而應根據接地極單極大地或不平衡運行的電流及持續(xù)時間，計

算管道沿線最大的年平均腐蝕速率，一般不宜大于0.03mm/a。

7.1.3評估對管道人身安全和設備損傷的影響，宜以管道通電電位作為評價指標。在直流接地極的額定電流

下，受影響范圍內管道任一位置的通電電位應滿足人身安全允許限值的要求。一般在干燥環(huán)境中不應超過

70V，在潮濕環(huán)境中不應超過35V。同時，在管道上產生的管地電位差不應造成管道閥室引壓管的打火放電，

不應造成陰保恒電位儀、排流器、絕緣卡套等設備設施的損壞。

7.1.4管道受到直流接地極干擾影響程度超過以上允許限值時，應采取適當的防護措施。

7.1.5高壓直流接地極對埋地油氣管道影響的具體評估方法及相關要求可參見T/CSEE0305。

7.2變壓器直流偏磁

7.2.1直流接地極電流引起的地電位升高，使其周邊有效接地的交流電力變壓器的中性點有直流電流流過而

可能產生直流偏磁，其數值與變壓器所處的位置及其電氣參數、系統(tǒng)接線，電網結線等有關，在選擇極址

時應進行模擬計算，接地極投入運行后進行實地測量。

7.2.2交流變壓器（包括電氣化鐵道的供電變壓器和機車牽引變壓器）允許通過的直流電流值與其設計、材

料、結構及制造工藝有關。制造廠商宜提供相關的技術要求。如制造廠商不能提供技術要求，變壓器每相

繞組的允許直流電流可按如下考慮：單相變壓器為額定電流的0.3%，三相五柱變壓器為額定電流的0.5%，

三相三柱變壓器為額定電流的0.7%。

7.2.3當流過變壓器中性點的直流電流超過允許值時，應對其采用中性點電容隔直或電阻限流的直流偏磁治

理措施。

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附錄A

（資料性附錄）

地面最大允許跨步電壓

根據直流電流從人的兩腳間通過人體，腳（趾）感到輕微刺痛感覺時的電流值作為人體允許通過的直

流電流限值，推薦直流接地極地面最大允許跨步電壓由式（A.1）確定

EI(R2R)

mdb0(A.1)

式中:

Em為地面最大允許跨步電壓，V/m；

Id為直流電流通過人體時的感知電流，A；

Rb為人體直流電阻，Ω；

R0為一只腳與地面的接觸電阻，Ω。

根據我國1028例人體樣本的試驗研究結果，得到我國人體直流電阻值和直流感知電流值的分布。結合

我國直流工程實際運行情況，推薦在計算直流接地極地面最大允許跨步電壓時，人體電阻和感知電流取值

均按小于5%的風險概率考慮，分別取1400Ω和5.3mA，一只腳赤腳站在大地上的接觸電阻數值上按3ρS考

慮，代入公式(C.1)中，得到地面最大允許跨步電壓計算式:

Em7.420.0318s(A.2)

式中:

表層土壤電阻率，。

s——Ω·m

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附錄B

（資料性附錄）

接地極極址注流試驗與電位擬合法

接地極極址的注流試驗和電位擬合法可適用于土壤參數分布復雜（如有山、湖泊、溝渠等）地區(qū)，和

數百米至數公里深處的土壤電阻率值測量。

注流試驗與電位擬合法測量大地電性參數可按下列步驟執(zhí)行：

第一步：現場模擬試驗。在被試極址合適位置安裝一個小型模擬電極（建議采用圓環(huán)形），在遠離模擬

電極（宜不小于10km）的地方安裝一個輔助電極，租用附近配電線路，將其中的一相或兩相，串入試驗電

源后連接兩個試驗電極，另一相留作測量電位用。試驗時，給模擬電極注入一定值（宜大于5A）的直流電

流，同時在模擬電極至兩電極中點間測量電位升。電位測點數目應足夠多，使測得的電位分布曲線有良好

的連續(xù)性。

第二步：反演擬合。先應根據試驗得到的電位分布曲線及形狀，同時結合極址地區(qū)地質資料，估計出

極址土壤電阻率參數分層，給出初值；然后（采用計算機）計算與模擬試驗相同測點的電位。通過不斷修

改初值，直到理論計算與模擬試驗結果相吻合或比較吻合，此時的給定初值即可作為極址土壤電阻率參數

設計計算電性模型。

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附錄C

（資料性附錄）

熱導率、熱容率和焦炭要求

表C.1各類土壤、雪和冰的熱導率

熱導率（W/(m·℃)）熱導率（W/(m·℃)）

物質名稱物質名稱

干濕干濕

砂0.271.85黑色耕種土（冰凍）0.181.13

帶淤泥及粘土的砂0.431.90褐色底土（冰凍）0.081.20

細末砂質壤土0.332.30黃褐色底土（冰凍）0.100.82

粉砂壤土0.370.88帶砂及淤泥的礫石0.552.55

帶砂的黏土0.421.95致密堆積的雪0.23

火山土0.130.62冰（0℃）2.22

表C.2土壤的熱容率

熱容率×106J/（m3·℃）

土壤名稱

干50%濕飽和度100%濕飽和度

砂1.262.133.01

黏土1.002.223.43

腐殖土0.632.183.77

表C.3接地極石油焦碳的物理特性

電阻率（當容重為1.1g/cm3）＜0.3Ω·m

容重0.9～1.1

比重2g/cm3

孔隙率45%～55%

熱容率＞1J/（cm3·℃）

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目??次

目??次...............................................................................................................................................................1

前??言...............................................................................................................................................................2

1范圍.................................................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件.............................................................................................................................................1

3術語和定義.....................................................................................................................................................1

4直流接地極設計.............................................................................................................................................3

5直流接地極試驗.............................................................................................................................................6

6直流接地極運行維護.....................................................................................................................................8

7對周邊設施影響的評估與防護.....................................................................................................................9

附錄A（資料性附錄）地面最大允許跨步電壓..................................................................................10

附錄B（資料性附錄）接地極極址注流試驗與電位擬合法..............................................................11

附錄C（資料性附錄）熱導率、熱容率和焦炭要求..........................................................................12

1

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高壓直流接地極技術導則

1范圍

本標準規(guī)定了高壓直流接地極設計、試驗、運行維護中的一般原則、技術要求與方法，以及對周邊設

施影響的評估與防護。

本標準適用于單極和雙極運行的高壓直流輸電系統(tǒng)兩端接地極系統(tǒng)，不適用于換流站接地網。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

下列文件中的條款通過本文件的引用而成為本文件的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修

改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本規(guī)范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本

規(guī)范。

GB/T17949.1接地系統(tǒng)的土壤電阻率、接地阻抗和地面電位測量導則第1部分：常規(guī)測量

DL/T475接地裝置特性參數測量導則

DL/T2026高壓直流接地極監(jiān)測系統(tǒng)通用技術規(guī)范

DL/T5224高壓直流輸電大地返回運行系統(tǒng)設計技術規(guī)定

T/CSEE0305-2022高壓直流接地極對周邊埋地鋼質油氣管道影響評估技術規(guī)范

IEC/TS62344Designofearthelectrodestationsforhigh-voltagedirectcurrent(HVDC)links-General

guidelines

CIGRE675GeneralguidelinesforHVDCelectrodedesign

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

高壓直流接地極系統(tǒng)（簡稱接地極系統(tǒng)）HVDCearthelectrodesystem

在高壓直流輸電系統(tǒng)中，為實現正常運行或故障時以大地或海水作電流回路運行而專門設計和建造的

一組裝置的總稱。它主要由接地極線路、接地極饋流線和接地極組成。

3.2

直流接地極DCearthelectrode

放置在大地或海中，由若干組接地導體和活性填充材料組成的可持續(xù)地為直流系統(tǒng)傳遞直流電流的接

地裝置。

3.3

接地極線路electrodeline

1

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連接換流站中性母線與接地極饋流線的線路。

3.4

接地極饋流線earthelectrodefeederline

接地極和接地極線路之間的電氣連接線。它可以只含饋電電纜也可以含架空分支線加饋電電纜。

3.5

高壓直流系統(tǒng)的地電流groundcurrentofHVDCSystem

在高壓直流系統(tǒng)中，通過大地或海水從一個換流器的端子流向另一個換流器的端子的任一種極性的電

流。該電流是一種有意施加的電流，而不是故障和泄漏電流。

3.6

接地極址electrodesite

接地極所在地理位置。

3.7

額定電流ratedcurrentundermonopolarmode

高壓直流系統(tǒng)單極運行輸送額定功率時的電流。

3.8

最大過負荷電流maximumoverloadcurrent

換流閥在最高環(huán)境溫度下，冷卻設備投入運行時可連續(xù)輸送的最大負荷電流。

3.9

最大暫態(tài)電流maximumtransientovercurrent

當系統(tǒng)發(fā)生擾動時，在幾秒鐘時間內流過接地極的平均最大電流。

3.10

不平衡電流unbalancecurrent

雙極直流系統(tǒng)運行時兩極的電流之差。對于雙極對稱運行方式，由于觸發(fā)角和設備參數的差異，有不

平衡電流流過，其值大小可由系統(tǒng)自動控制在額定電流的1%或10A以內。當雙極不對稱運行時，流過接地

極的電流為兩極運行電流之差。

3.11

接地電阻earthingresistance

接地極對大地無窮遠處的電阻。

3.12

跨步電壓steppotential

當高壓直流接地極運行時，人體兩腳接觸該地面上水平距離為1m的任意兩點間的電位差。

3.13

接觸電勢touchpotential

當高壓直流接地極運行時，在地面上離導電的金屬物件等水平距離為1m處，與沿金屬物件離地面以上

垂直距離為1.8m處兩點間的電位差。

3.14

轉移電勢transferpotential

接地極運行時，人站在接地極附近地面觸摸由遠方接入的接地導體，或人站在遠處的地面觸摸由極址

接地附近引出的接地導體時所承受的電壓。轉移電勢為一種特殊情況下的接觸電勢，其最大可能出現的值

為接地極電位升。

2

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4直流接地極設計

4.1一般要求

4.1.1直流接地極的設計應使其在各種入地電流工況下安全可靠地運行，將接地極溫升、接地電阻、跨步電

壓、接觸電勢和轉移電勢、溢流密度等各項技術參數限制在允許范圍內。

4.1.2直流接地極的設計應滿足對周邊電力設施、埋地油氣管道、鐵路及通信設施等環(huán)境影響的技術要求。

4.1.3直流接地極的設計壽命應與使用該接地極的換流站相同，一般不宜少于40年。

4.1.4直流接地極的額定電流、最大過負荷電流、最大暫態(tài)電流等設計輸入條件應根據直流輸電系統(tǒng)的成套

設計確定。

4.1.5直流接地極額定電流最長持續(xù)時間，宜根據直流輸電系統(tǒng)的運行需求和接地極的建設條件綜合考慮確

定。如無特殊需求，對于雙極一次建成投產的直流系統(tǒng)，一般宜取20~60天。

4.1.6對于共用接地極，設計接地極的入地電流應綜合權衡使用該接地極的多個換流站同時發(fā)生同極性單極

大地運行的概率及可能造成的影響嚴重程度進行合理選取。一般情況下，校核跨步電壓和電纜截面時，可

取其中兩個換流站額定電流之和的最大值；其它計算，可取其中一個換流站的最大額定電流和剩余換流站

的不平衡電流之和。

4.2技術指標及限值

4.2.1接地電阻

a）對于長期以單極大地或不平衡方式持續(xù)運行的直流接地極（最長持續(xù)運行時間大于接地極的熱時間

常數），其接地電阻設計值應滿足式（1）的要求。

2

1ρe

Re2λm(θmaxθc)（1）

Idρm

式中：Re——接地極對無窮遠處的接地電阻,Ω；

Id——接地極長時間流入大地的入地電流，A。

λm——接地極埋設處的土壤等效熱導率，W/(m·°C)。

θmax——設計允許的最高接地極溫度，°C。

θc——土壤自然最高溫度，°C。

ρm——接地極埋設處的土壤等效電阻率，Ω·m。

ρe——極址整體大地等效電阻率，Ω·m。

b）對于僅短期以單極大地或不平衡方式持續(xù)運行的直流接地極（最長持續(xù)運行時間遠小于接地極的熱

時間常數），其允許接地電阻較上述公式（1）確定的值可顯著提高。此時，在校核接地極的溫升和跨步電

位差分別滿足4.2.2和4.2.3的要求后，其接地電阻可不作具體限定。

4.2.2溫升

在額定電流及其最長持續(xù)時間的作用下，直流接地極任意點的最高溫度不得超過所在位置的水的沸點。

水的沸點應計及海拔和水壓的影響。

4.2.3跨步電壓

在最大2h過負荷電流下，接地極地面最大允許跨步電壓應滿足下式（本計算式取值見附錄A）的要求：

（）

Usp7.420.318s2

3

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式中：Esp——最大允許跨步電壓，V；

ρs——極址表層土壤電阻率，Ω·m。

4.2.4接觸電勢與轉移電勢

a）對于極址區(qū)域公眾可接觸到的地上金屬體，如中心設備區(qū)的金屬構架、支柱、大門金屬，以及農民

設置的金屬大棚、圍欄等設施，在最大2h過負荷電流下，接觸電勢與轉移電勢應不大于7.42+0.008ρs。

b）在最大2h過負荷電流下，接地極對附近的通信、信號電纜等設施產生的轉移電勢不宜超過60V。

4.2.5溢流密度

a）對于陸地直流接地極，應限制焦炭與土壤接觸面處最大電流密度，以防止電滲透效應。在土壤中水

分含量較少的情況下，額定電流下的最大面電流密度不應超過1A/m2；在土壤中水分含量較多的情況下或

對于垂直型接地極，最大面電流密度取值應按水的壓力進行修正。

b）對于海洋直流接地極，當電極布置在海水中時，溢流密度一般不宜超過6~10A/m2，但若電極周圍

設置有圍欄防止人員和海洋生物進入后，溢流密度的允許值可提高至40~50A/m2；當電極布置在海岸邊時，

溢流密度可按不超過