ETAP接地网系统模块的简单应用

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接地部分，计算公式的参数相对多，影响因素复杂，GB 50065、BS 7430和IEEE Std80中均提到了软件辅助计算。

写在前面

ETAP，1986年诞生于美国。

任何软件只是一个工具，工具存在的意义是提高生产力。

具体到ETAP，我常常为他强大的功能感到惊叹，当得知他是为在MS-DOS操作系统上使用而开发时，更是惊叹。

像这样的软件我们何时可以有一个自己的，独立知识产权的。

这不单纯要求一群计算机专业的优秀选手，还需要一群优秀的电气专业的好手，背后还需要强有力的规范标准支撑，以及与其他平台的接口兼容协调配合，最重要的是行业的需求认可及国力科研的持续输出，这并不简单。

除了ETAP这种综合性的全周期的方案、设计、分析、运维、操作软件，还有一些辅助设计软件，或者说小工具。

施耐德的Ecodial，ABB的e-Design（DOC），这两个我是用过的，据说西门子也有自己的，另外，还有法国的eleccalc，德国的照明软件Dialux，瑞士的光伏设计软件PVsys。

我们为何没有自己的，或者让其他国家也来用我们的？

究其根本，一个重要原因是我们国内的项目不太强调计算书，就没有这种自动计算辅助设计软件需求的沃土，供需关系自然决定了市场。

另外，设计费原地踏步好多年，但设计行业环境却（此处省略......），设计人有原始的动力去研究怎么出计算书吗？

基于以上，对这些软件的了解，就是纯兴趣。至少我是这样的，我把ETAP当作个玩具，可能与我本身是计算机专业的有关，个人对软件和程序是有天然的喜爱。

另外，通过软件可以更进一步理解标准和电气原理，算是时刻准备着，万一有朝一日也能做上冬奥场馆设计这样的项目呢？

虎年遇上冬奥会，用ETAP软件分析场地照明供配电系统的可靠性

最后，有些时候确实是因为有需求而去使用，譬如潮流、短路这些最常用的模块，有的项目其实是要算一算的。

一个软件，会用和不会用之间，其实就隔着一本软件说明书。以前，ETAP的Help文档是英文版，可能对一部分人稍微有点门槛。

但随着施耐德的收购，以及越来越多的在电力设计行业的推广，中文版及汉化肯定会越来越好。

软件的使用没什么，关键是背后的原理，譬如接地模块的算法之一，IEEE Std80，我之前接触的很少，但通过ETAP软件，我就想要去了解。

正文

ETAP接地模块早有耳闻，但我一直没怎么用过。

最近一段时间，在思考PME系统与TT系统接地装置的间距的问题时，突然冒出个大胆的想法：

用ETAP模拟接地装置，生成电位梯度分布图，计算出地表故障电位，以此为方法，验证TN和TT系统的间距（GB规定20米，而BS标准要求10米）。

下面简要介绍建模步骤、遇到的问题及问题的解决：

接地网的插入，放在母线上和不放母线上都可以算，若放在母线上时，导入故障电流时，该故障电流即为母线位置处的。

ETAP提供了两种接地网计算方法，一种为IEEE Std80，另一个是有限元法（FEM）。这两种算法有区别。

IEEE Std80法，只能算接触电压和跨步电压的限值，接地网形状只能是矩形等常规形状，并且只能计算一个接地网；

有限元法，可以计算任意点的绝地电位、接触电压和跨步电压，异形接地网，多个接地网。

我下面要说的都是有限元法。

计算方法的选择

接地网可以在ETAP中手画，但不易操作，最好的办法是从CAD导入，需要先加载一个菜单，用Menuload命令，这个菜单的作用是，把CAD里面画的接地网转化成ETAP可导入的xml文件。

这时候，如下文件夹中可能显示为空，会误认为没有这个菜单或者安装错误。只需要选择所有文件(*.*)，一般就可以看到了，选择这个文件夹下面的任何一个文件都可以加载上。

然后，画完接地网，当需要转化文件格式时，一般会提示没有安装VBA，

安上VBA之后，刚才的提示就没有了，但仍有如下问题，

默认是一个D盘的路径，不做更改的话，会提示找不到命令，需要在命令行输入格式转化程序的实际安装路径。

另外，CAD绘制接地网的时候水平接地极的埋深，如0.8米，需要提前设置好，否则导入到ETAP中以后，每根接地极的Z坐标需要一个一个改，很麻烦。

注意这个深度，移动的时候不能输入-0.8，而要输入0.8，因为etap接地系统中，埋深0.8米，z坐标为正的0.8。

此外，一个视频中说接地极不要用PL线，而要用line，L命令，否则导入etap后容易出线Z坐标不对的情况。

另外，垂直接地极用circle画圈就可以，直径不需要跟实际相符，导入后，可在etap里设置。

导出之前的这个对话框，最后那个offset，x、y轴的偏移量默认就是5、5，不要尝试修改，因为即使改了，也还是5、5

接地网导入之后，在案例编辑器中，故障电流可以自定义，也可以先运行短路分析，把计算结果导入到接地案例中。

接地的案例编辑器，可定义故障电流及持续时间、分流系数、人体体重等

所有这些参数在IEEE Std80中都有定义。其中，有一个参数比较好玩——体重，胖子的人体耐受电流比瘦子要高。

这项研究是美国加州大学的Dalziel做出的，也就是GB 50065中说的国外学者，

IEEE Std 80中Dalziel的学术成就，他对人体电流效应和接地的研究做出了很大贡献

最后就可以，运行计算了。

计算结果以图形化显示，每一个点都可以显示计算结果，还可出具计算书，如下图：

五颜六色很是好玩，3D图还能旋转跳跃。

本文完。

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