摘要:通過對(duì)地網(wǎng)設(shè)計(jì)和施工中存在問題的分析,按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程的要求,提出了解決問題的一些意見和建議。
關(guān)鍵詞:接地網(wǎng);設(shè)計(jì);施工;接地電阻
通過貫徹和學(xué)習(xí)GB/T17949·1-2000、DL/T621-1997,與以往接地網(wǎng)設(shè)計(jì)施工方面的一些做法進(jìn)行比較,在許多技術(shù)問題上還有較大的差距,存在不少誤區(qū),需要進(jìn)行糾正,現(xiàn)說明如下:
1 地網(wǎng)設(shè)計(jì)
1.1 地網(wǎng)設(shè)計(jì)中存在的問題
設(shè)計(jì)時(shí)只給一張總體布置圖及其簡(jiǎn)要說明,對(duì)土壤電阻率、入地電流等重要參數(shù)的取值既沒有提供設(shè)計(jì)計(jì)算說明書,也不知道如何得到,在這種情況下設(shè)計(jì)出來的地網(wǎng)電阻值,其可信度很低。
總體布置圖當(dāng)作竣工圖紙給運(yùn)行單位是不妥的,因?yàn)閷?shí)際施工中有不少改動(dòng),是不可能做到橫平、豎直的,拐彎的增減的都存在。
總體布置圖只畫出主干線,一些特殊設(shè)備的接地線如何連接,如電纜溝(要求一米以外有一主干線,每隔10~15米與電纜溝地線相連)主變中性點(diǎn)接地地點(diǎn)(要求有2根引下線引到不同的主干線連接)等與主干線的連接點(diǎn)在何處,應(yīng)當(dāng)在圖上標(biāo)示出來。
總體布置圖未考慮設(shè)備密集區(qū)的接地線連接,如開關(guān)、CT、刀閘都是排成一列,可往往中間無主干線,連到遠(yuǎn)處主干線,耗費(fèi)材料,又增大了接地引下線的長(zhǎng)度,影響接地效果,施工中會(huì)帶來一些問題,宜臨時(shí)增加1~2條主干線,而照?qǐng)D施工的人就不管這么多了。
控制室,高壓室及穿墻套管的接地網(wǎng)無單獨(dú)的接地設(shè)計(jì)圖,運(yùn)行單位無從查起,不知道引入了幾條主干線,也不知道主干線是否穿過房子地下。
防雷設(shè)施的接地也沒有在圖上標(biāo)示,只在大概的位置畫了幾個(gè)垂直接地極,而實(shí)際施工時(shí)到底往哪一側(cè)布置,還要看附近設(shè)備情況,既不能靠近路,也不能太靠近設(shè)備(特別是端子箱和電纜溝),由于沒有圖,施工人員往往隨意布置而造成不合理,不安全。
變電站引外和金屬管道引內(nèi)接地的措施也常常未加考慮,設(shè)計(jì)上未采取任何措施和說明。
總之,只有一張總布置圖是不行的,對(duì)上述這些部位應(yīng)有分圖,并與土建、設(shè)備基礎(chǔ)的施工圖互相銜接起來,且要求房屋基礎(chǔ)鋼筋,設(shè)備基礎(chǔ)鋼筋與地網(wǎng)主干線連通,以提高接地效果。
1.2 對(duì)地網(wǎng)設(shè)計(jì)的建議和要求
關(guān)于入地短路電流的計(jì)算
按DL/T621-1997標(biāo)準(zhǔn)中的計(jì)算公式
I=(Imax-In)(1-Ke1)和I=In(1-Ke2)并取兩式中較大值,式中I為入地短路電流,即通過地網(wǎng)進(jìn)行散流的電流。
Imax為接地短路時(shí)的最大接地短路電流。
In為發(fā)生最大接地短路電流時(shí),流往變電站主變接地的中性點(diǎn)的短路電流,當(dāng)該站運(yùn)行中變壓器中性點(diǎn)不接地時(shí),該電流實(shí)際上不存在,上述公式可簡(jiǎn)化為I=Imax(1-Ke1)
Ke1為站內(nèi)短路時(shí),與變電站地網(wǎng)相連的所有避雷線的分流系數(shù),應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值和實(shí)際情況做相應(yīng)的增減。
Ke2為站外接地時(shí),避雷線向兩側(cè)的分流系數(shù),一般取0.18。
取值時(shí)還應(yīng)考慮至少10年的發(fā)展規(guī)劃,需乘以1.2~1.5的系數(shù)。另外,有些站由于地形及地質(zhì)構(gòu)造的原因,散流比較困難,例如在山區(qū),土壤電阻率不均勻,還應(yīng)乘以散流系數(shù)1.25。
關(guān)于土壤電阻率ρ的取值和測(cè)試方法
ρ是決定地網(wǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù),選站址時(shí),就應(yīng)當(dāng)考慮該處的土質(zhì)情況。ρ的取值,不能僅取表層土壤的ρ,應(yīng)取從地面至深度為地網(wǎng)等效半徑之內(nèi)的平均土壤電阻率,同時(shí)還應(yīng)知道各層土壤的ρ,作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。
關(guān)于接地電阻值的要求
長(zhǎng)期以來存在一種觀點(diǎn),即對(duì)接地裝置的評(píng)估指標(biāo)只提到接地電阻,認(rèn)為只要接地電阻小于0.5Ω地網(wǎng)就是合格的,足以保證安全運(yùn)行。在實(shí)際工作中,往往簡(jiǎn)單地追求這一指標(biāo),不惜任何代價(jià),一定要把接地電阻降到0.5Ω以下,這種想法和做法是錯(cuò)誤的。
按DL/T621-1997的規(guī)定,R≤2000/I即:IR≤2000(V)
實(shí)際情況是,不少變電站的地電位升高后不能滿足低于2000V的要求,所以DL/T621-1997中提出,當(dāng)接地電阻不符合上述要求時(shí),可根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,增大接地電阻,但不得大于5Ω。
微機(jī)保護(hù)要求不得大于1Ω,所以對(duì)微機(jī)保護(hù)還要采取一系列其它措施,如鋪設(shè)接地銅排等。
關(guān)于地網(wǎng)中垂直接地極及深井接地極的布置
在地網(wǎng)中間采用垂直接地極是被水平接地極屏蔽的,對(duì)改善接地電阻作用不大,垂直接地極只對(duì)某些設(shè)備的散流效果起加強(qiáng)作用,因此,除避雷器、構(gòu)架避雷針、變壓器中性點(diǎn),消弧線圈中性點(diǎn)等要增設(shè)垂直接地極外,其余地方有一次設(shè)備的可適當(dāng)裝一些,而地網(wǎng)邊沿一圈可多裝垂直接地極,提高散流效果,相當(dāng)于擴(kuò)大了地網(wǎng)的面積,減少接地電阻。
同理,如果搞深井接地,也應(yīng)安放在地網(wǎng)邊沿,效果才好,安放于地網(wǎng)中間時(shí),由于水平接地極的屏蔽作用,其效果大減。
關(guān)于接地極的熱穩(wěn)定校驗(yàn)
熱穩(wěn)定校驗(yàn)中按流過接地線的短路電流穩(wěn)定值進(jìn)行,與前述(1)中所述入地電流不同,指的就是Imax,不存在分流問題,所以設(shè)備的接地引下線截面應(yīng)大于地網(wǎng)主干線截面,因到主干線后至少會(huì)向兩側(cè)分流,但考慮到地下主干線易腐蝕,及采購(gòu)鋼材的規(guī)格不宜過多,一般地下主干線與接地引下線都用同一規(guī)格,但必須符合下式要求的截面積;Sg≥Ig/c·√te,式中的te,為簡(jiǎn)化起見對(duì)110kV及以上系統(tǒng)取1s,對(duì)35kV及以下取2s,
2 地網(wǎng)施工安裝
由于施工人員素質(zhì)等各種原因,地網(wǎng)施工的質(zhì)量往往難以保證,會(huì)出現(xiàn)虛焊、斷開、串聯(lián)接地現(xiàn)象,甚至引下接地線不接到主網(wǎng)干線等也有可能發(fā)生。為防止上述事件的發(fā)生,關(guān)鍵是地網(wǎng)檢查試驗(yàn)要由專業(yè)人員去認(rèn)真進(jìn)行通斷檢查,做好中間驗(yàn)收和竣工驗(yàn)收,發(fā)現(xiàn)不合格及時(shí)返工,才能保證施工質(zhì)量。
應(yīng)注意的問題:
關(guān)于設(shè)備的接地方式,接地引下線扁鐵應(yīng)與底座相連接,也應(yīng)與設(shè)備的接地端子連接,且接地端子有多少孔都要用上,才能保證接觸良好且截面足夠。
地網(wǎng)四角應(yīng)做成圓弧型,曲率半徑不小于一個(gè)小網(wǎng)格間距的一半。
主干線水平接地極應(yīng)豎直放置,減少水沉積于寬面上使銹蝕加快。
根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),電纜溝內(nèi)的接地扁鐵是最容易銹斷的,施工中可將扁鐵埋入水泥中,在需焊支架及與主網(wǎng)相連處加焊一小塊扁鋼,以增加焊點(diǎn)厚度,焊后清除干凈焊渣,并刷上防銹漆。
控制室內(nèi)的接地應(yīng)形成環(huán)網(wǎng),主網(wǎng)干線穿過控制室時(shí),應(yīng)從兩側(cè)都往樓上引接地線,蓋房子宜將高壓室、控制室的基礎(chǔ)鋼筋與接地主干線連接,可改善接地效果。
穿墻套管的接地宜在室外,且每組套管的接地線都要引至主干線,對(duì)運(yùn)行人員和屋內(nèi)二次設(shè)備都比較安全。
按照接地線應(yīng)便于檢查的要求,宜在接地網(wǎng)的兩條主干線上(長(zhǎng)寬兩個(gè)方向)的網(wǎng)格交叉點(diǎn)上作永久性標(biāo)記。
一次設(shè)備的接地引下線不得往電纜溝接地扁鐵連接,也不宜懸空穿越電纜溝。
接地網(wǎng)水平接地極鋪設(shè)后,回填土?xí)r,底下一定要用干凈的原土,不得將碎石,臟土填到下部。
結(jié)束語(yǔ)
一方面,接地網(wǎng)的質(zhì)量好壞直接決定著生產(chǎn)設(shè)備能否安全穩(wěn)定運(yùn)行和人身是否安全。另一方面,接地網(wǎng)的施工又是整個(gè)基建工程的基礎(chǔ)部分。所以必須對(duì)相關(guān)規(guī)程深刻理解、認(rèn)真把握,做好設(shè)計(jì)和施工,從源頭上把握好工程質(zhì)量。
作者簡(jiǎn)介:黃凱(1974-)男,本科,工程師,1996年畢業(yè)于南方冶金學(xué)院工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè),一直從事電力生產(chǎn)運(yùn)行工作。