【摘 要】±660 kV輸電線路建設(shè)投運(yùn)，充分發(fā)揮了特高壓輸電網(wǎng)的巨大優(yōu)勢，實現(xiàn)了東西部經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢與資源優(yōu)勢的互補(bǔ)。接地極質(zhì)量的優(yōu)劣對確?！?60 kV輸電網(wǎng)安全運(yùn)行意義重大，本文就如何開展接地極施工及質(zhì)量控制做以論述，對今后直流輸電線路建設(shè)中提高接地極施工質(zhì)量，促進(jìn)電網(wǎng)安全運(yùn)行給予指導(dǎo)借鑒。

【關(guān)鍵詞】±660 kV；直流輸電線路；接地極；施工

1 接地極建設(shè)意義

世界首條±660 kV輸電線路建設(shè)投運(yùn)，充分發(fā)揮了特高壓輸電網(wǎng)的巨大優(yōu)勢，實現(xiàn)了東西部經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢與資源優(yōu)勢的互補(bǔ)。直流輸電工程是雙極系統(tǒng)，在一極建成先投產(chǎn)運(yùn)行另一極沒有建成的情況下，或在雙極系統(tǒng)投運(yùn)后，在一極檢修或發(fā)生事故后，另一極則可通過接地極站以大地為回路進(jìn)行運(yùn)行，因此設(shè)置在直流輸電線路兩端的接地極站是直流輸電工程必不可少的組成部分。

本文通過對寧東～山東±660 kV輸電線路工程接地極施工經(jīng)驗總結(jié)，就如何開展好接地極施工及其施工質(zhì)量控制做以論述，進(jìn)而對今后直流輸電線路接地極施工質(zhì)量提高，促進(jìn)電網(wǎng)安全運(yùn)行給予指導(dǎo)借鑒。

2 銀川東接地極簡介

寧東-山東±660 kV直流輸電示范工程銀川東換流站接地極工程，極址位于寧夏吳忠市東南70 km鹽池縣鴉兒溝鄉(xiāng)，西距銀川東換流站48 km，東鄰高沙窩-鴉兒溝柏油公路，南部為浪子溝，西依鞭桿梁，北部為黃記場，極址范圍內(nèi)無任何建構(gòu)筑物，極址區(qū)域地形平坦，地勢開闊，地貌為戈壁灘。

接地極站主要是由導(dǎo)流系統(tǒng)、接地極系統(tǒng)和極站中心設(shè)備區(qū)組成。接地極系統(tǒng)的接地材料鋪設(shè)在直徑為500 m和350 m的同心圓圓環(huán)地下位置，導(dǎo)流系統(tǒng)的電纜分布在將兩個同心圓分成四等份的連線地下，如圖1所示。

3 接地極施工

3.1 接地極站施工前期準(zhǔn)備

3.1.1 接地極施工的前期重點(diǎn)工作是各系統(tǒng)和極站中心設(shè)備區(qū)坐標(biāo)定位準(zhǔn)確和材料擇優(yōu)選擇。由于接地極導(dǎo)流系統(tǒng)、接地極系統(tǒng)所有材料均埋設(shè)于地下較深處，前期重點(diǎn)是根據(jù)設(shè)計圖紙所給的坐標(biāo)，對接地極系統(tǒng)及導(dǎo)流系統(tǒng)所在位置定位放線并設(shè)置好控制輔助樁，在地面畫出需要開挖的溝槽位置。

3.1.2 接地極的主要材料是石油焦炭和金屬饋電元件，兩者的用量龐大，質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響接地極的施工質(zhì)量及運(yùn)行安全，因此對材料的選擇也是前期準(zhǔn)備的一個重要環(huán)節(jié)，重點(diǎn)是選擇合格供應(yīng)商，審核其資質(zhì)，生產(chǎn)能力、生產(chǎn)工藝，運(yùn)輸方式和產(chǎn)品監(jiān)造等方面質(zhì)量保證體系及措施。

3.2 導(dǎo)流系統(tǒng)、接地系統(tǒng)溝開挖

3.2.1 導(dǎo)流系統(tǒng)溝開挖

從極心設(shè)備區(qū)通往內(nèi)、外環(huán)接地系統(tǒng)的導(dǎo)流電纜，埋設(shè)于地下3米深電纜槽內(nèi)，先利用機(jī)械開挖，再人工開挖電纜槽，注意施工過程中留有足夠的坡度，確保施工安全。為保證導(dǎo)流系統(tǒng)與接地極系統(tǒng)聯(lián)接及今后運(yùn)行安全，所有導(dǎo)流電纜均按雙纜設(shè)置，如圖2所示。注意在電纜下料時，從極站中心到內(nèi)環(huán)的八根導(dǎo)流電纜必須等長，從極站中心到外環(huán)的八根導(dǎo)流電纜必須等長，以保證電流在流入或流出極站中心時所遇的電阻相等，電流量一致。

3.2.2 接地系統(tǒng)開挖

構(gòu)成接地系統(tǒng)的饋電元件、焦炭與接地系統(tǒng)電纜均埋設(shè)于地下3.5米處，饋電元件、焦炭同在一槽內(nèi)與接地系統(tǒng)電纜槽相隔1.5米并排設(shè)置，當(dāng)用機(jī)械挖至地下3.2米后，再利用人工開挖焦炭槽及電纜槽，如圖3所示。

3.3 焦炭施工

3.3.1 焦炭在運(yùn)輸過程中應(yīng)包裝良好，不受雨淋保持焦炭干燥、干凈，不能有雜物混入焦炭，施工過程中必須使用潔凈的工具（如鐵鍬、運(yùn)輸車）。

3.3.2 在鋪設(shè)焦炭之前，用彩條布覆蓋兩邊開挖坡面，避免土塊從邊坡上滾落至焦炭槽污染焦炭，如果焦炭槽內(nèi)有水，應(yīng)提前用水泵將積水抽干，清除淤泥和雜物，保持炭槽干燥、干凈。

3.3.3 焦炭溝鋪設(shè)焦炭時，先將焦炭槽填入一半厚度焦炭，并對填入焦炭夯實，再放入高硅鉻鐵棒，當(dāng)高硅鉻鐵棒放入后再填入另一半焦炭并夯實，夯實時防止用力過大，使高硅鉻鐵棒在焦炭槽內(nèi)移動或?qū)⒏吖桡t鐵棒打斷。

3.3.4 焦炭夯實采用分層夯實，不得有空隙和水泡，夯實程度應(yīng)在1040kg/m3～ 1100kg/m3，之間（干焦炭）。對每層填入焦炭應(yīng)取樣送到試驗室進(jìn)行干密度測試，在焦炭達(dá)到設(shè)計要求的密度后才能回填。

3.4 焦炭表面回填

焦炭表面應(yīng)用潔凈的細(xì)土回填，注意回填土的高度應(yīng)在300mm以上，由于后續(xù)還有電纜熔接工作在其周圍，可有效防止將成型好的焦炭破壞。

3.5 高硅鉻鐵棒使用及安裝

3.5.1 所有使用到工程中的高硅鉻鐵棒在使用前必須逐根用直流電阻儀對其電阻值進(jìn)行測試，與廠家提供的最大電阻值進(jìn)行比對，電阻值超標(biāo)的高硅鉻鐵棒一率不得使用。

3.5.2 高硅鉻鐵棒選擇與安裝，高硅鉻鐵棒統(tǒng)一長為1.5米，區(qū)別在于其端部帶的銅芯電纜，電纜長度分別為12米，10米、8米、6米的4種，施工時每8根高硅鉻鐵棒為一組，每組由2根帶12米，10米、8米、6米銅芯電纜的高硅鉻鐵棒組成，相互間距為0.5米，將8根高硅鉻鐵棒的銅芯電纜統(tǒng)一相對安裝，如圖4所示。

3.5.3 高硅鉻鐵棒性脆，施工時應(yīng)輕拿輕放，避免高硅鉻鐵棒斷裂，安裝時必須放在焦炭中央，最大允許偏差不大于±10mm。

3.6 電纜鋪設(shè)

在展放過程中應(yīng)保證電纜不受外力破壞，電纜鋪設(shè)前要對電纜的絕緣性進(jìn)行測試，展放后直接放在電纜槽內(nèi)。

3.7 熱熔焊接前準(zhǔn)備工作及注意事項

3.7.1 電纜熱熔焊接是一項重要工序，必須由具備相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)焊接公司進(jìn)行焊接，所采用的焊接模具與藥粉應(yīng)當(dāng)是一個廠家為宜，這對焊接質(zhì)量有一定的保證。

3.7.2 因各種焊接點(diǎn)的面積不同，焊藥的劑量必須嚴(yán)格計算，防止出現(xiàn)焊藥過少造成焊接不牢或焊藥過多將電纜燒斷現(xiàn)象。在正式焊接前必須對三種焊法分別做焊前試件，并進(jìn)行破壞性試驗，檢查內(nèi)部焊接質(zhì)量。

3.7.3 所有熱熔焊接的模具全部為石墨制成，每天在使用前必須對其進(jìn)行內(nèi)部加熱除濕，可有效防止焊接時產(chǎn)生的氣泡留存在焊接頭內(nèi)部，每次使用完畢后應(yīng)用毛刷乘熱將模具內(nèi)的焊渣清理干凈，防止下次焊接時焊頭內(nèi)出現(xiàn)氣泡、夾渣現(xiàn)象。

3.7.4 由于熱熔焊接是瞬間放熱，產(chǎn)生近3000度高溫，焊接時應(yīng)設(shè)安全隔離區(qū)，施工人員操作時保持與焊接點(diǎn)的安全距離，防止被銅熔液燙傷。

3.8 電纜與饋電棒細(xì)纜尾焊接

以八根饋電棒電纜尾為一組要與接地系統(tǒng)電纜焊接在一起，在接地系統(tǒng)電纜上每16米劃一個焊接印記，在印記處將電纜絕緣層剝至中間的銅芯處，將8根饋電棒纜尾細(xì)銅線絕緣層剝離，并在主纜上一起進(jìn)行熱熔焊接，注意要將八根饋電棒纜尾均勻布置在接地系統(tǒng)電纜上。

3.9 焊接完畢后電阻值測試

所有焊接點(diǎn)焊接完成后應(yīng)對焊點(diǎn)兩側(cè)銅線進(jìn)行電阻值測量，焊點(diǎn)兩側(cè)的電阻值不應(yīng)大于同等母線電阻值，否則要重新焊接。

3.10 X拍片

待所有焊接點(diǎn)全部焊接完畢后，應(yīng)請具備資質(zhì)的金屬探傷試驗單位對每個焊接點(diǎn)進(jìn)行X光拍片探傷試驗，以檢查焊接點(diǎn)內(nèi)是否有氣泡和夾渣等明顯缺陷，不合格的應(yīng)重新焊接，注意在X射線拍片時，應(yīng)將試驗點(diǎn)周圍人員撤離到安全區(qū)域，防止X射線對人員造成輻射危害。

3.11 環(huán)氧樹脂包裹

所有的焊接點(diǎn)應(yīng)加工與之配套的PVC管模具，PVC管模具長度應(yīng)長于被割破電纜絕緣層兩邊各4cm，直徑大于電纜直徑6cm，并用調(diào)配好的環(huán)氧樹脂注入模具內(nèi)，填充嚴(yán)實，確保對割破電纜有良好的絕緣保護(hù)作用。

3.12 蓋板安裝

待全部焊接點(diǎn)包裹完畢，用細(xì)土將電纜直埋，并在電纜頂部加蓋預(yù)制好的水泥蓋板，保護(hù)電纜不受外力破環(huán)。

3.13 滲水井、檢測井定位回填

當(dāng)?shù)叵陆固亢碗娎|施工完畢后，根據(jù)設(shè)計提供的各滲水井和檢測井井位坐標(biāo)，進(jìn)行定位，在地面將各井位控制樁打好后進(jìn)行極環(huán)溝回填，回填前應(yīng)將準(zhǔn)備好的模具提前放置在定位點(diǎn)上，注意在回填過程應(yīng)分層夯實，特別是模具周圍的回填土，確保滲水井和檢測井地基牢固。

3.14 滲水井內(nèi)分層回填

按設(shè)計圖紙要求對滲水井內(nèi)進(jìn)行分層回填，最底層將粗粒焦炭首先倒入井內(nèi)，達(dá)到設(shè)計高度后再填入其他不同直徑的石料。

3.15 檢測井內(nèi)檢測管的設(shè)置

檢測井內(nèi)檢測管為直徑100的PE管，在安裝前先用經(jīng)緯儀將其安裝位置定位好，并保證三根管彼此間的間距同時保證三根管順直且垂直于地面。

3.16 檢測井、滲水井混凝土施工

所有回填土全部回填完畢后，便可進(jìn)行地上滲水井和檢測井井壁混凝土澆筑施工，施工重點(diǎn)與一般的混凝土施工一致。

3.17 極站設(shè)備安裝與電纜頭制作

極站設(shè)備主要有電抗器和電容器及匯流排組成，設(shè)備安裝與電纜頭制作與一般電氣施工一致，施工重點(diǎn)注意事項不再重復(fù)。

3.18 極站性能測試

極站全部建設(shè)完畢后應(yīng)請具備測試資質(zhì)的單位對接地極站性能進(jìn)行檢測，主要測試接地極線路直流電阻，接地極接地電阻，饋電電纜分流，最大跨步電壓和接觸電壓等5項試驗，通過測量獲得實測值與設(shè)計比較，考核接地極是否滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)束語

接地極是近年來直流輸電線路施工中的一個重要組成部分，通過對寧東～山東±660kV輸電線路工程接地極施工經(jīng)驗總結(jié)，就如何開展好接地極施工及其施工質(zhì)量控制做以論述，進(jìn)而對后期±660kV輸電線路建設(shè)中提高接地極施工質(zhì)量，促進(jìn)電網(wǎng)安全運(yùn)行給予指導(dǎo)借鑒。

[責(zé)任編輯：楊揚(yáng)]