徐啟程

中鐵建電氣化局集團(tuán)南方工程有限公司電力事業(yè)部

高鐵電力10kv配電所接地網(wǎng)施工工法

徐啟程

中鐵建電氣化局集團(tuán)南方工程有限公司電力事業(yè)部

新建石武客運(yùn)專線鄭州至武漢(湖北段)鐵路客運(yùn)專線站后四電工程范圍內(nèi)電力供電系統(tǒng)含有10kv配電所2座(大悟10kv配電所、蔡店10kv配電所)；在配電所施工建設(shè)過程中配電所的防雷接地(網(wǎng))系統(tǒng)目前屬于的關(guān)鍵點(diǎn)、難點(diǎn)、熱點(diǎn)問題，其可靠性直接影響設(shè)備運(yùn)行安全。

工法；配電；工藝

1.前言

本工法著重介紹10kv配電所室內(nèi)水平接地線和室外環(huán)形接地母線制作工法。室內(nèi)水平接地線采用50×5接地銅排進(jìn)行各設(shè)備室間環(huán)形聯(lián)接，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)各設(shè)備形成等電位網(wǎng)；銅排間采用螺栓連接，再由配電所室內(nèi)水平接地線引出至室外接地母線與大地相接，形成一個(gè)室內(nèi)外雙環(huán)形接地網(wǎng)從而達(dá)到防雷接地的穩(wěn)定性。

配電所位于平原地區(qū)，當(dāng)?shù)氐耐寥罏樯惩?，土壤干燥，土層很厚，土壤電阻率高。所以必須采用低電阻、?dǎo)電好的銅材且應(yīng)選擇最牢固的焊接方式，所以室外接地母線采用火泥熱熔導(dǎo)體連接法，這是一種較為普遍的新型導(dǎo)體連接方法。對(duì)接地網(wǎng)銅材連接具有很強(qiáng)的應(yīng)用性。

2.工法特點(diǎn)

2.1 科學(xué)、合理，施工進(jìn)度快，縮短工期。

2.2 施工過程中采用較為先進(jìn)的施工工具及材料，保證了工程安裝質(zhì)量、減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省了人工，施工效率顯著提高。

2.3 接地極連接采用熱熔焊接技術(shù)，采用搪錫防腐；保證了連接牢固性，保障工程安裝質(zhì)量。

3.工藝原理

3.1 本工法核心重點(diǎn)工藝

接地母線采用火泥熔接，火泥熔接(熱焊接)是放熱熔接的一種，是利用化學(xué)反應(yīng)(燃燒)時(shí)產(chǎn)生的超高熱來完成熔接的。火泥熔接法由于化學(xué)反應(yīng)速度非?？?僅數(shù)秒)，產(chǎn)生熱量極高，且通過?？琢鞯饺劢硬课?，熔接部位瞬間熔化冷卻凝固，無需其它任何外加熱能，故金屬導(dǎo)體的連接是最佳的方法。使用火泥熔接時(shí)，必須使用特制的鑄模作工具，此鑄模是用耐高溫的半永久性的石墨加工制成，通常稱為熔模。熔模由模穴、注入孔、熔接室等組成。根據(jù)所要熔接的不同形狀選擇不同熔模。

3.2 火泥熔接法完成的接地母線連接頭特點(diǎn)

接點(diǎn)為分子結(jié)合，沒有接觸面，更沒有機(jī)械性壓力，因此，不會(huì)松弛或腐蝕；具有較大散熱面積，因此通電能力與導(dǎo)體相同；(3)熔點(diǎn)與導(dǎo)體相同，因此能承受大電流沖擊，不至熔斷；(4)抗張力強(qiáng)于導(dǎo)線。

3.3 接地母線間連接采用方式

3.3.1 室內(nèi)水平接地線采用銅排-50×5；

3.3.2 室內(nèi)水平接地線50×5銅排間連接采用M8×30鍍鋅螺栓連接；

3.3.3 室內(nèi)50×5銅排與各設(shè)備扁鋼間采用鍍鋅螺栓連接；

3.3.4 室內(nèi)50×5銅排與設(shè)備基礎(chǔ)槽鋼間采用鍍鋅螺栓連接；

3.3.5 室內(nèi)50×5銅排與電力電纜鋼凱接地銅編織帶間采用編制帶壓接鼻子后用鍍鋅螺栓與銅排相連接；

3.3.6 室外環(huán)形接地母線采用銅排-50×5，接地極采用鍍鋅角鋼L50×5 L=2500mm；

3.3.7 室外環(huán)形接地母線與室內(nèi)50×5銅排采用熱焊接；

3.3.8 室外接地母線與接地極采用熱焊接。

4.材料與設(shè)備

配電所接地網(wǎng)施工主要材料詳見表1。

表1 主要材料表

客專10kv配電所接地網(wǎng)施工主要機(jī)具設(shè)備詳見表2。

表2 主要機(jī)具設(shè)備表

5.質(zhì)量控制

5.1 執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

5.1.1 《高速鐵路電力施工技術(shù)指南》鐵建設(shè)【2010】241號(hào)。

5.1.2 《高速鐵路電力工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》 TB10757-2010

5.1.3 接地裝置安裝 國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集03D501-4

5.2 施工質(zhì)量控制和檢查重點(diǎn)

5.2.1 母排、配件加工：采用母排煨彎機(jī)進(jìn)行接地銅排加工。銅排受力部位應(yīng)抹上黃油，減少機(jī)械摩擦力，然后進(jìn)行彎制。在冷彎處理后須再涂1層防腐漆。彎曲后成品應(yīng)檢查扁鋼的彎曲部位是否有裂紋或扁鋼已斷裂等現(xiàn)象，如有，則重新彎制。

5.2.2 接地極埋設(shè)：接地極扁鋼頂面埋深1m。經(jīng)監(jiān)理檢查合格，同意隱蔽后方可進(jìn)行回填，回填土不得夾有石塊及建筑垃圾，另外回填土應(yīng)分層回填并夯實(shí)。

5.2.3 焊渣清潔：接地體焊接部位應(yīng)清掉焊碴，清理干凈后作防腐處理。由項(xiàng)目部技術(shù)員、質(zhì)檢員、監(jiān)理工程師等共同檢查驗(yàn)收，執(zhí)行隱蔽驗(yàn)收記錄，留存影像資料，合格后方可進(jìn)行回填隱蔽。

5.2.4 接地測(cè)量：對(duì)接地網(wǎng)電阻進(jìn)行測(cè)量，不大于1歐姆，并做好記錄。當(dāng)電阻無法滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，采取相應(yīng)降阻措施。

5.2.5 防氧化：接地極焊接處冷卻后將兩端外延各100mm以內(nèi)的氧化層、殘留的焊藥、焊渣清理干凈， 銅排對(duì)接熱焊處使用搪錫進(jìn)行防氧化處理。

6.安全措施

6.1 施工中應(yīng)遵循以下安全規(guī)則

6.1.1 鐵路施工技術(shù)安全規(guī)則(TBJ404—87)。

6.2 電焊作業(yè)安全注意事項(xiàng)

6.2.1 電焊作業(yè)人員必須持證上崗，焊接時(shí)必須按照技術(shù)要領(lǐng)進(jìn)行作業(yè)。

6.2.2 由于火泥熔接時(shí)產(chǎn)生大量的熱量，所以絕不能在易燃易爆場(chǎng)所施工；

6.2.3 火泥熔接作業(yè)要隨身配帶滅火器，以備緊急情況使用；

6.2.4 在室外、溝坑等不平地方作業(yè)時(shí)，告別要注意保證熔接部分的工具、材料固定牢固，以免熔焊過程中模具發(fā)生傾斜或翻轉(zhuǎn)，造成熔水外泄并引起安全事故；

6.2.4 引燃時(shí)要注意在模具的側(cè)面進(jìn)行，并與模具保持1米以上的距離，引燃工具采用點(diǎn)火機(jī)或噴燈，不能用打火機(jī)等直接引燃；

6.2.5 施焊完畢后可用清水冷卻，但要注意身體不能位于模具上方，以免蒸氣傷人。

7.環(huán)保措施

7.1 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸：采用人抬和機(jī)械運(yùn)輸?shù)姆绞健?yán)禁在地面拖拽，嚴(yán)禁摔扔。保證鋅層完好及表面清潔。

7.2 現(xiàn)場(chǎng)保管：由于所用機(jī)具設(shè)備、材料較多，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備、構(gòu)件分類堆放整齊，做好有關(guān)標(biāo)識(shí)。

7.3 文明施工：施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，必須做好標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)施工，正確使用安全帽、工作服等相關(guān)勞動(dòng)防護(hù)用品。

7.4 挖溝：挖掘機(jī)在通行和挖掘時(shí)要注意保持與設(shè)備基礎(chǔ)和建筑物之間的距離，以保護(hù)土建成品。

7.5 廢棄物回收：施工過程中產(chǎn)生的余、廢料及時(shí)清理回庫，現(xiàn)場(chǎng)保持干凈，不得亂丟亂放亂棄。

7.6.恢復(fù)：施工結(jié)束后及時(shí)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，清潔現(xiàn)場(chǎng)。

8.技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析

8.1 接地銅排焊接質(zhì)量比較

傳統(tǒng)焊接法：氣焊加銅焊條，焊槍只能焊一面，而且全面的焊接，使的焊接接觸面積小。在拉力的作用下易斷裂，另外對(duì)焊接人員技術(shù)要求高。

熱熔焊接方法：將所要焊接的部位放于模具中，熔接劑反應(yīng)后的高溫液體通過?？琢魅肽Ｑ?，充滿模穴，讓高溫液體使所要焊接部位熔化后凝固，完成焊接熔接工作。模穴的斷面面積約為焊接部位斷面面積的兩倍，熔接后的部位比原導(dǎo)體要粗。

在導(dǎo)電能力、承受拉力的能力方面采用熱熔焊接方法熔接后部位都要強(qiáng)于原導(dǎo)體。另外熔接操作按操作程序進(jìn)行，受外界的影響小，焊接速度快。

8.2 取得的經(jīng)濟(jì)效益

采用此工法施工有效的控制了各施工工序、提高了工程質(zhì)量。采用較為先進(jìn)的工器具進(jìn)行作業(yè)，機(jī)械化程度高，勞力減少，施工速度快，降低工程成本。