曾義

摘 要：接地網(wǎng)是水電站設(shè)備組成的重要部分，對(duì)于保證水電站電氣設(shè)備可靠運(yùn)行和生產(chǎn)人員人身安全具有極其重要的作用。本文詳細(xì)介紹了白市水電站接地網(wǎng)故障的產(chǎn)生原因和處理過程，以此案例為基礎(chǔ)，提供分析和處理水電站接地網(wǎng)故障的經(jīng)驗(yàn)，保證水電站設(shè)備和人員的安全。

關(guān)鍵詞：接地網(wǎng)；銅質(zhì)緩釋型離子接地裝置；銅覆鋼絞線；固定樁；下沉模塊

中圖分類號(hào)：TM934.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）32-0121-01

引 言

白市水電站位于貴州省黔東南苗族侗族自治州天柱縣白市鎮(zhèn)上游約2.8km處，距天柱縣縣城30.0km。白市水電站屬于二等大（2）型工程，于2011年三臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電。根據(jù)《水力發(fā)電站接地設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》（NB/T35050-2015），為了保證人身和設(shè)備的安全，白市水電站接地網(wǎng)阻抗設(shè)計(jì)要求為：設(shè)計(jì)值≤0.45Ω。自該電站投產(chǎn)以來，技術(shù)人員每年對(duì)其全廠接地網(wǎng)阻抗進(jìn)行測(cè)試，其歷年阻抗值均為0.7Ω左右，大于該電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求值。因此，需要對(duì)該水電站現(xiàn)有接地網(wǎng)進(jìn)行處理，使其阻抗值達(dá)到設(shè)計(jì)要求，確保該水電站設(shè)備和人員的安全。

1 原因分析

白市水電站接地網(wǎng)屬于大型接地網(wǎng)，是由多個(gè)子接地網(wǎng)連接而成的。其中主要包括進(jìn)水口壩段水庫水下接地網(wǎng)、大壩接地網(wǎng)、泄洪閘壩段水庫水下接地網(wǎng)、主廠房接地網(wǎng)、尾水渠接地網(wǎng)、右消力池接地網(wǎng)、左消力池接地網(wǎng)、開關(guān)站（GIS室）接地網(wǎng)和出線平臺(tái)接地網(wǎng)等。自發(fā)現(xiàn)接地網(wǎng)阻抗偏高后，為了消除干擾并提高測(cè)量精度，接地網(wǎng)阻抗實(shí)測(cè)時(shí)，技術(shù)人員均以電流極-電壓極三角布極法進(jìn)行測(cè)量。

基于接地網(wǎng)歷年測(cè)試數(shù)據(jù)，結(jié)合對(duì)現(xiàn)場土壤電阻率的測(cè)量與分析，借助于CDEGS軟件，技術(shù)人員對(duì)白市水電站接地網(wǎng)接地阻抗進(jìn)行了模擬分析（如表1），并得出了接地網(wǎng)接地阻抗仿真計(jì)算結(jié)果：土壤電阻率為1600Ω·m，河水電阻率為65.6Ω·m，接地阻抗值0.746∠5.16Ω。

軟件模擬計(jì)算出接地阻抗值為0.746Ω，與技術(shù)人員實(shí)際測(cè)試值極為吻合。根據(jù)以上檢測(cè)及分析，技術(shù)人員確定造成白市水電站接地網(wǎng)阻抗值偏高的原因可能是：①各子接地網(wǎng)之間電氣連通性差；②垂直接地體偏少或接地網(wǎng)面積偏小。

2 處理過程

2.1 各子接地網(wǎng)之間電氣連通性檢查

針對(duì)白市水電站各子接地網(wǎng)的情況，技術(shù)人員開展了主要接地網(wǎng)電氣連通性測(cè)試。其中包括以下9項(xiàng)測(cè)試：進(jìn)水口壩段水庫水下接地網(wǎng)與大壩接地網(wǎng)之間電氣連通性測(cè)試、泄洪閘壩段水庫水下接地網(wǎng)與大壩接地網(wǎng)之間電氣連通性測(cè)試、進(jìn)水口壩段水庫水下接地網(wǎng)與主廠房接地網(wǎng)之間電氣連通性測(cè)試、主廠房接地網(wǎng)與尾水渠接地網(wǎng)之間電氣連通性測(cè)試、尾水渠接地網(wǎng)與右消力池接地網(wǎng)之間電氣連通性測(cè)試、右消力池接地網(wǎng)與左消力池接地網(wǎng)之間電氣連通性測(cè)試、主廠房接地網(wǎng)與開關(guān)站（GIS室）接地網(wǎng)之間電氣連通性測(cè)試、開關(guān)站（GIS室）接地網(wǎng)與出線平臺(tái)接地網(wǎng)之間電氣連通性測(cè)試、主廠房接地網(wǎng)與大壩接地網(wǎng)之間電氣連通性測(cè)試。

通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，白市水電站接地網(wǎng)整體性以及各子接地網(wǎng)電氣連通性良好，各子接地網(wǎng)之間的鍍鋅扁鋼連接牢固，無銹蝕、斷裂現(xiàn)象。

2.2 垂直接地體偏少或接地網(wǎng)面積偏小處理

處理方案：針對(duì)垂直接地體偏少，可以在大壩下游河灘兩岸設(shè)置外延射線水平接地體，并間隔安裝高效降阻的銅質(zhì)緩釋型離子接地裝置。針對(duì)接地網(wǎng)面積偏小，可以在大壩上游設(shè)置水下接地網(wǎng)。力求通過增加垂直泄流和擴(kuò)大接地網(wǎng)面積縱深相結(jié)合的方式，以實(shí)現(xiàn)白市水電站接地網(wǎng)阻抗達(dá)到設(shè)計(jì)要求（設(shè)計(jì)值≤0.45Ω），確保該水電站設(shè)備和人員的安全。

（1）大壩下游河灘兩岸設(shè)置外延射線水平接地體

在大壩下游河灘兩岸各敷設(shè)一條外延射線型水平接地體，其距離為600m。外延射線型水平接地體采用185mm2銅覆鋼絞線，沿大壩下游河灘岸邊敷設(shè)，埋設(shè)深度0.6m，為防止被盜，整條外延射線型水平接地體地溝回填后，表層0.2m用混凝土澆筑。在兩條外延射線型水平接地體上間隔100m安裝銅質(zhì)緩釋型離子接地裝置，以充分發(fā)揮深井離子接地裝置的高效降阻性能。外延射線型水平接地體與電站原有接地網(wǎng)之間設(shè)置2個(gè)連接點(diǎn)，右消力池接地網(wǎng)和泄洪閘壩段接地網(wǎng)（6#泄洪閘處）各1個(gè)連接點(diǎn)，采用185mm2銅覆鋼絞線進(jìn)行連接，且采用放熱焊接連接。為了保證外延射線型水平接地體的連接可靠性，兩條外延射線型水平接地體之間橫向加強(qiáng)連接，間隔敷設(shè)距離為200m左右，共3根，采用185mm2銅覆鋼絞線，且橫向加強(qiáng)連接的銅覆鋼絞線沉入下游河床底部。

（2）大壩上游設(shè)置水下接地網(wǎng)

若單靠增加外延射線型水平接地體，很難保證白市水電站接地網(wǎng)阻抗達(dá)到設(shè)計(jì)要求（設(shè)計(jì)值≤0.45Ω）。因此，可考慮利用大壩上游水庫河水電阻率低、水位穩(wěn)定、散流性好等特點(diǎn)，將水平接地極引入上游水庫底部，以增大整個(gè)接地網(wǎng)面積。上游水庫死水位及以下高程敷設(shè)水下接地網(wǎng)，水下接地網(wǎng)接地體采用185mm2銅覆鋼絞線。設(shè)置規(guī)模約為400m×700m，其中縱向約700m，橫向約400m，網(wǎng)格尺寸約為100m×100m，網(wǎng)格數(shù)量28個(gè)。水下接地網(wǎng)在上游水庫兩岸設(shè)置固定樁以進(jìn)行固定，此外，水下接地網(wǎng)網(wǎng)格中間設(shè)置下沉模塊以固定水下接地體，防止流水沖刷，下沉模塊安裝間距約為50m。大壩上游水下接地網(wǎng)與電站原有接地網(wǎng)之間設(shè)置4個(gè)連接點(diǎn)，4個(gè)連接點(diǎn)都設(shè)置在開關(guān)站（GIS室）接地網(wǎng)的龍門架上，采用185mm2銅覆鋼絞線進(jìn)行連接，且采用放熱焊接連接。

3 結(jié) 論

施工完成后，測(cè)試新建接地網(wǎng)與原接地網(wǎng)之間電氣連通性良好，其中包括：新建上游水庫水下接地網(wǎng)與開關(guān)站接地網(wǎng)連之間電氣連通性測(cè)試，共4個(gè)點(diǎn)；新建下游外延射線型接地網(wǎng)與右消力池接地網(wǎng)之間電氣連通性測(cè)試，共1個(gè)點(diǎn)；新建下游外延射線型接地網(wǎng)與泄洪閘壩段水庫水下接地網(wǎng)之間電氣連通性測(cè)試，共1個(gè)點(diǎn)。

施工完成后，依據(jù)《接地裝置工頻特性參數(shù)的測(cè)量導(dǎo)則》（DL/T475-20017）規(guī)范要求，采用大型地網(wǎng)異頻測(cè)試儀對(duì)白市水電站接地網(wǎng)電阻進(jìn)行測(cè)試。其測(cè)試結(jié)果為：上游庫區(qū)電阻值：0.67Ω；尾水電阻值：0.7Ω；主壩體：0.72Ω；全部連網(wǎng)電阻值：0.418Ω；滿足設(shè)計(jì)要求（設(shè)計(jì)值≤0.45Ω）。

收稿日期：2018-9-22

作者簡介：曾 義（1979-），男，工程師，本科，主要從事電力檢修、電力工程等工作。