降阻材料

降阻材料（精选7篇）

降阻材料 篇1

0 引言

变电站接地装置在高土壤电阻率地区采用比较传统的接地方式实难以达到预期的效果, 以往遇此情况多采用置换填土或于接地体周边埋入木炭、食盐等高浓度电解质, 这样的方式既耗费材料又耽误时间。目前, 我国已经在变电站降阻方案中所需要降阻材料方面作了广泛且深入的研究, 填充降阻剂逐步替代了以置换填土或于接地体周边埋入木炭、食盐等高浓度电解质的传统手段, 且在应用方面得到了很好的成效。另外, 笔者在下文中还将对当前已进入到使用阶段的纳米碳接地体接地降阻新材料作简单介绍。

1 接地装置在变电站系统安全运行方面的作用

广东汕头市华润海丰电厂变电站接地装置在整个电力系统中具有保障系统安全运行和人员人身安全的根本措施。如果电力系统发生接地短路或其他大电流入地的问题, 且接地装置的阻值很大很可能引起地网电位异常升高的情况;如果接地装置在设计方面存在不合理, 也有可能造成接地装置自身的局部电位差越过安全限值, 如此一来, 除了给工作人员带来直接危险以外, 还会因为出现反击或电缆皮环流导致二次电力设备的绝缘破坏, 高压电进入到中心控制室, 监测设备及控制设备发射误动和拒动故障, 更有甚者直接破坏监测设备造成重大质量事故, 由此带来的经济损失和社会影响将不可估量。

2 润海丰电厂变电站的土壤电阻率特点

广东汕头市润海丰电厂变电站位置处于一期工程与后期工程中间地段, 主要是考虑到可兼顾一期施工和二期施工的安全用电。同时, 为便于外部电源的有效接入, 变电站大多数布置于电厂的中间边缘地带, 大多变电站的站址落于山体开挖区或沟壑回填区, 回填料土主要以大块岩石为主。根据当地的土壤电阻率勘测报告来看, 表层土的土壤电阻率大致为620Ω·m, 深层土的土壤电阻率大致为35Ω·m。由此看来, 润海丰电厂变电站的土壤电阻率高是基本特点。

3 变电站降阻方案中降阻新材料的应用

按照《交流电气装置的接地设计规范》 (GBT50065-2011) 和《电力工程电气设计手册》等相关规范及条文的规定, 高土壤电阻率区域中的变电站降低接地电阻的手段主要包括四类, 即敷设引外接地体、井式或深钻式接地极、填充电阻率较小的调料或降阻剂、敷设水下接地装置。其中, 填充电阻率较小的调料或降阻剂一般指的是站址区域内换填料土和水平接地体四周敷设长效降阻剂, 换填料土需根据现场情况而定, 主要采用临近废渣或弃土, 废渣和弃土要控制低电阻率且性能稳定、不易流失。广东汕头市华润海丰电厂变电站采取的降阻措施便是填充电阻率较小的降阻剂。具体施工的流程如下:

①降阻剂, 水=1:0.8-1调匀搅拌成浆;②将已挖好的接地孔、沟用水浇湿;③用调好的降阻剂将地网各接地体严密包裹, 降阻剂的包裹厚度最薄处不得小于7cm~10cm, 特别注意将焊接点包裹严实。待完全凝固后, 回填土层层夯实即成, 施工中接地体周围应用细土回填, 严禁砖头石块等建筑垃圾作为回填土。如现场条件较差, 可只在接地体周围回填细土夯实, 上层回填细土不作严格要求。④水平接地可用支承物支起约5cm~10cm (距沟底) 的高度, 然后用降阻剂包裹, 表面完全凝固后, 回填土夯实。

确定降阻剂的用量:首先根据要求接地电阻值RC和已知的原土壤电阻率ρ, 计算出垂直接地体的个数或水平接地体的长度, 然后计算出降阻剂填充部分的体积乘以1.3t/m, 即得到所需降阻剂浆料的重量, 最后乘以60%, 即是降阻剂的用量。填加降阻剂后接地电阻的计算:在有降阻剂情况下, 计算半球形接地体、单根水平接地体和垂直接地体接地电阻的计算公式。在接地体较短时, 应考虑到端部效应的影响, 并提出了修正计算公式, 与根据经验公式计算的数据仅相差5.8%, 在本工程可达到预期降低接地电阻的目的。

4 接地降阻新材料———纳米碳接地体简介

纳米碳接地材料是结合国内外先进防雷技术生产出来的新一代接地降阻新材料。本产品导电性能强, 耐腐蚀是它的最大特点, 特别适合恶劣的地质环境使用。以经过防腐处理的金属材料为主体, 性质稳定的纳米碳为涂覆料, 使用先进技术设备, 经过预热、喷涂、烘干等一次性成型的一种高新接地降阻材料。其耐腐蚀性比普通接地体提高三倍以上。

4.1 主要参数

室温下电阻率:≤0.5Ω·M;附着力1级;耐盐碱性在10%Na Cl溶液和10%Na OH溶液中各浸泡720小时无溶胀, 不起泡、不生锈、不脱落;涂层厚度平均≥0.07mm;大电流冲击 (30KA/2S) 涂层无灼伤、剥离现象;外观光滑, 没有分层、脱落、龟裂。

4.2 应用范围

可广泛用于石油化工厂、储油库、发电厂、变电站、输电线路杆塔、通讯基站、机场、铁路、各种高层建筑、微波中继站、网络机房等场所防腐接地、防静电接地、保护接地、工作接地等。

4.3 施工工艺

①垂直接地体的埋设深度其顶部不应小于0.8m;②接地体埋设位置距建筑不宜小于1.5m, 遇到沙石、垃圾、灰渣等埋设接地体时, 应换土, 并分层夯实;③采用焊接方式连接时, 焊接处焊缝应饱满并有足够的机械强度, 不得有杂渣、裂纹、虚焊、气孔等缺陷, 焊接处的药皮敲净并处理干净后, 刷防腐专用涂料做防腐处理, 专用涂料可由专业生产厂家提供;④按设计在接地体布孔位置处钻孔后放入纳米碳接地体, 纳米碳接地体的安装严禁采用敲击安装方法。当接地体安装入安装孔 (井) 后其回填土不应夹有沙石和建筑垃圾等, 在回填土时应分层夯实;⑤用土填满、捣实, 使接地体与土壤紧密接触, 上端留出约20cm备做与水平接地线连接, 并做检验。⑥连接纳米碳接地体间的水平接地线敷设;敷设前应调直, 然后将纳米碳接地钢材放置于沟内, 依次将用水平接线与纳米碳接地极用设计的连接方法连接。扁形纳米碳接地线应侧放而不可放平。焊接方式连接时, 焊好后应清除焊渣, 并用厂方规定的工艺方法对焊接部位及损坏的部位进行表面防腐涂层的补涂。至接地线需要引出的位置, 留有足够的连接长度, 以待使用;⑦外露的接地线应黑色漆, 油漆应均匀无遗漏, 但端接卡子及接地端子等处不得刷漆;⑧连接完毕后, 材质、位置、焊接质量、截面规格等均应符合设计及施工验收要求, 检验合格后方可进行回填, 分层夯实, 并在检验记录单上记录接地电阻摇测数值。

5 结束语

总而言之, 为达到降低变电站接地装置接地电阻的目的, 首先应该从理论方面深入研究可有效降低接地电阻的方法。在变电站具体解决接地装置电阻率偏高的问题中, 笔者首先对广东汕头市润海丰电厂变电站接地装置电阻率偏高的原因进行认真分析, 合理安排现场的勘测工作, 结合理论和相关技术标准与规范, 最终确定采用增加降阻剂的方法, 切实有效地完成了该变电站接地装置的降阻目标, 可供其他类似项目参考。

参考文献

[1]杨永昆.110k V变电站接地装置新材料应用[J].云南电力技术, 2011 (02) .

[2]刘渝根.高土壤电阻率地区变电站接地设计与降阻技术研究[J].中国西部科技, 2010 (09) .

[3]张宏涛.膨润土降阻剂在110k V变电站降阻中的应用[J].电世界, 2011 (05) .

新安煤矿降阻工程分析 篇2

新安煤矿随着矿井的延伸, 通风系统网络逐渐加长, 阻力大, 造成主扇高负压运行, 中央区总排风量为8100m3/min, 主扇负压达到340mm H2O, 显然新安煤矿主扇的运行工况点不在合理范围内。主扇的高负压运行, 使矿井外部漏风率加大, 有效风量率降低, 为解决此问题必须进行通风系统改造。

2 解决方案

矿技术人员经过对通风系统进行详细测定和分析, 找出了高阻区域, 负375回风石门。该石门有一段断面小, 经现场测定:巷道最小断面为8m2, 平均风速11m/s, 为严重高风速、高风阻巷道。针对负375回风石门超风速及严重制约生产的情况, 决定重新补一条回风道与负350十二层回风上山连通, 充分利用负350十二层回风上山。在2007年后, 中央区一采区已经没有工作面施工, 主要风道 (即负350十二层回风上山) 只负责回负350大泵房和一个掘进工作面风量 (风量仅为309m3/min) , 而负375回风石门为六采区主要回风道, 回风风量达5100m3/min, 为彻底解决该段风阻大、超风速问题, 决定施工一条风道与负350十二层回风上山连通, 充分利用负350十二层回风道。

3 辅助回风道施工前、后摩擦阻力计算

施工风道前负375石门通风巷道, 摩擦风阻:

R:摩擦阻力, N.s2/m8;

a:摩擦阻力系数, 锚喷支护取58.8×10-4;

L:巷道长度;

U:巷道周长;

S:巷道断面。

施工风道后负375石门将与负350十二层回风上山形成并联支路, 其二者的风阻并联后的风阻关系如下:

经测定负375补风道总回风阻为

R:摩擦阻力, N.s2/m8;

a:摩擦阻力系数, 锚喷支护取58.8×10-4;

L:巷道长度;

U:巷道周长;

S:巷道断面。

则两巷并联后的风阻为:

4 经济效益分析

经济效益:

根据中央区主扇运行情况, 在补风道前水柱为340mm H2O, 在补风道后水柱下降到了295mm H2O。节约电力费用为:

40 mm H2O×2000元/毫米H2O (按补风道前后电流对比情况) =8万元/月

总经济效益为:

8万元/月×12月=96万元

5结论

送电线路杆塔接地及降阻分析 篇3

接地装置是指接地体和接地引下线的总称。接地体指埋入地中并直接与大地接触的金属导体, 对杆塔接地体来说是指埋入地下的圆钢、角钢等金属构件。接地引下线是指使引雷设备与接地体相连的部分, 对杆塔来说主要有独立接地引下线、钢筋混凝土杆的钢筋、铁塔钢材等。

2 杆塔接地电阻高的原因

2.1 设计施工方面的原因

如设计时存在不到现场进行土壤电阻率测试, 不到现场进行地形, 地势和地质勘探, 而是对相当大的范围取一平均电阻率;或者套用典型的设计图纸, 对接地电阻不进行计算, 结果设计与现场实际不符;施工时, 由于接地工不严格的按图施工, 接地体的长度, 埋深及焊接和回填土不符要求的现象普遍存在;造成线路施工后, 存在有大量杆塔接地电阻超标。

2.2 地质地貌存在的原因

我国地质、地势复杂, 北方山区的土壤电阻率一般在1300Ωm-3000Ωm, 南方山区的土壤电阻率有的甚至高达5000-10000Ωm, 有的山区土层较薄或没有土壤, 全为岩石, 接地施工难度大。北方土壤干燥, 而大地导电基本上是靠离子导电、而各类无机盐类只有在有水的情况下才能离解为导电的金属离子, 所以干燥的土壤导电能力非常差, 这是山区或北方干旱地区杆塔接地电阻偏高的主要原因。

2.3 运行维护方面的原因

多数杆塔在当初建成时是合格的, 随着杆塔运行时间的推移, 杆塔接地电阻会越来越大, 这主要有接地体的腐蚀, 由腐蚀电位差不同引起的电化学腐蚀。就会发生因腐蚀断裂而使杆塔“失地”的现象。还有接地体的埋深不够, 或用碎石、砂子回填, 土壤中含氧量高, 使接地体容易发生吸氧腐蚀, 腐蚀使接地体与土壤的接触电阻变大, 导致杆塔接地电阻变大, 失去接地;在施工时使用化学降阻剂, 随着降阻成分流失或失效后使接地电阻增大。

3 降阻措施

3.1 正确水平接地

充分利用现场地形和地质, 山岩裂缝等结合使用降阻剂进行降阻处理。遇坚硬岩石, 接地体的埋设深度可酌情减小。为降低冲击接地电阻, 不能向发电厂、变电所降低工频接地电阻。

3.2 重视垂直接地

山区的线路由于石头多, 特别是位于岩石地带的杆塔, 垂直接地极的施工是不容易的, 这时可结合岩石裂缝使用垂直接地极。要按事先设计好的图纸中的尺寸打孔, 然后将接地体插入孔中央, 再将导电水泥加水搅拌成浆状倒入孔中。垂直接地体长度和根数, 须根据接地电阻值的具体要求而定, 为防止接地引线腐蚀, 在离地面40cm内的接地引线周围必须使用导电水泥保护。在干早地区, 可直接将导电水泥干粉倒入地沟中的接地体周围, 并将回填土夯实, 这种方法具有良好降阻效果。

3.3 进行科学施工

新建杆塔在杆塔基础和拉线基础施工时在坑底铺设接地体和降阻剂进行降阻。对改造降阻工程要结合现场有利地质、地势做切合现场实际的设计, 按要求进行水平接地和垂直接地体的施工。水平接地体的埋深, 焊接要合格。回填土要用细土回填, 并分层夯实, 对接地引下线的各连接头要做防腐处理, 对接地引下线直到与水平接地体连接处要进行防腐处理。

3. 4 利用化学降阻剂

在高土壤电阻率地区, 可在接地极周围敷设降阻剂, 降低杆塔接地极的接地电阻。降阻剂是由几种物质配制而成的, 具有导电性能良好的強电解质和水分。这些电解质和水分被网状胶体所包围, 网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充, 使它不致于随地下水和雨水而流失, 因而能长期保持良好的导电作用。施工中应尽量用高压泵将降阻剂从接地体的四周压入地层内, 效果会更加显著。目前常用的有石墨、电力复合脂等降阻剂, 这些降阻剂对接地体基本无腐蚀作用。

3.5 加强运行维护

定期进行维护和检查, 对接地引下线进行防腐处理、定期测试杆塔接地电阻和回路电阻, 定期检查接地体有无冲刷和外力破坏等, 保证送电线路杆塔接地一直处于良好的状态。

4 结论

随着电网的发展壮大, 送电线路接地故障电流大为增加, 降低送电线路杆塔接地电阻很重要, 在具体应用中要从勘探设计入手, 根据现场实际情况, 找出切实可行的降阻措施。才能收到好的降阻效果。

参考文献

[1]米海霞.输电线路杆塔接地分析[J].内蒙古科技与经济, 2008.24.

[2]刘浔, 陈俊武等.输电线路杆塔接地装置冲击接地电阻特性研究[J].华中科技大学学报 (自然科学版) , 2005.12.

[3]林文.降低输电线路杆塔接地电阻的措施分析[J].科技创业月刊, 2010.3.

[4]张慧忠, 徐志勇.有效降低输电线路杆塔接地电阻的措施研究[J].电力学报, 2009.4.

降阻材料 篇4

高压架空线路作为现代化大容量电网的重要线路形式, 为了预防高压架空线路出现安全问题, 大部分都会对高压架空线路实行加高处理, 借助杆塔完成对高压架空线路的帮助, 这就提高了杆塔受到雷击的风险。一旦高压架空线路杆塔受到施工、运行、系统、环境各个方面的干扰, 就很容易造成杆塔接地阻值超出设定范围, 从而增加了被雷击中因而被毁损的几率, 不仅导致线路杆塔的安全隐患, 并且会威胁线路塔杆的安全稳定运行。目前应当从杆塔的建设、平时的检测与运作维护、接地装置的检测与重组、有目的地从采用降阻剂等方面着手, 通过多种办法掌控和减弱线路杆塔接地的阻值, 从而提高线路杆塔的稳定安全运行, 进一步保证线路塔杆的稳定与功能。

1 高压架空线路杆塔接地电阻偏高的原因

1.1 地质方面的因素

地质、地势情况复杂多样, 尤其是山区土壤电阻率偏高导致杆塔接地阻值偏高。根据调查显示, 北方山区的土壤电阻率大约在1300~3000Ωm, 南方山区的土壤电阻率部分甚至能够达到5000~10000Ωm, 并且有些山区土层比较薄甚至就没有土壤, 基本上都是岩石。此外北方土壤气候干燥, 但是土地导电基本上都是通过离子导电, 但是各类无机盐类只能在有水的条件下, 才会离解为导电的金属离子, 因此干燥的土质的导电性能是非常弱的, 这是山区或者北方干燥地区线路杆塔接地电阻偏高的重要因素。

1.2 设计和施工方面的因素

设计方面的因素:因为山区的地形较为复杂, 土壤不均匀分布, 土壤电阻阻值波动大, 所以设计线路杆塔接地时必须要认真仔细地进行实地勘探, 根据实际状况进行具体设计。实际调查时发现在设计方面经常存在的一些问题:有些技术人员设计时不到现场进行实际土壤电阻率检测, 没有到现场进行地势、地形和地质勘测, 依据实际情况做出符合现场情况的设计, 只是对大范围的土壤取平均电阻率;或者根据典型的设计图纸, 不进行接地电阻的计算, 造成设计与现场实际情况不符合, 都会导致接地阻值偏高。施工方面的因素:因为接地工程是隐蔽工程, 施工时如果未严格的按照图纸施工 (例如接地体的长度、焊接及埋深等不符合要求) , 并且工程技术监管不全面。导致线路施工后, 造成大量杆塔接地电阻超标。工程完工验收时不认真按照标准要求实行验收、测试, 这样, 隐患就会一直存在, 一直到线路投入运营。

1.3 维护方面的因素

维护是保证高压架空线路杆塔接地电阻得到有效控制的重要方法, 部分高压架空线路杆塔工程在初期建设的时候电阻值都符合设计规范, 但是随着时间的推移会发生接地阻值的进行性增大, 如:接地体附近土质有腐蚀性, 在长时间的腐蚀和风化的影响下, 接地体发生电化学现象, 发生腐蚀、断裂等情况, 造成高压架空线路杆塔接地阻值超出范围。水土流失也是发生接地电阻值偏大的重要因素, 由于高压架空线路杆塔施工影响了地形, 在雨水冲洗和长时间浸泡的条件下接地体发生断裂和暴露, 丧失和大地全方位接触的能力, 从而发生电阻值增大的情况, 如若不进行有效的维护, 就会加大被雷击的风险。另外, 外部力量会引发高压架空线路杆塔下接地体、引线的损坏, 产生防雷系统上的漏洞, 如若通过维护工作不能加以修复, 将无法避免高压架空线路杆塔的雷击问题的发生。

2 降低高压架空线路杆塔接地电阻的对策

2.1 做好高压架空线路杆塔水平接地体的工作

为了能够减弱冲击接地电阻阻值, 就不能像变电所、发电厂那样降低工频接地电阻, 而是要严格要求接地体的长度, 这主要是因为如果水平接地体过长容易受电感的影响, 将无法降低冲击接地电阻。针对水平接地体应该依据现场的实际地势、地形、沿线路杆塔四周向外发射水平射线为主, 要充分利用现场地质和地形, 例如岩石裂缝等根据采用降阻剂实行降阻操作。为避免雨水冲洗, 水平接地体要尽量地顺着等高线布置, 并综合防水墙实行保护。水平接地体的埋藏深度要尽量符合0.8m以下, 在北方需要埋到冻土层下面。

2.2 完成好高压架空线路杆塔垂直接地体的工作

垂直接地体是线路杆塔接地的经常用到的方法, 但是那些位于山区的线路由于石头较多, 尤其是位于岩石地带的线路杆塔, 垂直接地极的施工是非常困难的, 这时可根据岩石裂缝采用垂直接地极。如果遇到地下有金属矿, 或者地下有低电阻率的地质结构时可以使用竖井式接地降阻的方法。但是如果地下不存在较低电阻率的地质结构, 这时采用竖井法降阻就是不划算的。并且雷电流属于高频电流很强的趋肤性是其特性, 雷电流一般情况下沿表层土壤散流, 而深层土壤并不散流。因此在一般的地质结构采用深井式接地极, 对减弱冲击接地电阻的能力不明显。因此对线路杆塔接地的接地体应该主要是水平接地体, 把垂直接地体作为辅助, 其长度在1.5~2m范围内, 大多数设定在水平接地体的顶端, 或者是其中部易于打入的部位。

2.3 正确使用土壤降阻剂

很多的项目实例表明, 采取降阻剂对降低阻值的效果是非常明显的。由于杆塔接地是中小型接地设备、这样土壤降阻剂的降阻能力能得到有效发挥。但是在实际的工程中也出现很多不好的情况, 主要包括: (1) 降阻剂稳定性的因素, 部分降阻剂, 尤其是部分化学类的降阻剂, 即使在短时间内具备良好的降阻结果, 但是由于性能不稳定, 伴随降阻剂的侵入、扩散, 尤其是伴随雨水的流走其效果大打折扣; (2) 降阻剂腐蚀性的因素, 部分降阻剂的腐蚀性非常强, 能够腐蚀钢接地体; (3) 降阻效果的因素, 其降阻结果主要是根据降阻剂本身的电阻率、扩散和渗透作用来决定的。因此在选择降阻剂的时候, 一定要选择降阻性能高, 对钢接地体腐蚀低, 性能较为稳定、寿命比较长、保水性能好, 不容易随水土流失的降阻剂。

不管什么类型的降阻剂的降阻效果都是根据一定的设计和施工表现出来的。降阻剂及水平接地体要埋设在冻土层以下, 埋深最好能达到0.6m以下, 回填土要使用细土, 并且分层夯实, 不能用碎石和砂子回填。由于降阻剂大多数都具有比土壤高的腐蚀电位, 因此对所有的接地体都应该均匀的放在降阻剂中间, 不允许其存在脱节, 或者接地体暴露在外的情况, 由于这样会导致腐蚀电位差不一样, 引发电化学腐蚀, 这些都已经被大量的工程实践所证实。

2.4 增强高压架空线路杆塔的施工监管

对新建线路杆塔最好在杆塔初期和拉线基施工时坑底铺设降阻剂和接地体进行降阻, 这样可以达到事半功倍的结果。对改造降阻工程要依据现场有利的地势、地质做符合现场实际情况的设计, 根据要求进行垂直接地和水平接地体的施工。尤其要注意水平接地体的埋深, 而且焊接一定要符合要求。回填土一定要用细土, 并且要分层夯实, 对接地引下线的各个连接处要做好防腐措施, 对接地引下线与水平接地体相连的地方要刷防腐漆和沥清漆进行防腐操作。

2.5 增强线路杆塔的运行与维护

在对线路杆塔进行维护时, 应该定期对接地装置进行检查和维护, 例如按时对接地引下线实行防腐处理, 定时检测杆塔接地电阻和回路电阻的阻值, 按时检测接地体是否有冲刷和外力破坏等现象。

3 结语

增强防雷能力是高压架空线路杆塔稳定安全的有力保证, 保证防止雷击的能力的重要措施就是掌控杆塔接地电阻的效果。需要在杆塔的建造和维护中着重注意对接地阻值的掌控, 用更改接地的方式、理化试剂处理、深埋杆塔接地体等形式, 使杆塔接地阻值控制在合理的范围内, 以科学设计、准确施工和用心维护作为主要方式, 在保证高压架空线路杆塔防雷能力增强的同时, 实现高压架空线路杆塔接地降阻。

摘要：高压架空线路杆塔是电力网络中重要的保护和支撑的部分, 直接影响电力的正常稳定运输和电网运行的安全, 高压架空线路杆塔经常因为高程和突兀的因素引发雷击的危害, 预防高压架空线路杆塔遭受雷击的直接有效的方法就是减弱杆塔的接地电阻。本论文以高压架空线路杆塔的维护与建设工作实际为依据, 全方位研究了造成高压架空线路杆塔产生接地电阻偏大的因素, 提出了降低高压架空线路杆塔接地阻值的对策, 供给行业专业人员与施工人员作为参考。

关键词：架空线路,杆塔接地,降阻对策

参考文献

[1]杨记明.高压架空线路杆塔接地降阻措施[J].城市建设理论研究, 2015 (03) :23~24.

[2]安永吉.高压架空线路杆塔接地降阻措施探讨[J].黑龙江科学, 2014 (03) :29~30.

变电站接地降阻措施的应用分析 篇5

随着电力系统的发展, 接地短路电流愈来愈大, 由于接地电流的增大, 设备接触电压和跨步电压也越来越大, 因而直接威胁到设备和人身的安全。在砂质、岩石等高土壤电阻率地区接地装置的施工方法.通过降低接地体附近土壤的电阻率, 达到降低接地电阻的目的。是电力系统广大工程技术人员的主要技术难题。针对发电厂、变电所设备检修工作中, 配合保证安全的组织措施和技术措施、合理的使用则不是一件容易的事, 在实际接地工程中就曾发生过因采用的降阻措施与现场实际不符而造成投资大收益小的事情。还有一些在降阻措施使用不当而造成高电位外引留下安全隐患的, 因此有必要对每种降阻措施的作用、适用场所和应注意的问题进行深入的分析研究。采用哪种降阻措施, 具体的工程, 要具体对待, 要在保证设备和人身安全的前提下, 结合工程现场的地质、地势情况, 土壤电阻率分布以及工程的特殊要求, 采用最佳的降阻措施达到有效降低接地电阻的目的。

2 降低接地电阻的措施及应用分析

对于在高土壤电阻率地区进行电气系统的接地工程时, 在设计施工过程中如何合理确定接地装置的设计方案, 降低接地电阻, 这是变电站电气接地体的埋深往往不够, 由于埋深不够会直接影响接地决定接地电阻大小的因素很多。因而, 了解和掌握土壤电阻率的特点, 尤其是准确测出土壤电阻率, 电阻率的分布和变化情况, 从而选择正确的降阻方法以达到最佳的降阻效果, 这对接地工程来说是非常重要的。

2.1 外延接地及其应用

处在分布不均匀的高土壤电阻率地区的发电厂、变电所, 接地网的设计、施工比较困难。治理措施有增大水平接地网的面积、引外接地、深井接地和利用架空地线分流等, 在山区、丘陵地区土壤电阻率在水平方向上大都分布不均匀, 可以采用引外接地极。实际上在降阻措施中外延接地是最简单有效的, 也是在接地工程中最常应用的措施。在降阻措施中外延接地是最简单有效的, 也是在接地工程中最常应用的措施。但是降阻剂在实际的工程应用中确实也存在有一系列的问题、变电所周围土壤电阻率沿水平方向上找出土壤电阻率较低和适合做引外接地的地方, 根据接地工程降阻的需要来决定外延地网的大小, 根据安全的需要决定网格布置、深度和形状。外引接地除了要满足降阻的需要, 更要满足安全的要求, 严格限制高电位外引, 对外延接地进行严格的跨步电压计算, 防止外延处跨步电压伤人。外延接地的场所要有很好的保护措施防止被破坏。外延地网与主地网的联接要可靠, 要采取多条联接线联接。

2.2 竖井式接地及其应用

在地下竖层有较低土壤电阻率的地质结构的地区, 可以用竖井式接地极进行降阻, 现场可采等距四极法测量土壤电阻率, 当改变间距离a时, 可测出不同竖度的土壤电阻率。等距四极法测土壤电阻率的极间距离与反应的土壤电阻率有0.75a的关系, 改变不同的极间距离可测出不同深度的土壤电阻率。竖井式接地极接地电阻可按此式计算:

竖井式接地极占地少, 接地装置基本不受气候影响, 因此多被电力系统采用。采用竖井接地极也要考虑屏蔽问题, 其一般设在水平地网的边缘, 间距应达到接地极长度的2-3倍, 才会取得较好的降阻效果。在选择埋设地点应考虑地下水较丰富及地下水位较高的地方, 接地网附近如有金属矿体, 可将接地体插入矿体上, 利用矿体来延长或扩大人工接地体的几何尺寸, 竖井接地体的间距应大于20m, 但竖井式接地极施工困难大、土方量大、造价较高。

2.3 采用降阻剂降阻

降阻剂的降阻效果是不容置疑的, 目前降阻剂在实际的接地工程中得到大量、长期的应用, 降阻剂主要是增大接地体的有效截面;消除接触电阻;改善接地体周围的土壤电阻率, 增加土壤中的导电离子的浓度;改善吸水性和保水性并保持土壤导电性能。国家标准和相关行业标准也对此提出了明确要求。但在实际工程中还是要特别注意一些问题:

(1) 降阻剂的稳定性。

有些降阻剂, 特别是化学降阻剂, 虽短时期内具有很好的降阻效果, 但性能不稳, 随着降阻剂的渗透、扩散, 特别是随着雨水的流失其降阻效果很容易失效。

(2) 降阻剂的腐蚀性。

有些降阻剂具有很强腐蚀性, 对钢接地体构成较大的腐蚀, 也有一些降阻剂对钢接地体有防腐保护作用。降阻剂是否具有防腐作用, 要看其对钢接地体的平均年腐蚀率是否低于当地土壤对钢接地体的腐蚀率, 一般土壤对钢接地体的平均年腐蚀率为:扁钢为0.05～0.2mm/a;圆钢为0.07～0.3mm/a。如果降阻剂对钢接地体的腐蚀率低于当地土壤对钢接地体的腐蚀率就认为降阻剂对钢接地体具有防腐作用, 否则就认为具有腐蚀性。

(3) 降阻效果。

降阻剂的降阻效果主要由降阻剂本身的电阻率、保水性、渗透和扩散作用决定的。在降阻剂的选用上, 一定要注意选用降阻性能好, 低腐蚀, 性能稳定、寿命长、保水性好, 不易随水土流失的降阻剂。

(4) 环境污染。

选择降阻剂时一定要选无污染, 无毒性, 使用安全的降阻剂, 对降阻剂要看其组分, 要查有无环保部门的检测报告。

(5) 方便性。

特别是在山区送电线路杆塔接地使用时, 应便于操作, 方法简单, 要做综合的技术经济分析, 即要满足性能上的要求, 又要价格合理, 经济。

降阻剂的降阻效果是通过一定的设计和施工体现出来的。降阻剂的用量也要结合设计进行认真的接地电阻计算, 如水玻璃土降阻剂就给定了降阻系数和用量的关系, 设计时应根据具体的工程要求和土壤电阻率进行计算。同时采用降阻剂时也要注意降阻剂及水平接地体要埋设在冻土层以下, 深度在0.8m以下, 要用细土回填, 分层夯实, 不能用砂子和碎石回填。因降阻剂具有比土壤高的腐蚀电位, 所以对所有的接地体都应均匀的包裹在降阻剂中间, 不允许有脱节, 或接地体外露的现象。因为这样会造成腐蚀电位差不同, 引起电化学腐蚀。

2.4 铺设水下地网和利用自然接地体

在接地工程中, 充分利用混凝土结构物中的钢筋骨架、金属结构物, 以及上、下水金属管道等自然接地体, 是减小接地电阻、节约钢材以及达到均衡接地电位的有效措施。对水电站来说, 大多都建在山区或山谷中, 没有铺设接地网的条件, 且大多为岩石, 土壤的电阻率极高, 要想把接地电阻降到合格的范围很困难, 但是对大中型水电站来说一般都有较大的水库, 可以采用在水库水下铺设地网。但要注意先测出水的电阻率, 计算水下地网的大小。水下地网的网格可采用20mХ20m的网孔, 有条件的可把水下地网埋在水底的泥土中, 这样减少了水库水位高低对接地电阻值的影响。对于河道上的水电站可设置河岸接地装置。对于水电站来说应充分利用水利建筑、厂房、管道等自然接地体来进行降阻。

2.5 采用综合降阻措施

一个接地工程只采用一种降阻措施把接地电阻降到合格范围是不现实的, 一般需要多种降阻措施结合利用, 如采用外延接地加降阻剂法, 竖井接地加降阻剂法, 或外延、竖井、降阻剂法。在采用综合降阻措施时, 要先计算出单一的降阻措施的降阻效果, 而后决定采用的补充措施, 如采用外延加降阻剂的方法降阻时, 首先要计算出仅采用外延时的降阻效果, 与目标值相差多少, 再根据降阻剂的特性计算出使用多少降阻剂。

结语:精心的施工是达到良好的设计实施效果的基础, 乍看并不重要的实施细节常常导致严重的后果。一个接地工程决定采用哪种降阻措施, 应先根据接地短路电流值和电网的要求计算出接地电阻, 再对现场的地形、地势, 土壤电阻率在水平和垂直两个方向上的分布进行勘探测量, 查找可以利用的接地体及有利于降阻的最佳条件, 经过对多种降阻方案的设计分析、比较计算, 从经济性、安全性和可靠性的原则筛选出最佳的降阻方案, 以达到最佳的降阻效果。

摘要：结合当前的接地工程, 分析研究了其主要采用的降阻措施, 如外延接地、竖井接地、降阻剂、水下地网和自然接地体的应用, 如何用经济有效的措施取得最大的降阻效果及使用中应注意的问题。

关键词：接地装置,接地电阻,降阻措施

参考文献

[1]李亚东.电网分层分区供电方案及评价指标算法的研究[D].华北电力大学 (北京) , 2007.

[2]邹亮.经济型故障限流器与系统的交互影响研究[D].山东大学, 2007.

降阻材料 篇6

某建筑群由建筑A、建筑B、建筑C三座楼成品字形排列组成,如图1所示。其中,建筑A为12层,占地约4 700m2,是该区域最高物体;建筑B与建筑C均为7层,各占地约1 500m2。建筑物A设计定位为第二类防雷建筑;建筑物B与建筑C设计定位为第三类防雷建筑,防雷要求较高。

三座楼采用联合体接地,强电地、弱电地、防雷地等引自同一等电位接地体。三座楼均设有综合机房,机房内装有光端机、路由器、交换机、磁盘阵列等设备。建筑A接地电阻设计为0.5Ω,建筑B与建筑C的接地电阻设计为1Ω。

建筑群地处多雷区,年均雷暴天数为53天,在1km2区域内的树林或建筑每年会遭受2次以上的直击雷。

三座楼建筑主体完工后,测得三座楼的自然接地体接地电阻分别为1.7、3.4、3.6Ω,均未达到设计要求。分析认为其原因主要是建筑物所在地土壤为沙包土,运用两点法[2]测得土壤电阻率为860Ω·m,其值较大,因此导电性能差。

综上分析认为,只有对三座楼的接地体进行改造,才可能使其接地电阻达到设计要求。

2 降阻工程方案选择与实施

根据GB 50057—2012《建筑物防雷设计规范》、GB50689—2011《通信局站防雷与接地工程设计规范》、GB50343—2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》等规范,结合土壤实际情况,提出两套降低三座楼接地电阻的方案。

方案一:为每座楼建设独立的接地井,通过换土、使用降阻剂与铜材等来降低接地电阻。

方案二:先用热镀锌钢材将三座楼的自然接地体连接起来形成接地网,若形成的建筑群人工接地体接地电阻仍不能满足要求,则再修建接地井。

经对比知,方案一较成熟,工程效果可预期,但造价较高;方案二能大幅降低造价,但可参考的实例少,工程效果不可预期。综合考虑施工造价与建筑布局,决定采用方案二对三座楼的接地电阻进行降阻处理。

步骤一:使用规格为50mm×5mm的热镀锌扁钢按图1所示将三座楼的主梁钢筋引下线互连,扁钢在土壤内水平放置,铺设深度为2m。

步骤二:在水平放置的扁钢下方,间隔10m左右,向地下垂直打入长为2.5m的50mm×50mm×3mm的热镀锌角钢。垂直放置的角钢与水平放置的扁钢间用电焊连接并做防锈处理。

步骤三:根据图1所示点位,在平行铺设的扁钢间用扁钢连接,铺设深度为2m,连接处采用电焊工艺焊接并做防锈处理。

3 降阻结果

降阻施工后,在未建设接地井的情况下,测得三座楼的接地电阻分别为0.42、0.71、0.76Ω,均达到设计要求。较方案一而言,方案二大幅降低了改造费用。

4 结束语

接地体通过验收并投用5年,接地电阻一直保持稳定。在多次强雷暴天气袭扰下,建筑群内的避雷系统、机房设备、日常办公设备均正常运转,表明此种接地形式可行且可靠。

参考文献

[1]GB 50343—2012建筑物电子信息系统防雷技术规范[S]

降阻材料 篇7

矿井通风阻力测定是矿井通风安全技术管理的重要工作之一, 矿井通风系统对矿井生产和安全起着越来越大的作用。随着矿井开采的逐步深入, 各采掘工作面的增加, 矿井主要通风机负荷增大, 同时由于开采的地质条件逐渐复杂, 通风线路变长, 导致通风阻力增大, 及时测定矿井通风阻力, 掌握其阻力分布情况, 为矿井通风系统改造和优化提供基础数据显得尤为重要。因此需要对通风网络进行调整[1,2]。根据《煤矿安全规程》的要求, 在调整通风系统之前, 必须掌握矿井通风阻力分布情况和矿井主要通风机的实际性能, 为改善通风系统提供依据[3]。同发东周窑煤业公司由于采掘活动的不断加大, 矿井需风量也增大, 因此矿井通风阻力也增大。为了减少矿井负压对井下通风设施的影响, 通过测定矿井通风阻力, 了解通风系统中阻力分布情况, 为降低矿井通风阻力提供科学依据。

1 同发东周窑煤业公司矿井概况

同煤同发东周窑煤业有限公司采用主斜井—副斜井—副立井—中央回风立井开拓方式。采用中央并列式通风, 通风方法为机械抽出式, 即在回风立井安装了两台AGF606-3.8-1.8-2型主要通风机, 其中一台运转, 一台备用 (主扇功率为:2500Kw、风压为:2750Pa、叶片角为:-100, 主扇排风量为18187m3/min, 外部漏风率0.6%, 有效风量17247m3/min, 矿井总进风量17985m3/min) 。根据瓦斯涌出量预测可知矿井为瓦斯矿井, 且取样分析5#煤层属自燃煤层, 煤尘有爆炸危险性。目前该矿布置有2个回采工作面、8个掘进工作面生产。

2 矿井通风阻力测定

2.1 测定方法

《煤矿安全规程》第119条规定:新井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定, 以后每3年至少进行1次, 在矿井转入新水平或改变一翼通风系统后, 都必须重新进行矿井通风阻力测定。

本次通风阻力测定利用矿井通风参数检测仪JFY-2按测点测定法。其原理是将井下各测段空气看作是不可压缩理想气体, 采用流体力学中的伯努利方程[4,5,6]计算测段通风阻力。

将一台矿井通风参数检测仪留在基准点 (副立井井口地面) , 每隔10min记录1次大气压值, 作为大气压力校正用;另一台按事先拟定的测点测定绝对静压、空气温度、湿度, 同时测定测段巷道断面、风速等参数, 直至测定完毕, 回到基准点, 如两台检测仪读数仍相等或读数差与定基准点时相等, 表明仪器性能良好, 测定的数据可靠[7]。

本次测定分2个测定小组进行。地面组1人监测并记录大气压力的变化;井下组2-3人分别进行巷道断面测量、风速测定, 空气温度、湿度、测点绝对静压测定, 并对上述基础参数进行记录。

2.2 测定内容及所需仪器

测定全矿井通风网络中主要风路的空气状态参数、巷道断面参数、风速、测点绝对静压等参数, 以计算通风阻力。

所需仪器:矿井通风参数检测仪JFY-2, 2台;低、中、高速风表, 各1台;秒表1台;5米卷尺1把。

2.3 测定路线选择及测点布置

测定路线的选择原则为:能够反映矿井通风系统特征的最长通风路线作为主要测定路线, 如其中有采、掘工作面等。其它通风路线则列为辅测路线。

根据目前该矿井的生产布局, 选择的测定路线如下:

主测路线:1-20-43-44-21-22-23-25-56-45-46-48-49-50-51-52-73-27-42-53-12-54-30-55

辅测路线:15-16-32-34-17-18

矿井通风网络图见图1所示。

2.4 测定步骤

(1) 测定前的准备。1) 确保仪器性能完好;2) 测定人员预先熟悉测定路线; (2) 现场测定。1) 定基准点。将2台气压计同时在基准点 (副立井井口地面) 读数, 并记下读数时间;2) 测定。根据通风阻力理论计算依据, 计算出同发矿井通风阻力。

3 测定结果分析

3.1 通风阻力测定误差分析

通风阻力测定误差是按主要通风机房水柱计读数计算出系统理论通风阻力与实测系统通风阻力相比较而得出的相对误差, 其值可按下式计算[8]:

式中:h-系统实测通风阻力, pa;h1-通风机房水柱计读数, pa。

同发东周窑矿井通风阻力约为2800Pa;而主扇通风机房水柱计读数为2750pa, 代入上述计算公式得出通风阻力测定误差为4.5%小于允许极限值5%, 结果表明测定数据合理可靠。

3.2 矿井总风阻及等积孔计算

矿井总风阻与等积孔是反映矿井通风难易程度的指标, 总风阻值越大, 等积孔越小表明矿井通风越困难。

A——等积孔m2;H——矿井通风总阻力pa;测定值为2880Pa;Q——矿井主要通风机总排风量m3/s;测定值为303.11 m3/s。

从上述计算结果得出:同发矿井总风阻为0.0304 N·s2/m8<0.355N·s2/m8, 等积孔为6.72m2>2m2, 因此矿井属于通风容易。

3.3 矿井通风阻力分布情况

同发矿井各盘区通风调节的阻力约为1600Pa-1900Pa, 约占整个矿井通风阻力的66.7%;总回风巷与回风立井的阻力为552Pa, 约占整个矿井通风阻力的19.1%;而其它巷道通风阻力较小。各巷道断面无明显变化且无杂物堆积, 因此对通风系统改造及优化首先在保证风量稳定的前提下改善各盘区通风调节设施。

4 通风系统优化

4.1 改造通风设施

由矿井通风系统图可知:同发矿井一采区、南部采区、三采区、二采区、西部采区属于并联通风。由并联风路特性可知:一采区、南部采区、三采区、二采区、西部采区风路阻力相等。

通过上述通风阻力测定结果可知:同发矿井通风阻力为2880Pa左右。一采区、南部采区、三采区、二采区、西部采区的调节阻力为1600Pa-1900Pa, 约占整个矿井通风阻力的66.7%;总回风巷与回风立井的阻力为552Pa, 约占整个矿井通风阻力的19.1%;而其它巷道阻力较小, 且断面变化较小, 且在井下实测过程中没有发现杂物堆积严重地方。因此通过改造通风调节设施以降低通风阻力, 即同时放大一采区、南部采区、三采区、二采区、西部采区的回风调节。

4.2 增加并联巷道

由阻力计算公式:h=Q2×R可知:降低矿井配风量可降低通风阻力, 降低矿井配风量增加并联巷道。目前, 同发矿井西回二巷与南回二巷已全断面贯通, 但没有构筑成通风系统, 整条巷道不能够作为回风巷而成为漏风巷道。因此, 在西回二巷与南回二巷中间构筑两道风桥横穿西胶带巷与西辅运巷并与西回风巷贯通, 使其构成通风系统, 不仅降低西回风巷、南回风巷的风量, 同时也降低西部风桥的配风量从而降低矿井通风阻力。

5 结论

(1) 通过利用矿井通风参数检测仪测定测点通风参数, 采用伯努利方程计算出矿井通风阻力约为2880Pa;并掌握了矿井通风阻力分布情况:各盘区通风调节阻力约占整个阻力的67%, 总回风巷与回风立井的阻力为552Pa, 约占整个矿井通风阻力的19.1%, 而其它巷道通风阻力较小, 为矿井通风系统改造及优化提高基础数据资料; (2) 基于通风阻力测定结果, 得出矿井总风阻为0.0304 N·s2/m8, 等积孔为6.72m2判断出矿井属于通风容易; (3) 基于阻力分布情况, 通过放大各盘区通风调节面积及新增并联巷道来降低通风阻力, 以达到降阻增风作用。

摘要：为了了解通风系统中通风阻力分布情况, 以便降阻增风。本文基于能量守恒定律, 利用矿井通风参数检测仪JFY-2按测点测定法, 并采用流体力学中的伯努利方程计算各测段的通风阻力。应用结果表明:该矿井通风阻力约为2880Pa, 其中各盘区通风调节设施的阻力约为1900Pa。根据测定的数据结果, 计算出矿井总风阻及等积孔大小, 从而判断出矿井通风难易程度。依据测定结果掌握矿井通风阻力分布情况, 为今后通风系统改造和优化提供准确数据依据。

关键词：通风阻力,矿井通风参数检测仪,通风系统,降阻分析

参考文献

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[2]黄寿元, 赵伏军, 李艳波.周源山煤矿通风阻力测定与分析[J].矿业工程研究, 2009, 24 (04) :34-37

[3]王衍生, 刘平, 尹经梅.矿井通风技术参数的测定与分析[J].矿业安全与环保, 2001, 28 (04) :37-38

[4]霍志潮, 龚子来, 潘德祥.荆各庄煤矿通风阻力测定与分析[J].华北科技学院学报, 2003, 5 (01) :20-22

[5]郭东相, 韩宝春.李雅庄矿通风阻力测定与系统分析[J].华北科技学院学报, 2004, 1 (03) :4-6.

[6]王福龙.方庄煤矿新井通风阻力测定与分析[J].中州煤炭, 2006 (06) :78-79.

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