接地装置设计及施工

接地装置设计及施工（通用8篇）

接地装置设计及施工 篇1

摘要：接地装置设计应根据接地装置实际情况, 事先充分了解适宜采取的措施有哪几种, 将这些措施综合应用在接地装置如设计和施工中, 并留有增补的余地和措施。施工完成后, 按规范要求严格检测。可以采取的措施有多种, 但如何根据实际情况选择最经济、最实用、施工方便并满足要求的方法, 则是设计人员在今后的设计中应该注意的问题。

关键词：变电站,电流,接地装置,设计

1 影响接地装置设计的因素

接地装置的电位Ug=IR, 因此要想使接地装置的对地电位满足要求, 其一, 要降低接地电阻R;其二, 要使入地电流I减少。

1.1 影响土壤电阻率的因素

a) 砂的含水量与电阻率的关系。含水量越大则电阻率越小, 根据这些特性, 有些地方或利用地下水作为降阻措施, 或敷设水下接地网作为降阻措施, 这些措施都可以有效降低接地电阻。

b) 温度与电阻率的关系。当水分由水变为冰时, 电阻率在0℃出现一个突然的上升, 当温度再下降时, 电阻率出现十分明显的增大, 而温度从0℃上升时, 电阻率仅平稳地下降, 因此, 接地装置应埋设在多年冻土层下, 一般埋深为0.6~0.8m即可。

c) 土壤的致密与否对电阻率的影响也是很大的, 其根本原因是土壤越致密则接触电阻越小, 为此, 接地装置敷设后, 要夯实回填的土壤, 让其与接地体致密接触以减小接触电阻。另在接地体周围小范围内采取物理或化学的降阻措施, 使接地电阻大大减小, 实际上也包括了消除接触电阻的原因在内。

1.2 影响入地电流的因素

当接地短路发生在接地网内时

入地电流I= (Imax-Iz) (1-Kn)

式中Imax--接地短路时的最大接地短路电流, A;Iz一发生最大接地短路电流时, 流经变电所接地中性点的最大接地短路电流, A;Kn一变电站内短路时, 避雷线的工频分流系数。

当接地短路发生在接地网外时

入地电流I=Iz (1-Kf2)

式中Iz一发生最大接地短路电流时, 流经变电所接地中性点的最大接地短路电流, A;

Kf2一变电站外短路时, 避雷线的工频分流系数。

由以上公式分析, 入地短路电流的大小与流回变电站接地中性点的短路电流、架空地线的分流系数有关, 接地短路发生在接地网内时, 为了使变电站所供给的短路电流不经过大地而直接流回变压器接地的中性点, 应加大中性截面, 减小其流回电阻, 同时增大变电站内短路时, 避雷线的工频分流系数Kn, 接地短路发生在接地网外时, 为了减小短路电流流回变电站接地的中性点受到的阻力, 应加强开关站与变压器地接地带的敷设, 采用良导体架空地线并充分利用架空地线的分流作用。

通过以上分析, 降低接地电阻和人电电流可以降低地电位, 保证设备和人身安全, 但单纯为满足接地装置地位2000V的要求, 而采取一系列的措施势必造成技术的困难和经济的浪费, 即使入地电流I为10KA, 其R值也要求不大于0.2Ω, 况且随着电力系统短路容量的增加, 入地短路电流一般均大于10KA, 在有限的接地网内要达到如此小的接地电阻, 困难是比较大的。因此DL/T621-1977《交流电气装置的接地》又规定若不满足此要求6.2.2, 则应满足本标准的要求且不大于5Ω, 但要求采取防止转移电位引起的危害、防止站内3~10KV避雷器受到反击并难处接触电位差和跨步电位差, 从而发送站内电位的分布, 形成一个均衡的等电位均压接地系统。所以降低接地电位并不是保证设备和人身安全的唯一手段, 均衡等电位均压和快速限流是保证设备和人身安全比较经济的方法。

1.3 均压和限流

变电站均压一般采用在站区设计外缘闭合以水平接地带为主的人工接地网, 其网内敷设若干均压带并选取合理埋深, 并且站内不同用途和不同电压的电气装置使用一个总的接地装置。增加均压带在一定程度上是可以减小最大接触系数的, 但由于均压带越密, 电流分布越不均匀的缘故, 最大接触系数最多只能减小到0.1~0.15, 所以在实际工程设计中一味地采取堆积钢材来达到均压和降低接地电阻的措施是不可取的, 应采用不等间距网格法设计接地装置, 使接地装置形成一个均压的等电位, 减小接触电位差和跨步电位差, 确保人员和设备安全。

限流是为了减小人体被电击时通过的能量, 可采用快速继电保护迅速切除短路, 使人体所受电击时间限制在1s (应为以下0.2s及以下) 敷设碎石、砾石或沥青混凝土等高电阻率的路面结构层, 用以增加人体被电击时的串联电阻, 将通过人体的电流限制在与电击时间相对应的安全限度内。

2 接地装置设计的要点和措施

2.1 接地装置设计要点

a) 虽然接地装置的电阻主要与接地装置的面积有关, 加在地网上的2~3m的垂直接地极, 因对减小接地电阻的作用不大, 仅在避雷器、避雷针 (线) 等处作加强集中接地散泄雷电流用, 或为稳定地网在中间或外缘设置几个垂直接地极。

b) 接地装置的网孔大于16个均压要求除外, 接地电阻减小很慢, 对大型接地网, 网孔个数也不宜大于32个。过分增加均压带根数并不能无限制地减小最大接触系数, 实验研究最大接触系数最多只能减小到0.1~0.15。所以应采用不等间距风格法设计的接地装置。

c) 接地网埋深达一定时, 一般取0.6~0.8m, 接地电阻减小缓慢。

d) 在小面积地网内, 采用置换或化学方法改善接地体附近的高土壤电阻率, 对减小接触电阻有效果, 对减小接地电阻作用不大。

e) 接地装置的四角做成圆弧形可以显著改善接地网外直角处的跨步电势。四周也要采用不均匀风格并逐步向四周外加深接地体的埋设深度, 一般为1.0~1.6m。

2.2 接地装置设计的常用措施

常用措施一般有如下种, 它们均有成功经验, 在工程中可以根据具体情况进行选择。 (1) 采取不等间距布置来均衡地网电位 (2) 电位隔离 (3) 利用地质钻孔埋设长垂直接地极 (4) 水平接地带换土与加降阻剂交替使用 (5) 长垂直接地极加降阻剂 (6) 利用地下水的降阻作用 (7) 引外接地 (8) 所内超深井接地 (9) 利用架空地线杆塔接地系统。

3 接地引下线的设置

电力行业标准中仅对接地引下线的截面作了要求, 即应不小于热稳定所允许的截面, 并按工程的使用年限计及考虑腐蚀的影响, 而对每个设备接地引下线的根数未作具体要求, 在实际不同工程中对此有不同理解。

据相关资料指出, 高压系统的雷电过电压、操作过电压和短路事故等都会通过干扰源 (避雷器、电容器、电压互感器、电流互感器及其它带电容设备) 进入二次系统, 在二次回路上产生很高的干扰电压, 引起保护误动和器件绝缘击穿事故。因此近年来十分强调除在此回路采取相应的抗干扰措施外, 还对高压电器接地引下线的有关问题提出要求。有的地区如电流互感器用两根引下线分别接在地网纵横接地带上电容式电压互感器除用两根接地引下线外, 设备三相之间还有连线。接地引下线增加根数加大截面的目的是为了减小引下线的波阻抗, 从而降低来自高压系统的干扰电压。

在实际工程中, 一般做法是对设备基础的形式进行分类, 每相设备为独立基础的, 则每相设备双接地, 若三相合用基础, 则每个基础双接地, 采用这种方法, 一方面可以保证设备的安全, 另一方面可以节约钢材, 减小施工难度。

4 接地材料的选择

变电站容量的扩大对接地装置安全运行的要求更为严格。在我国, 接地装置所用的材质主要为普通碳钢。接地装置腐蚀通常呈现局部腐蚀形态, 发生腐蚀后, 接地装置碳钢材料变脆、起层、松散, 甚至发生断裂。近年来, 部分经济发达地区开始采用铜材。铜材的性能比钢材好导电率高、热容量大、耐腐蚀性强, 但其价格却较昂贵, 差不多是钢材的7~8倍, 接地装置综合造价约相差2~3倍。因此, 在实际工程中, 因地制宜地进行技术经济比较, 土质腐蚀性强的地方可考虑采用铜材作地网, 设备对一接地要求较高的和电压水平高的 (500KV及以上电压等级的) , 也可考虑选用铜材。

5 结论

随着电力系统的发展, 故障时经接地装置流散的电流愈来愈大, 接地体的电位也随之升高。由于接地装置的缺陷而造成的电力事故也屡有发生, 所以, 接地装置的设计问题已受到人们的普遍重视。为使今后变电站的接地装置设计的更安全、可靠, 特对其接地装置的设计作如上浅析。

接地装置设计及施工 篇2

关键词：电气设备；接地装置；运行；维护

中图分类号：TM862文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）18－0043－02

接地装置是指埋设在地下的接地电极与由该接地电极到设备之间的连接导线的总称，其在城市供配电系统安全运行中有着极其重要的地位。而电气设备接地是保证电气设备正常工作和安全防护的重要措施，其可以降低电气设备绝缘水平、确保电力系统安全运行、确保人身安全、防止静电干扰等，从而避免人体触及漏电的电气设备时造成事故。目前，随着经济的日益发展，人们对用电设备的需求也不断增加，但由用电而引起的事故也与日俱增。引起用电事故原因的其中之一就是用电设备接地装置不规范、不合格。因此，为了确保人们用电安全，文章在此主要就电气设备接地装置的运行及维护展开探讨，以供参考。

1接地装置的分类

1.1工作接地

是为满足电力系统或电气设备的运行要求，而将电力系统的某一点进行接地，如电力系统的中性点直接接地。

1.2防雷接地

是为防止雷电过电压对人身或设备产生危害，而设置的过电压保护设备的接地，如避雷针、避雷器的接地。

1.3保护接地

是为了防止电气设备的绝缘损坏，将其外露导电部分接地，使金属外壳对地电压限制在安全电压内，如变压器的金属外壳、电气设备的传动装置、接线盒和终端盒的金属外壳等。

1.4重复接地

在低压配电系统的TN－C系统中，为防止因中性线故障而

失去接地保护作用，造成电击危险和损坏设备，对中性线进行重复接地。一般，重复接地点为：架空线路的终端及线路中适当点、四芯电缆的中性线、电缆或架空线路在建筑物或车间的进线处等。

2电气设备接地装置的相关内容

2.1电气设备接地技术原则

（1）各种电气设备均应根据国家标准（GB14050－1993）《系统接地的型式及安全技术要求》进行保护接地。

（2）一般，不同用途和不同电压的电气设备应使用一个总的接地体，同时应将建筑物金属构件、金属管道与总接地体做等电位联结。

（3）人工总接地体不宜设在建筑物内。

（4）接地线与接地体的连接宜用焊接；接地线与设备外壳的连接宜用螺栓连接或焊接。

（5）电气设备应采用单独的接地线，不允许一个接地线上串联数个电气设备。

（6）总接地体的接地电阻应满足各种接地中最小的接地电阻要求。

（7）设计接地装置时，应考虑土壤干燥或冻结等季节变化的影响，接地电阻在四季中均应符合本标准的要求，但雷电保护接地的接地电阻，可只考虑在雷季中土壤干燥状态的影响。

2.2电气设备接地装置的技术要求

2.2.1变电所或配电所的接地装置

（1）接地体宜采用长度不小于2.5 m，直径不小于12 mm

的圆钢或截面不小于25 mm×4 mm的扁钢，采用热镀锌材料。

（2）接地体的形状选择最好采用以水平接地体为主的人工接地网，使水平接地体成为闭合环形；接地体应水平埋设在变电所或配电所的墙外，在一般情况接地体的埋设深度＞0.6 m，为降低接触电压和跨步电压，要求水平接地体局部埋设深度＞1 m，并应铺设50～80 cm厚的沥青碎石地面，宽度超出接地装置2 m左右。

（3）在变电所或配电所中，一般应采用水平接地线为主，带有垂直接地极的复合型地网；接地网的埋设深度应伸入当地下层非冻结土壤中，且最小埋设深度不得小于0.6 m。

（4）变电所或配电所内的主变压器的工作接地和保护接地要分别与人工接地网连接。

（5）变电所或配电所内的避雷装置宜与工作接地和保护接地分开，设置独立的接地体系。

（6）接地电阻的确定：在变电所或配电所，其接地电阻的基本确定公式为：

R≈0.5P/S

式中，P：土壤电阻率；

R：接地电阻；

S：接地网面积。

2.2.2易燃易爆场所的电气设备的保护接地

（1）易燃易爆场所的电气设备均应接地，并在管道接头处敷设跨接线。

（2）在1 kV以下中性点接地线路中，当线路过电流保护为熔断器时，其保护装置的动作安全系数不小于4；当线路过电流保护为断路器时，动作安全系数不小于2。

（3）接地干线与接地体的连接点不得少于2个，并在建筑物两端分别与接地体相连。

2.2.3直流用电器的接地

（1）对直流设备的接地，不能利用自然接地体作为保护导体或重复接地的接地体和接地线，且不能与自然接地体相连。

（2）直流系统的人工接地体，其厚度不应小于5 mm，且优先选用耐腐蚀材料，并要定期检查侵蚀情况。

2.2.4手持式、移动式电气设备的接地

（1）接地线应采用截面不小于1.5 mm2的多股铜芯线作专用的接地线，单独与接地网连接，不可利用其他电气设备的零线接地，零线（中性线）和保护接地线应分别与接地网连接，也不允许此芯线通过工作电流。

（2）为保证接触良好，接地线与电气设备或接地体的连接应采用螺栓或专用的夹具。

3电气设备接地装置的运行维护

接地装置运行中，接地线和接地体会因外力破坏或腐蚀而损伤或断裂，接地电阻也会随土壤变化而发生变化，因此，须定期对接地装置进行维护和检查。

3.1检查周期

一般，接地装置的检查周期为：①手持式、移动式电气设备的接地线，应在每次使用前进行检查；②各种防雷装置的接地系统，应在每年的雷雨季节到来之前检查一次；③工厂生产车间机械设备的接地系统，其检查周期应根据车间的具体情况而定，通常为1 a；而埋设在有腐蚀性土壤中的接地装置，其检查周期宜适当缩短。

3.2检查内容

一般，对接地装置进行检查，则是检查接地装置各连接点的接触是否良好、是否有损伤、折断或腐蚀现象；定期测定接地装置的接地电阻率和回路电阻；定期检查接地体有无冲刷和外力破坏等。

另外，对电气设备进行检修或拆装后，应检查设备与接地线连接、接地线与接地网的连接是否牢固可靠，并检测接地电阻是否符合要求。

3.3接地装置的维护

首先，可采用观察法，观察接地系统是否有异常现象，如破裂、断线、变形、松动、漏油、漏水、污秽、腐蚀、磨损、变色、烧焦、冒烟、打火、有杂质异物、不正常的动作等。

其次，可以靠听声音来判断接地设备是否运行正常。电气设备接地装置在运行的过程中，其所发出的声音会呈现出一定的规律性，如其出现异常时则声音会出现异常，因此在维护时则可通过细心倾听接地系统在运行时的声音，以辨别其是否运行正常。

第三，可采用“闻”来辨别接地系统是否存在异常。在检修过程中，检修人员如闻到了一些异味时，则应细心对其进行检查，以及时发现问题并将其解决，从而确保接地装置的正常运行。

第四，可借助仪表设备对接地系统进行检修，如万用表、微安表、电压表、试电笔等仪器工具，以检测机器设备是否有漏电现象、接地电阻率是否超出规范允许的范围等。

4结束语

综上所述，电气设备接地装置的正常运行与维护，是保证人身安全、电气设备高效运行的重要措施。在本文中主要分析了接地装置的分类、电气设备接地装置的技术原则和技术要求、接地装置的运行维护等，以期能保证人们用电安全及设备的安全稳定运行。

参考文献

1 王鹏.浅谈电气设备接地装置的设置及检查维护［J］.北京电力高等专科学校学报，2009（08）.

2 谷长发.电气设备接地技术及运行维护［J］.经济技术协作信息，2009（18）.

3 王久增.接地装置出现故障涉及到供电的安全性［J］.电气工程应用，2008（1）.

Grounding Device for Electrical Equipment Operation and Maintenance

Li Xia’ning

Abstract: Grounding device in the city for the safe operation of the power distribution system has an extremely important position, is to ensure the normal operation of electrical equipment and an important security measure. Article analyzes the grounding device classification, electrical equipment grounding principles of technology and technical requirements, grounding equipment operation and maintenance, with a view to ensure the electrical equipment and personal safety.

接地装置设计及施工 篇3

配电线路施工中接地装置关乎生命问题, 切不可敷衍了事, 我们知道, 接地装置的作用主要是将雷产生的电流引入到大地, 从而起到保护作用, 避免触电。由此看来, 接地装置的重要性不容忽视, 如果没有提供高质量的接地装置施工技术, 则会存在安全隐患, 进而影响人们的生产生活, 甚至危及生命。本文主要探讨配电线路施工中接地装置施工技术。

1 配电线路

配电线路是指将电流运送到各个单位。随着配电设备的日益更新, 工作人员要熟练掌握流程, 掌握相关的专业知识和技能, 并积极参与到实践当中。对于一些配电线路老化、经常出现问题的线路, 要及时更换, 并制定出一系列的修改方案。定期对这些配电线路进行检查, 如发现问题, 及时向上级领导反映, 把损失降低到最小。

2 接地装置

接地装置主要包括两方面:接地体和接地线。所谓接地体, 就是直接与大地进行接触的金属导体, 将雷产生的电流引入到大地中。接地线则是和大地直接接触的导线, 接地线工作是一项重要的技术, 在操作中要严肃认真, 保持严谨的工作态度, 增强安全意识, 以免发生触电危险。为了电力快速稳定地传输, 可以对自然接地体进行勘测, 如果满足条件, 便可投入使用, 并保证电力传输的稳定性和安全性。此外, 还可利用人工接地装置来保证周围环境的安全。

3 施工技术

施工技术要求严格, 施工过程中要严格遵守各项规章制度, 对施工技术要加强管理。施工技术人员要通过不断培训, 提升自身业务素质, 刻苦钻研, 进行实践, 积极向有经验的人员学习, 熟练掌握技术, 从而不断完善自己。

4 存在的问题

1) 接地装置施工中, 所选取的材料质量不合格, 将不合格的材料流入到施工建设中。或者由于员工的管理不善, 没有保护好材料。

2) 实地勘测不全面, 研究不透彻。

3) 员工职责不明确, 没有将责任具体到个人。

4) 员工缺乏团结协作能力, 缺乏部门凝聚力。

5 改善措施

1) 在施工所选取的材料中, 要对质量严格把关, 不进不合格的材料, 不贪图小利, 危害大家。要对提供材料的商场进行实地考察, 以便了解情况。

2) 除了要进行岗前岗内的理论培训外, 还要加强实践锻炼能力, 勘测准备安装接地装置的土壤及周围环境, 发现问题及时向上级反映。工作人员还应热爱本职工作, 积极创新, 努力设计出低成本、高效益的方案。

3) 各个岗位员工分工应当明确, 将责任具体到个人, 哪里出现问题就可以直接找到负责人了解情况。实行奖罚分明制度, 规范员工行为, 提高员工的工作积极性。严格遵守各项法律法规, 加大对违法犯罪行为的打击力度。

4) 多举办一些团队活动, 比如竞赛、讲座等, 增强员工之间的感情, 培养出互帮互助、团结友爱的良好氛围, 注重集体的作用。可以评比几个团结有爱、优秀的团体, 进行物质或者精神的奖励。养成团体争当第一的风气, 团结协作把工作做好, 为团体乃至社会奉献出自己最大的力量, 发挥出自己的巨大作用。

6 结语

接地装置在整个配电线路施工中起着无法替代的作用, 相关人员要严谨认真, 不能出现任何问题, 这样才能保证电的快速传输。工作人员要加强实践能力, 不能只注重理论, 只有理论结合实际才能不断提高自己的技能。而且对于接地装置来说, 要进行实地勘测, 对土壤及周围环境进行严格考察, 所选取的材料要进行严格把关, 做好前期准备工作, 才能为以后的工作打下基础, 保证质量。虽然在配电线路施工中, 接地装置施工方面和配电线路施工方面还存在不足, 但是, 如果我们齐心协力就一定会把这些不足消除掉, 共同为我国的电力配置及输送奉献出自己的一份力, 一起为我国的美好前景努力。

摘要：随着我国经济实力的不断增强, 人们的生活水平随之提高, 对电力的需求也在不断增加, 人们在生活、学习、工作等各方面都涉及到电, 因此配电线路中的接线问题就显得尤为重要。若接线出现问题, 将给人们的生产生活带来极大的不便, 由此造成的损失不可估量。因此要高度重视接线问题, 保证电力的快速安全传输, 并发挥出巨大的作用。

关键词：配电线路,接地装置,施工技术,存在问题,改善措施

参考文献

[1]董升涛.浅谈输配电线路接地装置技术的质量控制[J].黑龙江科学, 2013 (11) :41.

[2]汪哲亮.阐述某工程建筑电气安装与施工技术[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011 (27) .

接地装置设计及施工 篇4

1 接地装置的重要性

设置防雷接地装置的目的包括两个方面:其一是防雷, 就是将雷电通过接地体引入大地, 以此保证建筑、人身以及财产的安全;其二是接地, 接地包括工作接地、保护接地及防静电接地, 就是通过接地体将漏电电流及静电引入大地, 以此保证人身及电气设备的安全。

2 建筑接地装置的组成形式

(1) 由自然接地体组成的接地装置:这种接地体是天然存在于建筑物内部的, 不是人工构造的, 能够将雷电倒入地面, 使建筑物受到保护, 避免被损坏。这种装置在自然界中不常见, 但在建筑物内部, 则以接地体的形式被广泛应用。

(2) 由人工接地体组成的接地装置:这种接地体是指在建筑物修筑过程中, 通过人工修筑的, 主要功能是将雷电倒入地面, 以防止建筑物遭到雷击。常见的人工接地装置主要有圆钢、扁钢及角钢等。人工接地体根据埋藏方式不同, 可以分为水平式的和垂直式的, 这两种方式在建筑物中被经常用到。以下就几种人工接地体的具体情况进行简单介绍:其一, 在一些老旧的建筑物中, 通常具有简单的防雷装置, 但防雷效果并不好, 对其进行改造, 便成了具有良好防雷功能的接地装置。其二, 在一些新建的建筑物中, 由于施工不当, 或者其它人为因素, 使得防雷装置达不到避雷效果, 这时, 常对该装置加以改造, 以到达防雷功能。其三, 在有些建筑物中, 并没有设置自然接地体, 使得建筑物经常遭到雷击, 给人们经济造成严重损伤, 这时需要安装特定的防雷装置, 才能起到避雷效果。这类防雷装置通常由一些电力设施改造而成, 如电力设备、通讯设备、军用设备等。其四, 有些建筑物, 由于具有特殊的功能, 采用自然接地体, 并不能取得良好的防雷效果, 必须采用人工接地装置, 才能使建筑物避免遭到雷电损害。

(3) 混合型接地装置:这种避雷装置是自然接地体和人工接地体的组合, 将二者的优越性能充分的展现出来。建筑在修筑之前, 都会在设计图纸中预留一些接地位点, 以防止接地体不能满足防雷效果时, 作为预备使用。当建筑物中的避雷装置不能发挥防雷效果时, 需要在预留位置处接上一些装置, 使其和原有旧建筑物连接在一起, 使预留点和建筑物连接在一起, 进而起到防雷效果。这种混合型装置在现代建筑物中被广泛采用, 起到良好的防雷效果。

3 建筑接地装置施工管理

R32建筑接地装置的施工管理通常包含以下几个方面:

(1) 施工前控制。在施工之前, 需要做好以下几个方面的工作, 才能有效控制接地体施工质量:其一、在施工之前, 管理人员应对施工图纸全面分析, 对接地体在建筑物中的具体位置、接地体的做法、数量及接地体在整个建筑物中的分布特征等, 进行详细了解, 以确保在施工中, 能够做到准确施工, 即使出现一些施工问题, 也能根据实际情况, 采用相应的措施给予解决。其二、对整个建筑物的大体结构具有详细了解之后, 接地体的具体位置也十分确定, 这时需要根据施工情况, 对接地体施工所需要的材料进行分析, 并做好材料供应商的挑选工作;此外, 还需要对施工所需要的机器设备、人员数量及具体的施工方案进行详细预算, 才能保证施工造价控制在合理价格之内。其三、最好施工之前的准备工作。在施工之前, 应将接地体的具体位置、数量及整体分布等详细的讲述给施工人员, 让他们及时了解接地体的具体做法, 并就施工中出现的一些问题能够及时解决。此外, 在接地体施工中, 还涉及到一些技术规范、焊接要求及关键点设置位置等, 这些直接关系到接地体的施工质量, 应在施工之前给予重视, 并做好检查、复检等工作, 以确保整个建筑工程的施工质量。

(2) 施工过程控制。施工过程控制包含以下几方面: (1) 施工人员的控制:施工人员的操作技能直接关系到接地体施工质量的还坏, 所以在施工之前, 应对他们进行严格培训, 将施工中需要注意的关键环节清楚的讲述给他们;此外, 在培训时, 还需要采取考核手段, 参加培训的员工只有通过考核, 拿到施工证件, 才能进入施工过程。采用这种做法, 能够有效提高接地体施工质量。 (2) 材料、机具的控制:材料是接地体施工中重要的组成部分, 如应根据焊接要求, 选择规格、尺寸及类型相同的焊条;接地体的材质、类型也要符合施工要求;在接地体施工中, 如果采用钢材作为接地体, 所选择的钢材类型、尺寸等都要符合施工要求;另外, 所选择的钢材的直径应大于10mm, 才能满足施工要求。 (3) 施工质量控制:在接地体施工中, 通常用到电焊, 为了提高焊接质量, 应选择质量较高的焊条, 同时还要控制好焊接长度及焊接工艺;焊接长度的要求为, 扁钢的焊接长度不能大于其直径的2倍, 如果接地体为圆钢, 焊接长度应大于其直径的6倍, 并且采用双面焊接, 才能保证焊接质量;如果接地体为扁钢, 这时应增加其接触面积, 并将钢管弯成弧形, 同时采用双侧焊接, 才能满足焊接要求。焊接工艺的具体要求为, 焊缝应饱满, 不能出现凸凹不平现象, 焊接部位不能出现夹渣、焊瘤及气泡等。除此之外, 还应对以下关键节点进行把控:a.接地体施工时, 需要对接地体的桩做处理, 通常将其分为两道, 使接地体钢筋能够及时安装;但严禁用其他物体敲打桩头, 使桩受到损坏。b.对无基础地梁的接地网应按投计大小选用热镀锌扁钢引接。c.接地体埋设深度也应给予重视, 才能保证避雷效果。一般请款下, 接地体的埋设深度控制在0.6m左右, 距离建筑物的水平距离不小于1.5m, 两个接地体之间的水平距离应控制在5m左右。

(3) 接地电阻测试。当基础回填土后便可进行接地电阻测试, 通过将测得的接地电阻测试值与施工图设计说明中的接地电阻设计要求进行比较来判定接地装置是否符合设计要求。如果接地电阻测试值与设计要求相符, 就说明该接地装置符合设计要求;如果接地电阻测试值与设计要求不符合, 就说明该接地装置不符合设计要求, 需要采用增加人工接地体的方式来降低接地电阻值, 直至所测的接地电阻值符合设计要求。在接地电阻测试时应注意以下要点: (1) 接地电阻测试仪应取得有检测质资的检测机构所出据的检测合格证后方能使用; (2) 使用手摇接地电阻测试仪进行测试时, 要保证电位探捧和电流探捧的间距达到20m; (3) 在下雨后或土壤吸收水分太多的时候, 以及气候、温度、压力等急剧变化时不能测量, 以免影响测试数值; (4) 接地电阻测试时仪表应水平放置, 且应调整表盘指针, 使指针位于中心线上。

4 结束语

总而言之, 建筑接地装置施工涉及的内容很多, 其施工质量很容易受到机具、材料及人为因素的影响, 因其施工质量直接关系到建筑的安全, 因此, 不允许有一点疏漏。

参考文献

接地装置设计及施工 篇5

1 变电站接地的各种形式和接地方法

1.1 防雷接地

接地过程中保持防雷接地与电气设备的距离应当以远为佳, 并且按照就地原则进行。防雷接的接地方法主要为把防雷电保护装置 (避雷线、避雷针、避雷带、避雷器等) 向大地泄放雷电流, 然后直接雷装置。户内变电站则需要将避雷、防雷的装置安放在房屋顶部, 这种方法十分常见。避雷带引下线常常会和其它接地体、房屋建筑物的金属体相碰, 这种现象目前不可避免。其原因是因为场地空间因素所造成的。因而采用等电位是唯一的接地方法, 可把各个层楼面以及墙体的金属件联合为一个大的整体。

1.2 工作接地

电气装置在使用过程中常常需要其它辅助要素才能正常工作, 这就需要借助于工作接地的作用了, 该接地在目前实际的施工中得到了极为广泛的运用。例如以下接地就经常运用到工作接地:直流绝缘监测接地、交流中性点接地、通信电源正极接地等等, 这些接地能够坚持就近原则后直接和主接地网连接, 还可以经过部分阻抗后再接地。

1.3 保护接地

1.3.1 高压系统设备接地:

一个设备或一组连在一起的设备利用一根引下线独立接地是高压系统设备接地的原则。有时需要用两根接地线进行分别接地, 特别是对于具有二次元件的一次设备。采取这类措施对于一些不良现象有着很好的预防作用, 如:高压电穿入二次回路、一根接地线断裂、出现二次设备毁坏等。

1.3.2 低压系统设备接地:

TN2S系统、TN2C2S系统、TN2C系统、TT系统、IT系统是低压系统设备接地的五种形式。其中, 变电站中运用TT系统最为科学, 这是因为TT系统的PE线属于直接接地, 变电站基本都保留着完整的接地网, 给PE线与接地网的连接带来了方便。另外, 装置的外露导电部分也能与至PE线直接接地, 而电源零线与PE线隔离后对触电保护器的准确动作有着较大的保护意义。

1.4 屏蔽接地

屏蔽接地能够把电气干扰转入大地, 这是它的主要作用, 能够降低外来电磁干扰对弱电设备的负面作用, 减少弱电设备所带来的阻碍, 避免其他弱电设备遭到影响。以下三种是屏蔽接地的主要形式:

1.4.1 建筑屏蔽接地:

在距离范围为5m～8m的地方安装1根接地引下线, 可坚持就近原则接地, 屏蔽接地可作为强电接地, 主要接地方法也要按照建筑物的详细情况来定。

1.4.2 弱电设备的相关接地

主要部位是外壳、屏、柜、箱的屏蔽接地, 需按照就近接地原则接地且为弱电接地, 在很多的设备厂家中, 常常将设备外壳和屏柜采用专用的接地端子。

1.4.3 低压电缆屏蔽层接地

电缆屏蔽层包括外屏蔽和内屏蔽, 外屏蔽作为一切电缆芯外设置屏蔽层;内屏蔽属于弱电接地, 作为电缆内部的电缆芯设置屏蔽。这是由于流入接地网的短路电流存在分流时, 会破坏电缆并对电子设备的功能造成影响, 而低压电缆屏蔽层承受大电流的能力弱, 基本无法承受, 因此只能一端接地。高压配电装置是很多控制电缆的来源, 因出现故障把高压电传入控制电缆后将对二次设备构成损坏。由此可知, 控制电缆的屏蔽层需和二次设备室的环形接地网相连, 自动化通信的电缆与接地铜排处相接。

1.5 逻辑信号接地

逻辑信号接地作为微机系统的参考电位, 还能称为信号接地及数据线接地。3V、5V工作电压就可满足微机系统的需要, 时钟数字脉冲的频率从几MHz至几GHz。在设备外的数据线与远距离的外围设备通信时, 在数据线上的不同电位将为装置间提供了一个低阻抗, 引起高频电噪声和瞬时电噪声。逻辑信号接地不能乱接, 低噪声或电压可能引起数据中断, 高瞬间电压将破坏芯片, 阻碍了微机系统的正常运行。设零电位母线是处理强、弱电接地混接问题的有效途径, 在实际的操作中应该多方面优化:

1) 母线接地点与强电接地保持较大的距离。由于大量设备接地时都提倡就近原则。但母线接地点需与强电接地保持足够大的距离, 为避免强电对弱电的影响, 弱电系统的接地必须与远离防雷接地。

2) 耐压不得低于弱电设备的耐压值。非接地部分必需与大地和主接地网绝缘, 这是由于此母线属于专用的接地装置。采用热塑套绝缘, 保持耐压不得低于弱电设备的耐压值。

3) 接地母线禁止出现一、二次设备的接地。若将二次保护接地与此相连将击穿互感器一、二次绕组, 扩大了该母线的电位, 对弱电设备构成威胁, 因而该接地母线禁止出现一、二次设备的工作接地。

4) 接地母线长度需合理。接地母线长度需要根据具体情况进行研究, 接地母线不能太长主要是为了减小一次电流所产生的感应电势, 对于较长的通信线路应采用光缆, 对于距离较长的开关室可分片设置接地母线。

2 主接地网的具体施工操作

根据《交流电气装置的接地》 (CD/T621-1997) 中的要求, 需要按照各变电站的地质情况决定主接地网的实际埋设深度, 通常深度大小在0.6m以上。变电站经过填高处理后能防止外水倒灌和洪水带来的破坏, 而废渣作为当填土材料能节省经济开支。这是因为土壤电阻率比达到了400Ω·m, 不适合进行接地电阻。需要把主接地网两敷设于原土层;填土层过高将带来施工敷设、运行查找的困难, 造成接地引下线长度过大, 扩大了引下线的电阻。

把填土层控制在1m内可使主接地网敷设于原土层0.2m以下, 深度控制在1.2m, 这种设置方式对于施工以及检查工作很有帮助。若填土层大于1m后, 主接地网敷设深度要保持在填土层0.8m以下。

3 户内接地网具体施工方法

将环形接地网、接地干线、均压带设置在设备区四周, 能够有效地确保户内设备接地, 达到户内设置接地网的条件, 给各个电气设备实现就近原则带来方便。环形接地网的方式为点与户外接地网相连, 距离相隔5m～8m。水平接地体在户内、外接地网的连接中发挥了较好的保护作用, 避免建筑施工过程中出现不同的问题。常常是因为接地施工的隐蔽性隐藏了漏接, 当水平接地体的间距在5m以上时, 水平接地体可进入户内。

铁附件最多采用的是8mm或10mm槽钢, 土建预埋铁附件截面能够达到短路电流的热稳定需要。需要强调的是接地过程应将一块100mm长的接地扁钢在此复焊眯起, 其目的是保持槽钢接头处的顺畅。

4 接地材料的选择

选择接地材料时需要综合考虑, 钢材是最为常见的接地材料。短路电流过大时, 变电所需降低施工难度, 此时可选择铜接地。腐蚀方面应该根据土壤的具体环境决定材料。从部分投运时间长达10a的接地网来看, 部分钢材完好如初, 只是在焊接处和距空气接近处出现了锈蚀;少数锈蚀较为严重。这就提醒设计者在设计时需考虑到腐蚀情况, 根据当地实际的腐蚀数据进行材料设计。笔者认为地方相关部门需要对材料生产进行调查研究, 总结出科学实际的资料提供给施工单位的设计者, 以做好抗腐蚀预防工作。笔者总结出下列几点:

1) 加大截面:不适合运用与腐蚀严重的地区不, 这是因为截面过大会给施工带来阻碍。

2) 镀锌:主要用于腐蚀一般的地区。不适合在重盐碱地区使用, 例如:沿海地区、化工厂等。

3) 防腐涂料:施工过程工艺简单, 且材料价格不高。但是防腐材料作用的持续时间较短, 使用寿命周期短。因而, 使用效果不是很理想。

4) 铜材料接地:当前分为铜包钢, 将一层1mm厚的铜复在接地钢材外;还有全铜线, 全铜线材料运用与于接地装置, 包括:铜绞线、扁铜。铜接地的连接工艺的主要方式是火泥熔焊;该方法结合化学反应时形成的超高热对接头进行内铜、钢互相融合, 以此实现熔接法。这种方式将分子结合作为连接点, 其优点为时间的推移不会出现松弛或老化。但此工艺应配用特制的模具和药粉, 且材料价格昂贵。相反, 使用铜绞线时由于以成捆出货, 可大大减少接头数。防腐涂料、铜包钢是当前主要的新型接地材料。

5 结语

综上所言, 110kV变电站接地系统设计及施工过程中需要结合各种不同的接地情况进行选择, 综合考虑到实际的施工要素和方案的可行性, 避免出现强、弱电混乱接地的情况, 需使用等电位、均压等方式来科学地组成接地网。

参考文献

[1]孟庆波, 何金良.降低接地装置接地电阻的新方法[J].高电压技术, 1996, 22 (2) :67-68.

接地装置设计及施工 篇6

在建筑项目施工时, 电气工程是其中很重要的一个环节, 而弱电系统的设计是否合理将直接影响着建筑本身的价值, 接地设计是建筑施工前的准备工作, 对接地设计的优化改进可显著增强智能建筑弱电系统的稳定性。

1 设备连接和接地

①我国对建筑中的设备接地及连接作了明确的规定。如对建筑本身结构中的各种导电体要进行合理的电位连接, 其主要包括:建筑物内的水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道;PE、PEN干线;电气装置接地极的接地干线;建筑物金属构件等导电体。②在接地材料的选择上要严格把关, 接地所用的导体必须采用铜质材料, 禁止铜质材料与铝质材料的混用, 对于线路交集点及线路接口处应该做特殊处理, 主要包括镀锡、镀银等, 并且做好标记。③部分结构需要按照最短的距离与等电位连接网络的接地端子进行连接, 如机柜、机架、金属管、电子设备的金属外壳、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、浪涌保护器等, 以保证装置性能的有效发挥。④对于楼内部的各种接地线需要相互连接时, 一般采用焊接的方式, 如果焊接方法不可用时, 则采用连接器材进行压接。在连接时需要将待接地设备上的非导电涂层清理掉, 保证线路的导电稳定及整个系统的连通性。⑤如果连接点是扁平表面则要注意线路的防脱问题, 一般采用铜接线鼻子, 在固定好铜接线鼻子之后, 应该加上弹簧圈。以上各种连接问题在整个系统连接完毕之后, 要对其质量进行详细检查, 确保不存在问题。

2 基础接地网

一般来说, 各个基础接地网发挥的作用都是不相同的, 选择将建筑物周边的所有分开的网进行基础连接时, 一般选用40×4 mm的镀锌或者镀银扁钢, 从地下采用焊接的方式相互接通, 再与大楼的周边接地结构互相结合, 在施工时要注意在扁钢的相互连接处需要敷设恰当的的垂直接地装置。这样施工之后, 可以为接地工作的实施提供条件, 连接扁钢的埋深一般不超过60 cm, 如果施工地点受到外界条件的限制, 如地面过于潮湿、经常挖掘等情况, 则可以对埋深进行适当的调整, 尽量保证接线的稳定性及良好的连通性。

基础接地网和接地总汇集排点中间排列的的连接线就是接地引入线, 具体来说, 接地引入线一般是在基础接地网的合适部位焊接上2根以上的镀锌扁钢连接线, 扁钢尺度一般采用40×4 mm, 保证基础接地网与接地汇集排的连接。也可以直接采用带有绝缘护套且截面积大于120 mm2多股铜线, 与基础接地网直接焊接从而完成接地总汇。

3 接地汇集排

对于整个建筑物内部结构来说, 公用的接地母排是其中特别重要的接线, 可以根据不同的情况提供相应的窗口, 接地汇集排包含:接地分汇集排与接地总汇集排。①接地分汇集排:这一类接口是用于各种不同设备之间的相互连接的, 这种接地经常都是放置在相互连接的设备区域最中间。常常在各种楼层的垂直走线架周边, 在放置时应该注意设备之间的协调, 保证汇集排的作用完美发挥。②接地总汇集排:这种接口主要是由接地引入线及接地总的汇集线相互连接构成的, 大多数构建在大楼内部电力室的走线架周边。如果大楼的线路过于复杂, 且数量很多, 则应该选择截面积超过120 mm2的多股铜线, 对各种接地进行必要的处理。③接地汇集排一般选用截面积超过240 mm2的铜质板材, 具体的长度及所需连接孔的数量要根据实际建筑物的要求进行控制。④对于IT设备及数据收集设备的接地线则采用截面积超过4 mm2的铜线, 然后采用截面积超过16 mm2的铜质线与其他设备连接, 要注意将线的股数控制在2股以上。

4 弱电竖井

所谓弱点竖井是指弱电系统中竖向线路的的主要路径, 其数量和位置的确定与建筑物的大小有着直接关系, 为了保证其不受强电电磁干扰, 应经常运用与强电竖井分开建设的方式, 且不得与管道井、电梯井共用同一个管道。在弱电竖井中一般设置数据采集仪、分析仪, 交换机等, 施工时要注意预留接地线, 并且考虑设备连接时的路径问题, 同时应该注意弱电桥架的连接。

5 防静电接地

作为弱点机房重要任务之一的防静电技术主要是通过在机房内铺设防静电的电地板进行静电的预防, 这是常见的方法之一。就现阶段, 国内最新的防静电的地面材料主要是由电瓷质材料构成的。此外, 在机房的装修过程中其装修所用的材料也必须是防静电的, 如采用喷涂导静电环氧涂料和防静电的防火墙对内墙和顶棚表面的静电进行预防, 采用导电三聚氰氨材料在送风口和送风管道的位置处预防静电。将静电地板的金属支架设置于等电位的连接网 (或环) 内, 能够有效地对雷电的电磁脉冲进行预防, 同时可以作为直流电使用, 此外, 还能够对静电的泄露起到预防作用。

摘要：文章对智能建筑中弱电系统的接地设计及施工方法作了阐述。

关键词：智能建筑,弱电系统,接地设计,施工方法

参考文献

[1]郭明利.智能建筑中弱电系统的防雷设计与应用[J].低压电器, 2009 (16) .

[2]罗轶栋.论弱电布线系统设计探讨与分析[J].建材与装饰 (下旬刊) , 2007 (7) .

接地装置设计及施工 篇7

1 接地种类及其施工方法

1.1 防雷接地

防雷接地在进行接地过程中需要坚持就地原则, 与电气设备的距离尽量远一点。防雷接地是将避雷针、避雷线、避雷带、避雷器等防雷电保护装置向大地泄放雷电流直接雷装置的一种接地方法。对于户内变电站而言, 往往采用的是在房屋顶部进行避雷、防雷的措施, 由于场地空间的原因, 避雷带引下线会与其他接地体以及建筑中金属体相碰, 这是无法避免的。因此只能采用等电位的方法, 将每层楼面和墙体的金属件连接到一起, 成为整体。

1.2 工作接地

工作接地是一种为了满足电气装置在运行过程中所需要的接地, 其在现实的施工过程中运用相对比较广泛, 例如:直流绝缘监测接地、交流中性点接地、电压互感器一次接地、通信电源正极接地等, 这类接地可就近直接接于主接地网, 也可以在经过一定阻抗后进行接地。

1.3 保护接地

1.3.1 高压系统设备接地:

高原系统设备接地的原则是一个设备或一组连在一起的设备利用一根引下线独立接地, 如果是具有二次元件的一次设备, 则需要用两根接地线进行分别接地。这样可以避免造成一根接地线断裂、高压电穿入二次回路, 造成二次设备毁坏。

1.3.2 二次回路接地:

主要指互感器二次侧接地, 一般情况下此接地点设于配电装置现场和由几组互感器和电磁型 (或感应式) 继电器组成保护的接线上。例如差动保护等, 由于其电路上是“直接联系”, 为避免重复接地, 差动保护的接地点只能设在汇总点。又因为微机保护装置内线圈的独立造成内回路是无“直接联系”, 因此不用设汇总点接地。

电压回路:传统的接线情况是将各组电压互感器的YMn共用一根小母线, 然后把小母线一点接地, 这样能够减少屏顶小母线数量。由于监控、保护微机装置大量地安装在开关柜上, 控制室内个别装置需要的电压回路可单独用电缆连接, 无须与其他电压回路共用一根接地小母线。为此只要各电压等级的电压回路相互独立, 35k V、10k V电压回路接地点可设在开关室内。

1.3.3 低压系统设备接地:

该系统分别为TN2S系统、TN2C2S系统、TN2C系统、TT系统、IT系统五种形式。而TT系统最适合变电站, 该系统的PE线是直接接地。PE线可接在就近的接地网中是因为变电站具有完备的接地网, 装置的外露导电部分可接至PE线实现直接接地, 而电源零线与PE线分开则能保证触电保护器的正确动作。

1.4 屏蔽接地

目的将电气干扰源引入大地, 抑制外来电磁干扰对弱电设备的影响, 减少弱电设备产生的干扰, 以免影响其他弱电设备。屏蔽接地可分三种:建筑屏蔽接地;弱电设备的外壳上和屏、柜、箱的屏蔽接地;低压电缆屏蔽层接地。其中, 低压电缆屏蔽层不能承受较大的电流, 因为流入接地网的短路电流如果出现分流, 将导致电缆损坏且影响电子设备的使用。因此低压电缆屏蔽层只能一端接地。笔者认为大量控制电缆来自于高压配电装置, 如果由于故障而将高压电传入控制电缆, 必定危及二次设备, 故控制电缆的屏蔽层应接于二次设备室的环形接地网, 自动化通信的电缆则接于保护屏上接地铜排处。在二次设备间的电缆入口处将外屏蔽的接地, 可将强电干扰信号阻挡在二次设备间外。为使屏蔽更有效, 在配电装置处, 尽可能地穿钢管埋地敷设。

1.5 逻辑信号接地

逻辑信号接地又称信号接地、数据线接地, 是微机系统稳定的参考电位。微机系统工作电压一般为3V、5V, 数字脉冲的时钟频率从几MHz到几GHz。因此逻辑信号接地不能乱接, 否则将会直接影响着微机系统正常工作。根据二次规程可知设零电位母线的规格一般为TMY240×4型铜排或100mm2铜绞线。

笔者认为, 设零电位母线是解决强、弱电接地混接问题比较有效的方法, 但在具体实施中还需要进一步优化:

(1) 母线接地点远离强电接地。由于大量设备原则上要求就近接地, 但为避免强电对弱电的影响, 弱电系统的接地必须与远离防雷接地。因此, 此母线接地点应远离强电接地, 千万不能将母线接地接于强电接地的支线上。

(2) 耐压不得低于弱电设备的耐压值。由于此母线属于专用的接地装置, 因此非接地部分必需与大地和主接地网绝缘, 这就要求其耐压不得低于弱电设备的耐压值, 可取用2000V (1min并采用热塑套绝缘。

(3) 地母线不得接有一、二次设备的工作接地。有些工作人员误将互感器的二次保护接地接于此, 这样就会使得互感器一、二次绕组击穿, 不但提高了该母线的电位, 而且危及弱电设备, 所以此接地母线不得接有一、二次设备的工作接地和控制电缆的屏蔽层接地。

(4) 接地母线不能太长。接地母线不能太长主要是为了减小一次电流所产生的感应电势, 接地母线长度需要根据具体情况进行研究, 适当接地, 对于距离较长的开关室可分片设置接地母线。对于较长的通信线路应采用光缆。

2 主接地网的设计与施工

变电站都经填高处理, 可避免外水倒灌和洪水危害, 用废渣当填土可降低造价, 但土壤电阻率比较高, 约400Ω·m, 不利于接地。这就要求主接地网两敷设于原土层中;填土层较高不但会使接地引下线过长, 增加引下线的电阻, 也给施工敷设、运行查找接地网带来困难。

笔者本人认为, 如果将填土层控制在1m内能够把主接地网敷设在原土层下0.2m, 深埋深度约为1.2m。这样就有利于施工和运行中进行检查, 当填土层超过1m, 主接地网敷设深度为填土层0.8m以下。需要注意的是水平接地体的周围应采用电阻率良好的土壤材料或降阻剂进行填充, 必要时设置接地深井。

3 户内接地网设计与施工

户内设置接地网应在户内设备区四周设置环形接地网、接地干线和均压带, 以方便各电气设备能就近接地, 该措施是保证户内设备接地的重要环节。环形接地网常规间隔为5~8m, 通常多点与户外接地网相连。有些设计图容易留下接地隐患, 该方法只是将水平接地体在屋外围成一圈, 缺少无进入户内表。由于接地施工的隐蔽性使得漏接不易发现, 而水平接地体能穿入户内, 水平接地体的间距≥5m, 这样可保证户内、外接地网的连接, 减少建筑施工过程中的麻烦。

铁附件常为#8或#10槽钢, 土建预埋铁附件截面大大满足短路电流的热稳定校验, 因此能够作为接地干线。但在接地过程中必须注意:需要在此复焊一块100mm长的接地扁钢以保证槽钢接头处的通流;此槽钢需多点与环形接地网连接以保证流过槽钢的电流尽可能地分流。

4 结语

总之, 110KV变电站接地系统设计与施工一定要从各类接地特点着手, 杜绝强、弱电接地混乱局面, 采取等电位、均压措施, 合理组成接地网。

参考文献

[1]孟庆波, 何金良.降低接地装置接地电阻的新方法[J].高电压技术.1996, 22 (2) :67268.

接地装置阴极保护法及其设计 篇8

在我国现阶段, 接地的材料主要为碳钢。接地装置埋设在地下, 发生腐蚀后, 接地体截面减小, 碳钢材料变脆、起层、松散甚至断裂, 造成接地性能不良, 接地电阻明显增大, 对电力设施、电子电气设备的正常运行、人生安全将产生巨大的潜在威胁。一般地区的接地装置使用寿命在30年左右, 而在福建某变电站发现其接地装置只运行了8年, 就已经严重地腐蚀掉, 探其原因是福建地区沿海, 土壤显强酸性, 腐蚀更为严重。由于接地装置埋设在地下, 对其翻修改造是相当费劲和困难的, 其费用也是巨大的, 因此延长接地装置使用寿命, 有着巨大的意义。

2 接地装置的腐蚀机理

接地装置的腐蚀机理主要有两类:化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是指接地装置金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的腐蚀, 腐蚀时没有电流产生。

电化学腐蚀是指接地装置金属表面与电解质发生电化学反应而引起的腐蚀, 腐蚀时有电流产生。它的原理是由于形成了原电池。所谓原电池就是将两种不同的金属插入任何电解质溶液中而构成的装置。例如将锌板和铜板放入强酸溶液中, 由于锌的电极电位 (-0.763V) 比铜的电极电位 (+0.337V) 低, 用导线将它们连接起来后, 在电位差的作用下, 锌不断地把电子经连接导线传导给铜, 并将自己的正离子Zn2+投入电解质溶液, 锌即溶解, 遭受腐蚀。通常规定电位较低的电极为阳极, 电位较高的电极为阴极。

3 阴极保护法的防腐原理

以上面锌与铜的原电池实验可知, 较活泼的金属锌, 其电极电位较低为阳极, 较不活泼的金属铜为阴极。在原电池反应中, 锌不断地把电子经连接导线传导给铜, 并将自己的正离子投入电解质溶液, 锌即溶解, 遭受腐蚀;与此同时, 铜仅起到传递电子的作用, 使其周围的氢离子还原为氢气, 从铜的表面逸出, 而铜本身没有变化。这就是阴极保护法。

阴极保护就是在金属表面通以足够大的阴极电流, 使金属表面阴极极化, 从而防止表面发生电化学腐蚀。它具有保护效果好、保护周期长、施工方便等突出优点。阴极保护可以通过牺牲阳极法和外加电流法两种方式实现。牺牲阳极法就是通过在要保护的接地网上连接性质活泼、更容易腐蚀的金属或合金 (如镁合金、锌合金等) 作为阳极, 依靠阳极的腐蚀溶解达到保护阴极 (接地网) 的目的。外加电流法则是利用外加直流电源, 将被保护的金属与电源负极连接, 使之变成阴极而达到防止金属腐蚀的目的。两种保护方式各有千秋, 具体的选择应根据保护电流、土壤电阻率及现场的其他情况决定。

4 牺牲阳极的阴极保护法设计

1) 用四极法测定不同时间、不同气候条件下及不同深度的土壤电阻率ρ。

2) 根据所测土壤电阻率ρ, 决定选用牺牲阳极的类型。ρ<20Ω·m时, 选用锌阳极;20Ω·m≤ρ≤100Ω·m时, 选用镁阳极;ρ>100Ω·m时, 除特殊情况采用带状镁阳极外, 一般不采用牺牲阳极保护, 而采用外加电流保护。

3) 确定接地网最小保护电流密度δ。接地网最小保护电流密度由土壤腐蚀性 (土壤电阻率、氧化还原电位) 确定, 一般在5~50mA/m2。

4) 根据接地网所用碳钢的外形尺寸、总长计算受保护的总面积, 按选定的保护电流密度计算所需的阴极保护总电流。

阴极保护总电流的计算, I=S·δ

式中S——接地网的防蚀表面积, m2

5) 按公式计算阳极接地电阻与输出电流, 按阴极保护设计年限计算所需的阳极质量, 再根据单个阳极质量计算出需布置的阳极个数。

A单只阳极接地电阻计算:R= (ρ/2πL) ×{ln (2L/D) +ln (L/2t) + (ρa/ρ) × (ln D/d) }

式中ρ——土壤电阻率, Ω·m

ρa——填料包电阻率, Ω·m

L——阳极长度, m

D——填料包直径, m

T——阳极中心至地面距离, m

B单只阳极输出电流计算 (忽略回路电阻、阴极过渡电阻) :Ia= (Ep一Ea) /R

式中Ea——阳极工作电位, V

Ep——阴极保护电位, V

R——每支牺牲阳极的接地电阻, Ω

C保护所需的阳极数量计算:N=f×I/Ia

式中f——备用系数, 取2-3倍

D阳极工作寿命计算:T=0.85M/ (w·I) =0.85Nm/ (w I)

式中M——阳极总质量, kg

m——单个阳极重量, kg

w——土壤中消耗率, kg/A·a

6) 确定牺牲阳极的埋设方式及埋设深度, 选择填包料, 并确定填料的电阻率。

7) 实地检测保护电位, 检查保护效果。

除按以上计算公式分析外, 设计牺牲阳极法阴极保护时, 应考虑以下几点:

A牺牲阳极应设在土壤潮湿, 地势低洼, 且透气性差的地区, 土壤电阻率以50~60Ω·m为宜, 不超过80Ω·m.

B为了减少屏蔽作用, 阳极间距离以3m为宜, 阳极与被保护地网的间距也以3m为宜。阳极组适于小集中、大分散布置。每组根数以6根为宜, 可水平或垂直敷设。阳极组的间距一般为1~2m。

5 接地网外加电流式阴极保护设计

外加电流法或称有源法。外加电流法除按接地网保护总电流选择恒电位仪、辅助阳极外, 其余基本与牺牲阳极的阴极保护法的设计同。

6 结论

接地装置腐蚀的主要是电化学腐蚀, 采用保护层、加入缓蚀剂都不能做到长期保护, 采用铜合金又因资源缺乏成本过高难以推广。利用镁合金采取牺牲阳极的阴极保护法不仅适合新建接地装置的防护, 而且还用来对一些接地装置进行改造, 技术经济性好, 可望实现接地装置长治久安的目标。

参考文献

[1]陈先禄, 接地.重庆:重庆大学出版社, 2001.