论大型复杂接地网中灵活多变的设计施工

所属栏目:计算机网络论文 发布日期:2010-10-19 16:41 热度:

  【摘要】变电站在投入运行前,接地电阻必须达到设计要求,但在变电站接地工程的实施中,往往出现土壤电阻率较高,可施工面积小,价格合理,地网使用时限长等问题。根据施工现场土壤电阻率、可供施工面积、不同地形、投资额度等因素合理选择使用接地产品可以解决以上问题。
  【关键词】接地电阻,接地模块,垂直接地极,土壤电阻率
  
  陕西省榆林市神木地区柠条塔110kv变电站地处山区,周围环顾多家兰炭厂,地质较为复杂。土质为深20m左右的细沙,无地下水,据相关资料证明,其地下水深度约为400m。经实测土壤电阻率约为1000Ω•m。原有接地方式为:在121×72㎡的变电站区域内距地面1.5m网格埋地,间隔5m埋设ф50mm×2500mm的镀锌圆钢作为垂直接地体。接地电阻为2.7Ω。不符合小于0.5Ω的要求。针对此情况对接地装置进行了改造,在站址四周扩展地网,并以118块接地模块作为主要接地体,并敷设了13根6m接地极和10根2.5m接地极周围敷设了一定数量的离子缓释剂后,将接地电阻从2.7Ω降到0.36Ω,满足设计要求,提高了供电可靠性。
  变电站在投入运行前,接地电阻必须达到设计要求,但在变电站接地工程的实施中,往往出现一些非正常现象:例如土壤电阻率较高,可施工面积小,价格合理,地网使用时限长等问题。如何满足以上条件并无一种公式或事理所能效仿。需根据施工现场土壤电阻率、可供施工面积、不同地形、投资额度等因素合理选择使用接地产品可以上问题。
  1分析
  我公司根据设计院所提供的资料及数据,现将该变电站的情况进行汇总如下:
  该变电站占地面积约为121×72㎡,该变电站地质为沙质,土壤电阻率约为1000Ω.m;要求该变电站接地电阻小于0.5Ω。
  2方案的设计
  2.1设计思路:
  该变电站已做接地系统采用联合接地方式,由水平接地体和垂直接地体组成。接地网使用钢材,采用网状敷设;垂直接地体采用φ50L=3m的镀锌钢管,施工完后经实地测量接地电阻约为2.7Ω,不能满足接地电阻电阻小于0.5Ω,后对该变电站接地进行了第一次改造,施工方法是在该变电站外围增加接地体,施工方法与站内相同,施工完毕后实测接地电阻为1.8Ω左右,仍未能满足接地电阻的要求。现决定对该变电站进行第二次接地改造,改造思路如下:
  继续在该变电站的外围增加接地体数量,接地体采用接地模块和长接地极,距离变电站12m均匀埋设,同时增加使用深度为6m的镀锌钢管接地极,以提高接地体的纵向接地效果。以上材料均应配合使用离子缓释剂以提高接地体和大地的接触效果。
  我公司认为采用此方法可达到接地电阻小于0.5Ω要求。
  经我公司分析,做出以下施工方案:
  增加材料使用—60×8热镀锌扁钢的长度为700m,主接地网埋深冻土层以下,最少不小于0.8m,连接使用电气焊接;每段接地网壕沟或坑的回填土应采用电阻较低的粘土、白垩土、黑土或陶图(取决于现场的实际条件),并填紧夯实,距地面0.3m,后应回填电阻率较高的土质,如沙石、沥青等。
  在变电站外合理埋设L=6mφ50接地极,总数为13根;施工采用人工方式或机械钻井进行,埋深不小于0.8m(水平地网下)。每根接地极配合使用离子缓释剂50kg,同时在站外合理布置接地模块,数量为68块,接地模块间距5m,每块接地模块的回填配合使用离子缓释剂10kg,并在加适量水后夯实。
  2.2理论计算:
  以埋设接地模块降低接地电阻,计算方法如下;
  单个接地模块接地电阻:R=kρ(ρ-土壤电阻率1000Ωm;k=0.158)
  单个接地模块接地电阻:R=1000×0.068=68.00(模块敷设离子缓释剂)
  并联后总接地电阻:(n-模块数量,n=118)
  h-数量调整系数(h=0.75)
  R=68.00/(118×0.75)=0.768
  2.3垂直接地体的接地电阻:R平=0.5
  式中:
  R-垂直接地电阻
  ρ-土壤电阻率ρ=1000Ω•m
  s-接地网面积s=3000m2
  计算结果如下:
  R水=9.26Ω
  1/R并=1/R+1/R平+1/R原
  R并=0.46Ω
  R并<0.5Ω
  2.4实测结果:
  经检测,接地电阻为0.46Ω,完全达到设计要求。
  2.5事例分析
  ①细沙电阻率为1000Ω•m;
  ②含水量几乎为0;
  ③传统接地极为金属,与细沙的实际接触面较小,接地效果差;
  ④增大细沙的含水量
  ⑤保持细沙的含水量
  ⑥虽接地模块单价较大,但对于此地网,综合造价反而较低,即经济性好;
  ⑦施工工程量小,人工方式即可完成;
  ⑧接地效果好,考虑到季节、人为因素等,更低的接地电阻不但保障短路电流的安全释放,而且保障更长的时效。
  3结论
  以上为本人在接地设计、施工过程中的一些实践体会,其中的疏漏和不足愿和大家共同商榷。电力技术的不断发展将对接地电阻提出更高要求。为适应此项要求,各种先进的接地技术及产品也将源源不断地涌现,电力行业的接地设计技术必将会有空前的发展和进步,我们将本着虚心、严谨、科学的态度不断学习探索,致力于降低接地电阻的设计、施工工作,为社会生产提供更加科学有利的技术支持和保障。
  
  
  参考文献:
  1、《交流电气装置的接地》.中华人民共和国电力行业标准DL/T621-1997
  2、《防雷与接地安装》.中国建筑标准设计研究院出版,2003
  3、《防雷规范标准汇编》.中国气象学会雷电防护委员会2005.7
  4、苏邦礼,崔秉球,伍望平,苏宇燕《雷电与避雷工程》.接地装置.广州:中山大学出版社,1996.11
  5、林维勇译《国际建筑物防雷规范》.建筑电气,1990,3
  6、苏邦礼,朱文坚《建筑物避雷与接地》.广州:华南理工大学出版社,1988

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