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降低接地裝置接地電阻的措施

發(fā)布時(shí)間:2011-01-17

中心議題:
  • 接地材料的選擇
  • 降低接地裝置的技術(shù)措施
解決方案:
  • 更換電阻率低的土壤
  • 深埋接地極
  • 多支外引式接地裝置
  • 采取伸長水平接地體
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,對電力的需求逐年攀升,各種用電設(shè)備劇增。每年僅新增、移位安裝的配電變壓器很多,在實(shí)際工程中,發(fā)現(xiàn)很多配電變壓器的安裝位置或其它需要接地裝置的桿塔,接地阻值有的較高,如高山、坡地、河灘等處,均需要特殊處理,才能達(dá)到規(guī)程的要求。在西部農(nóng)網(wǎng)完善工程中的太興鄉(xiāng)五村高低壓配電工程等,在這幾年中涪江邊新增了很多采砂取石的砂石場,均有不同長短距離的高低壓線路,或安裝了配電變壓器,有的采取了特殊措施,降低接地電阻,才達(dá)到了安全運(yùn)行的要求。

在雷雨季節(jié)配電變壓器經(jīng)常遭受雷擊,由于接地電阻過大,達(dá)不到規(guī)程規(guī)定值,雷電流不能迅速泄入大地,造成避雷器自身殘壓過高,或在接地電阻上產(chǎn)生很高的電壓降,引起變壓器燒毀事故。因此,接地裝置的接地電阻必須符合規(guī)程規(guī)定值。對10kV配電變壓器:容量在100kVA及以下,其接地電阻不應(yīng)大于10Ω;容量在100kVA以上,其接地電阻不應(yīng)大于4Ω。接地裝置施工完畢應(yīng)進(jìn)行接地電阻測試,合格后方可回填土。同時(shí),變壓器外殼必須良好接地,外殼接地運(yùn)用螺栓擰緊,不可用焊接直接焊牢,以便檢修。
  
一、接地裝置是否符合規(guī)程要求,主要指標(biāo)為接地電阻。
  
接地的作用主要是防止人身遭受電擊、設(shè)備和線路遭受損壞、預(yù)防火災(zāi)、防止雷擊、防止靜電損害和保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。近年來,國內(nèi)許多地區(qū)連續(xù)發(fā)生多起因接地網(wǎng)不滿足要求而引起的設(shè)備損壞事故,同時(shí)雷擊是導(dǎo)致電網(wǎng)事故的主要自然災(zāi)害之一,雷擊引發(fā)的電網(wǎng)事故占總事故的50%以上,因此良好的接地裝置應(yīng)是也是防雷的重要技術(shù)措施。接地電阻實(shí)際是兩部分電阻之和,一部分是接地體金屬物的電阻,另一部分是整個(gè)大地的電阻也稱流散電阻。由于金屬接地體的電阻很小,因此接地電阻主要決定于流散電阻的大小。流散電阻主要由接地裝置的結(jié)構(gòu)和土壤電阻率決定,土壤的電阻率越低,流散電阻也就越低。一些地區(qū)土壤電阻率較大,致使接地電阻值超出規(guī)程要求。
  
二、接地材料的選擇。
  
接地材料一般選用結(jié)構(gòu)鋼制成,選用時(shí)必須對材料進(jìn)行檢查,材料不應(yīng)存在嚴(yán)重的銹蝕、厚薄或粗細(xì)不均勻等現(xiàn)象。垂直安裝的接地體通常用角鋼或鋼管制成,雖然角鋼制成的接地體在散流效果方面比鋼管差一點(diǎn),但施工難度小、成本低,所以現(xiàn)場安裝一般采用角鋼。規(guī)范中要求的比較理想的為50mm×50mm×5mm的鍍鋅角鋼,但從防腐角度和增加使用年限考慮,逐漸改用63mm×63mm×6mm的鍍鋅角鋼,實(shí)踐中也證明其防腐效果較好,鍍鋅角鋼或扁鋼建議采用熱鍍鋅材料。
  
接地裝置要考慮季節(jié)因數(shù)。因?yàn)?,土壤電阻率是隨季節(jié)變化的,規(guī)范所要求的接地電阻實(shí)際是接地電阻的最大許可值,為了滿足這個(gè)要求,接地網(wǎng)的接地電阻要求達(dá)到:

R=Rmax/ω
  式中:
  Rmax--接地電阻最大值,就是我們說的10Ω、4Ω的接地電阻值。
  ω--是季節(jié)因數(shù),根據(jù)地區(qū)和工程性質(zhì)取值,常用值為1.45。所以,我們所說的接地電阻實(shí)際是R=6.9Ω(Rmax=10Ω),R=2.75Ω(Rmax=4Ω)
  這樣,接地網(wǎng)才是合乎規(guī)范要求的,在土壤電阻率最高的時(shí)候(常為冬季)也滿足設(shè)計(jì)要求
  
三、降低接地裝置的技術(shù)措施有以下幾個(gè)方面,供工程技術(shù)人員參考:
  
(1)更換土壤。這種方法是采用電阻率較低的土壤(如粘土、黑土及砂質(zhì)粘土等)替換原有電阻率較高的土壤,置換范圍在接地體周圍0.5m以內(nèi)。這種方法可用在多巖石的地區(qū),如高山、坡地等,但這種取土置換方法對人力和工時(shí)耗費(fèi)都較大。
  
(2)人工處理土壤。在接地體周圍土壤中加入化學(xué)物,如食鹽、木炭、爐灰、氮肥渣、電石渣、石灰等,提高接地體周圍土壤的導(dǎo)電性。這種方法雖然工程造價(jià)較低且效果明顯,但土壤經(jīng)人工處理后,會(huì)降低接地的熱穩(wěn)定性、加速接地體的腐蝕、減少接地體的使用年限。因此,通常是在萬不得以的條件下才建議采用。
  
(3)深埋接地極。在不能用增大接地網(wǎng)水平尺寸的方法來降低流散電阻的情況下,如果周圍土壤電阻率不均勻,地下深處的土壤或水的電阻率較低時(shí),可采取深埋接地極來降低接地電阻值。這種方法對含砂土壤最有效果。據(jù)有關(guān)資料記載,在3m深處的土壤電阻系數(shù)為100%,4m深處為75%,5m深處為60%,6.5m深處為50%,9m深處為20%,這種方法可不考慮土壤凍結(jié)和干枯所增加的電阻系數(shù),但施工困難,土方量大,造價(jià)高,在巖石地帶困難更大。
  
(4)多支外引式接地裝置。如接地裝置附近有導(dǎo)電良好及不凍的河流湖泊、水井、泉眼、水庫、大樹下等土壤電阻率較低的地方,或者敷設(shè)水下接地網(wǎng),以降低接地電阻。外引接地裝置應(yīng)避開人行道,以防跨步電壓電擊,但在設(shè)計(jì)、安裝時(shí),必須考慮到連接接地極干線自身電阻所帶來的影響,因此,外引式接地極長度不宜超過100m。
  
(5)利用接地電阻降阻劑。在接地極周圍敷設(shè)了降阻劑后,可以起到增大接地極外形尺寸,降低接觸電阻的作用。
  
降阻劑表面有活性劑,粒度較細(xì),吸水后施用于接地體與土壤間,能夠使金屬與土壤緊密地接觸,形成足夠大的電流流通面,有效減小接地電阻;另一方面,它能向周圍土壤滲透,降低周圍土壤電阻率,在接地體周圍形成一個(gè)變化平緩的低電阻率區(qū)域。降阻劑是具有導(dǎo)電性能良好的強(qiáng)電解質(zhì)和水分,這些強(qiáng)電解質(zhì)和水分被網(wǎng)狀膠體所包圍,網(wǎng)狀膠體的空格又被部分水解的膠體所填充,使它不致于隨地下水和雨水而流失,因而能長期保持良好的導(dǎo)電作用。這是目前采用的一種較新和積極推廣普及的方法?,F(xiàn)在國內(nèi)使用較多的是成都富蘭克林-民生的降阻劑,這種降阻劑是一種良好的導(dǎo)體,降阻效果顯著,性能穩(wěn)定,使用周期長,無腐蝕性
  
(6)采取伸長水平接地體。工程實(shí)際運(yùn)用中,經(jīng)過分析結(jié)果表明,當(dāng)水平接地體長度增大時(shí),電感的影響隨之增大,從而使沖擊系數(shù)增大,當(dāng)接地體達(dá)到一定長度后,再增加其長度,沖擊接地電阻也不再下降。
  
良好的接地裝置是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證,需要正確掌握降低接地電阻的施工方法,對設(shè)計(jì)規(guī)劃論證階段、接地材料和形式的選擇、導(dǎo)體截面熱穩(wěn)定和機(jī)械強(qiáng)度的校驗(yàn)、施工過程質(zhì)量管理、工程交接驗(yàn)收環(huán)節(jié)的項(xiàng)目,進(jìn)行檢查和周期性運(yùn)行維護(hù)工作。只有這樣,才能長期保證接地裝置的良好質(zhì)量,從根本上防止發(fā)生電氣事故。
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