变电站接地网设计

2022-06-22

第一篇:变电站接地网设计

变电站接地网运行维护的若干问题探讨

0 引言

接地网作为变电站主要设备之一,接地网的运行参数是否符合要求,直接关系到设备安全和运行检修人员的人身安全,因此在日常维护工作中必须给予足够的关注。本文结合几年的实际工作经验就接地网运行与维护中存在问题进行探讨。

1 接地网热稳定校验

目前供电企业对接地网校验的方法普遍依据是行业标准《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)附录六中的规定。对于单相入地电流的选取按照母线最大单相(或异点两相)短路电流选取。关系到热稳定校验的数值是短路电流的持续时间,也是普遍存在争议的部分。选取方法也各异,按照规程规定,对于有效接地系统,短路的等效持续时间按主保护动作时间确定,这主要是考虑到主保护失灵,而又遇到系统最大方式和最不利短路形式的同时出现几率不大。另一种方法是计入后备保护动作时间,重合闸动作时间,在计算中取1s。美国将短路电流持续时间采用3s。

根据几年来接地网热稳定校验的经验,结合国内工程技术人员的研究结果,笔者认为应考虑断路器固有动作时间,保护动作时间取主保护与后备保护动作时间之和。

主保护动作时间t1:0+0.03s 后备保护动作时间t2:0.5+0.03s 母差保护动作时间t3:0.5+0.03s 失灵保护动作时间t5:0.5+0.03s 断路器分闸时间t5:0.05s(SW6型断路器) Σt= t1+ t2 +t3 +t4 +t5=1.67s 考虑充分的裕度,校验时间建议取2s。根据规程对中性点非有效接地系统(电阻接地、不接地系统),按照2s考虑,这样短路电流持续时间可以均取2s。即充分考虑了电网的安全性保留了足够的裕度也简化计算方法。

2 对接地电阻的要求

按照《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)中规定。有效接地的变电站接地电阻按照如下公式计算:

R2000 I只要按照上式简单计算即能发现这样一个问题,按照《电业安全工作规程》的规定接地网电阻不能大于0.5Ω,那么短路电流I就不能大于4000A。

实际工作中,变电站母线最大短路电流都是很大的,以薛家湾供电局220kV薛家湾变电站为例,2009年220kV母线最大单相接地电流18kA,为限制地电势在2000V以内,接地网电阻应取0.111Ω。这样的电阻在实际工作中是无法做到的,也是没有必要的。接地网的安全性不仅仅要考虑接地电阻,还应考虑跨步电压、接触电势等多种问题,衡量接地网的指标也不仅仅是接地电阻,更重要的是接地网的各位置的电位均衡。在接地网的设计与改造工程中,应对如何降低接地网电阻和均衡各部位的电势综合考虑,对于接地网的电阻选取还应做更细致的计算与分析工作。

控制地电势在2000 V以内的思路出发点是防止地点位升高对二次设备反击,考虑二次设备的绝缘水平得出的。当地电位无法控制在2000 V以内,或很难做到时,可以考虑采取均电位措施。目前普遍采用的措施是在接地网干线铺设均压带,形成长方形接地网。在接地故障发生的集中区还应加强接地网,具体措施是铺设交叉网络。其作用是,增加短路电流的通道,降低故障点地电位的升高幅值,降低跨步电压和接触电势。能够很好的降低主控室与故障点的电位差。另一种方法是采取在电缆沟围绕接地网所有区域,电缆外皮与支架紧密相联(前提是支架与地网相联),进行沿途分流,这一措施可以避免大电流集中,避免电缆两端出现高电位差。以上两种措施可以作为解决接地电阻不满足要求的变电站的改造方案参考。

3 设备引下线的选择

按照《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)附录二的规定,入地短路电流的计算公式为:

I=(Imax-Iz)(1-KfI) 式中I为入地短路电流(A) Imax单相接地时最大短路电流(A)

Iz发生最大单相接地短路电流时,流经发电厂、变电所中性点的最大接地短路电流(A) KfI避雷线的工频分流系数

从公式可以看出,一般情况下,入地短路电流在数值上是小于单相接地短路电流的。对于主网来讲按照这个短路电流来计算是完全合适的,因为主网往往设计成环形,能够起到分流作用。而对于接地线的选择,按照这个电流来选择就显得不大合适,因为短路电流只有在入地之后方可在主网中得到分流,而在此之前是要通过接地引下线的。所以,接地引下线的选择一定要大于主接地网干线的截面积。只有这样才能保证故障时接地网的安全。

在实际运行中,很多变电站都发生过单相接地引下线烧断事故。究其原因,除短路电流持续时间选择较短外,主要是截面积选择过小。

4 接地网设计、运行与维护中应注意的问题

接地网埋深的影响。众所周知,冻土的电特性是绝缘体,这就引申出一个问题。变电站在设计之初,是否充分考虑该地区的气候特征,30年内出现的最低温度,及对应的冻深。因为如果接地网埋深不足,低气温造成主接地网处于冻土中,就将造成接地网失效,引发事故。因此在设计之初一定要要求设计部门认真核实所在地区的气象资料,至少要获得30年内的冻深参数,接地网的设计埋深一定要大于最大冻深。在施工过程成也要加强对施工单位的监督管理,防止施工时埋深不满足设计要求。

对于主变压器中性点的引下线应予以特殊考虑。因为在系统发生接地时主变压器中性点往往会通过较大的电流,且由于保护配置对这种故障的切除一般都是后备保护,所以短路持续时间较长。这样就造成主变中性点的引下线实际热稳定大于计算所得的热稳定数据。针对这种情况,建议对主变中性点的接地引下线适当放大截面积,至少不应小于主网部分的导体截面积。

充分考虑腐蚀的影响。接地网在运行中会根据地区或运行环境不同而腐蚀程度不一。国内曾有单位对接地网腐蚀情况进行过一次系统的调查。经验表明接地网的腐蚀系数一般在0.1-0.4/年。圆钢的腐蚀速度是扁钢的3-4倍。虽然这个结论不能够完全适用于各个不同的地区,但其对接地网设计仍有一定的直到价值。在接地网设计时,考虑腐蚀程度,扁钢的截面积应大于热稳定校验结果的30%,圆钢截面选取也应根据地区特征做适当的放大。

设备接地的引下线联接方式必须引起足够的重视。接地引下线必须是独立的,通过扁钢与接地网有直接联接。在实际工作中,经常见到设备与接地网的联接是通过槽钢架构、抱箍、金属杆体等。其实这种方法是极不可取的,因为这种的接地方式截面积无法计算,牢固程度无法判断,一旦在这些设备出现短路接地极易引起接地体烧断,造成事故扩大。因此在工程验收过程中一定要注意对这类情况的监督和整改。

在运行维护中应严格按照反措的要求开展工作。特别是对双引下线的检查。双引下线一定要与电网的不同点相联,以便能够起到对短路入地电流的分流作用,特别是对于热稳定电流接近或者超过单根扁钢截面积的接地引下线更至关重要。按期对接地网进行开挖检查,以验证其腐蚀程度,及时采取措施。

在设计之初往往极易忽略的是土壤电阻率的测量。按照规程规定应采用四极法测量土壤电阻率,取10m内的平均值。实际情况是设计人员往往不大注意这个测量工作,而是直接从接地规程附录11中选取一个参考值,不能真实反映所在地区的土壤电阻率真实值。对于此项工作工程技术人员应与设计部门及时沟通,严格按要求做好土壤电阻率的测量。

第二篇:10kV电力系统配电设备的接地网设计

摘要:我国10kV电力系统配电设备的接地网设计直接关系到电力系统的安全性与稳定性,对保障供配电系统的持续稳定运行至关重要。尤其是随着电力系统设备的逐渐复杂化,对接地网设计的要求越来越高,许多新的设计理念与技术措施陆续涌现。在这种情况下,探讨如何做好10kV电力系统配电设备的接地网设计,具有积极的实际意义,本文将对10kV电力系统配电设备接地网设计的相关内容展开论述,以期为有关工作提供参考和借鉴。 关键词:10kV;电力系统;配电设备;接地网设计

随着社会经济的发展,人们生产生活对于电能源的依赖性在逐渐的增强,而10KV电力系统配电设备作为与用电终端相连的设备,它的稳定性和安全性成为了供电保证最为重要的条件,配电设备的接地网设计对用电质量的影响很大,并且直接关系到用电系统的安全运行。1接地网设计概述

接地网作为维护电力系统持续稳定运行,确保配电设备与运行人员安全的重要措施,需要我们在电力系统设计施工中予以重视。接地网连接配电设备接地、电缆屏蔽接地、监控系统设备接地以及维护检修临时接地等各个部分,一旦接地网设计不合理,将可能导致接地网电位分布不均的情况,甚至造成设备与电缆绝缘损坏。

接地网作为一种隐性工程往往得不到足够的重视,在实际工作中通常仅关注接地电阻测量结果,而非整个接地网设计的科学性与合理性。近年来由于电力系统的发展促使经地网流散电流不断增大,接地网设计的缺陷所引起的事故时有发生,不仅严重威胁到相关人员与设备的安全,而且给企业带来恶劣的社会影响和经济损失。因此,我们需要从强化接地网安全性设计入手,重视接地网设计的各个环节,以妥善解决和避免出现接地系统故障问题。 2接地网设计内容及原则

2.1 接地网设计相关内容

首先,需要确定接地网入地电流。一方面,在计算接地网入地电流时需要充分考虑电力系统未来的发展,另一方面,故障电流经过会在接地电阻产生压降使电位升高,由于地电位升高受二次电缆与二次设备交流绝缘耐压值影响,因此要考虑二次电缆芯线上产生的感应电位。

其次,需要调研接地网处的土壤地质情况,了解接地网区域的土壤电阻率。一般是通过

钻孔来掌握土壤均匀情况和测量土壤电阻率,使用物探法勘探地质结构可得到电阻率分布图,还需要现场测试钢等金属在当前土壤环境下的腐蚀速率,以便于为接地网导体的材料选择和设计提供准确的依据。

第三,需要合理确定接地网面积,增加接地网面积可有效降低接地电阻,其效果好于增加接地网导体。因此在确定接地网面积时,需要先考虑系统所处的位置情况,将电力系统的相关设施均包括在内,将接地网设计为矩形或方形形状。

第四,接地电阻的确定。《电力设备接地设计技术规程》对电力系统接地网的接地电阻有明确具体的要求,通常≤0.5Ω,如果所处区域土壤电阻率较高,接地电阻要满足规定要求的技术经济性不合理,可允许接地电阻≤5Ω,但需要采取电位隔离、均压等措施来确保接触电位差等满足要求,并测绘电位分布曲线。

第五,合理确定接地导体尺寸。要根据故障电流大小来确定接地导体的具体尺寸,例如主要配电设备的接地导体尺寸应稍大,接地导体长度也应符合一定要求,以确保接触电压在安全容许值内。由于跨步电压一般小于接触电压,因此通常接地导体的长度计算以接触电压为依据,而且转移电势的限制难度较大,故多不以转移电流来进行计算。确定接地导体长度和间距后,便可对接地网进行整体的布置,由于可以认为电流经管道等设施入地,通常接地网导体的长度计算还要考虑深埋管道或是金属材质的基础桩等设施,确保总体的导体长度和尺寸合理。

2.2 接地网设计原则

首先,为尽量降低接地网的接地电阻,可将地基钢筋等金属接地体纳入接地网系统内,保证通流容量在容许值内,接地网导体的分流效果满足设计要求。

其次,为了避免电流过于集中,可基于自然接地物再以人工接地体作辅助补充,形成连续接地导体回环,从而控制接地网区域的高电位。并在回环内沿着设备布置方向设置平行接地导体,缩短设备的接地连接。

第三,埋深通常在0.5m-1.0m,而间距保持在10.0m-15.0m,接地导体一般选择圆镀锌钢材质,需确保水平接地导体搭接可靠,而垂直接地极可设置在主要配电设备处或避雷器附近,尤其是在高电阻率土壤条件下设置长垂直接地极效果很好。

3 接地方式的选择与设计

在接地网的接地方式中,主要包括中性点不接地方式、中性点经消弧线圈接地方式、中性点经低电阻接地方式和中性点直接接地方式等。其中中性点不接地方式的优势在于发生单相接地故障时线电压不变,因此三项设备可维持正常运行,缺点在于可能产生异常过电压,

而且在10kV配电网中需要每相对地电容值≤0.04μF方可确保人身直接触及网络不致伤亡,但实际上这一数值是难以实现的,漏电接地保护仅能防护间接接触而无法防护直接接触的安全。中性点经消弧线圈接地方式的运行可靠性在所有接地方式中最高,发生瞬间故障时可自动熄弧,故障点对地电位低,单相接地异常过电压小于2.8倍相电压,且残流过零后故障相电压的幅值和恢复时间得到限制,有效的避免了接地电弧重燃,可在欠补偿、全补偿和过补偿状态下良好运行,不发生串联谐振过电压,并且运行管理简单,是最适合10kV电力系统配电设备接地网选择的一种接地方式。中性点经低电阻接地方式的继电保护简单,系统运行维护也十分简单,而且单相接地异常过电压不大于2.5倍相电压,但综合投资较高,供电可靠性较低,还可能严重干扰通信设备,且故障点对地电位高,容易导致安全事故。中性点直接接地方式投资省,单相接地故障情况下其他相电压升幅最低,但对通信设备的干扰严重,单相接地电流大。

因此,在10kV中压配网中消弧线圈接地形式的使用最为广泛,当单相接地电容电流超过了允许值10A时,所有的中性点接地都可以使用这种方法来解决。但是如果电流超过150A时,电流中的谐波电流分量和有功电流分量可能大于10A,这就使消弧线圈接地不能对那部分电流进行补偿,可使用经低电阻接地运行方式。我们在进行设计的过程中要将消弧线圈的补偿作用充分发挥,将节点电流的数值降到最小,这样就算有残余电流通过,接地电弧也可以自动熄灭.

我们通过调节电感参数可以使消弧线圈完成以下运行;在全补偿状态下,电流和系统的电容电流处于对等的关系,这时消弧线圈在接地过程中故障线路的电流等于故障残余电流和电容电流之差,同时电流值不断缩小,使接地保护的灵敏性不断降低,这样就会形成铁磁谐振,需要加装消谐装置。当配电网在运行过程中发生改变,需要及时对消弧线圈进行调整,并且合理补偿将补偿时间缩到最短。

结束语

本文分析论述了10kV电力系统配电设备的接地网设计内容和基本原则,并对接地方式的选择与设计进行详细分析,介绍了不同接地方式的优缺点,认为经消弧线圈接地方式最适用于10kV配电网,且当设备的单项电流小于10A的情况下可采取中性点不接地的方式,电流超过150A时建议使用经低电阻接地运行方式。这些情况说明进行接地网设计时要全面考虑众多因素,对不同接地方式进行选择,以获取最为合理的设计方案。未来我们在接地网设计中,还需要努力向资源节约型、环境友好型的方向努力,建设绿色接地网,以更好的保障安全性、经济性、环保性,满足社会经济发展对电力事业发展的要求。

参考文献

[1]董秀清,杨炳元,金海望,刘洵宇,高科.10kV配电网中性点经消弧线圈接地系统的故障选线方法[A].内蒙古电力技术.2012年04期

[2]贺鹏飞,张嘉星,郭秀娥.包钢电网10kV系统中性点接地方式的思考[J].包钢科技.2009年S2期

[3]穆大庆,尹项根,甘正宁.中性点不接地系统中单相接地保护的新原理探讨[J].长沙电力学院学报(自然科学版).2005年01期

第三篇:变电站接地

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变电站接地

变电站接地系统设计研究 1 前言

变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地,以及变电站维护检修时的一些临时接地。接地网有工作(系统)接地、保护接地、防雷电和防静电接地等多项用途,它是维护变电站安全可靠运行,保障运行人员和电气设备安全运行的根本保证和重要措施。如果接地电阻较大,在发生电力系统接地故障或其他大电流入地时,可能造成地电位异常升高;如果接地网的网格设计不合理,则可能造成接地系统电位分布不均,局部电位超过规定的安全值,这会给出运行人员的安全带来威胁,还可能因反击对低压或二次设备以及电缆绝缘造成损坏,使高压窜入控制保护系统、变电站监控和保护设备会发生误动、拒动,酿成事故,甚至是扩大事故,由此带来巨大的经济损失和社会影响。如此重要的接地网在变电站建设的总投资中所占的比例,往往不到1%,可以说是微不足道,但绝不可以漠视它,而是要对它给予高度重视。

新建工程要少占或不占良田好土是我国现阶段基本建设的一项原则,因此,建在高土壤电阻率地区的变电站相当多。随着设备的发展和技术进步,变电站总平面布置上,充分利用场地,采用紧凑布置,使站区占地又比以前减少了许多;而电力系统的发展扩大,使接地短

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路电流越来越大,这些因素给变电站接地设计和施工造成了很多困难。针对这些情况,如何做好变电站接地设计,使其达到安全运行的要求,是变电站设计所关心和要研究问题之一。

2 接地设计

2.1 设计原则

由于变电站各级电压母线接地故障电流越来越大,在接地设计中要满足电力行业标准DL/T621-1997《交流电气装置的接地》中第5.1.1条要求R≤2000/I是非常困难的。现行标准与原接地规程有一个很明显的区别是对接地电阻值不再规定要达到0.5Ω,而是允许放宽到5Ω,但这不是说一般情况下,接地电阻都可以采用5Ω,接地电阻放宽是有附加条件的,这就是需要满足接地标准第6.2.2条的规定,即:防止转移电位引起的危害,应采取各种隔离措施; 考虑短路电流非周期分量的影响,当接地网电位升高时,3~10kV避雷器不应动作或动作后不应损坏; 应采取均压措施,并验算接触电位差和跨步电位差是否满足要求, 施工后还应进行测量和绘制电位分布曲线。

在接地故障电流较大的情况下,为了满足以上几点要求,还是得把接地电阻值尽量减小。接地电阻的合格值既不是0.5Ω,也不是5Ω,而应根据工程的具体条件,在满足附加条件要求的情况下,不超过5Ω都是合格的。这就为我们接地设计和施工增加了灵活性,不必为满足0.5Ω的接地电阻值,在工程中花费巨额投资,或者说,接地网合格的判据不只是看接地电阻值,在接地电阻不满足R≤2000/I时,

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还应按附加条件校验。现行标准虽然放宽了对接地电阻值的规定,但并没有降低对接地网整体性的严格要求,而是对接地网的安全性要求更高更全面了,这就是接地设计必须遵循的原则和对接地网的考核要求。

2.2 接地网型式

2.2.1 220kV及以下变电站地网

接地网的网格布置采用长孔网或方孔网,接地带布置按经验设计,水平接地带间距通常为5m~8m。除了在避雷针(线)和避雷器需加强分流处装设垂直接地极外,在地网周边和水平接地带交叉点设置2.5m~3m的垂直接地极,进所大门口设帽檐式均压带,接地网结构是水平地网与垂直接地极相结合的复合式地网。 2.2.2 500kV变电站地网

1) 部分工程仍按220kV变电站同样模式设计地网,因为500kV变电站占地面积大,把水平接地带间距加大到10 m以上,采用等间距的网格布置。并设置有大量的2.5m~3m的垂直接地极,这也是复合式接地网。

2) 另有一些工程采用不等间距网格布置,2.5m垂直接地极仅仅在避雷针(线)和避雷器引下线接地处设置,大门口设帽檐均压带……,是以水平接地带为主的地网。不等间距的网格布置尺寸的确定有两种方式:第一种是由计算机计算,输入土壤电阻率和入地故障电流等相关数据计算,计算机可输出地网布置图和电位分布曲线等相关结果;第二种是根据接地标准附录提供的比例关系,参照以往工程经验,尽

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量将水平接地带靠近设备,以便缩短设备引下线长度。

2.3 接地网形式优劣分析

2.3.1 长孔与方孔地网

网格布置尺寸按经验确定,没有辅助的计算程序和对计算结果进行分析,设计简单而粗略。因为接地网边缘部分的导体散流大约是中心部分的3~4倍,因此,地网边缘部分的电场强度比中心部分高,电位梯度较大,整个地网的电位分布不均匀。接地钢材用量多,经济性差。在220kV及以下的变电工程中采用长孔网或方孔网,因为入地故障电流相对较小,地网面积不大,缺点不太突出。而在500kV变电站采用,上述缺点的表现会十分明显,建议500kV变电站不采用长孔或方孔地网。

2.3.2 不等间距地网

水平接地体采用不等间距布置,即地网中部间距大,地网边缘间距小。根据地网散流的特点,不等间距的网格布置,正好弥补了长孔或方孔地网的缺点,其优越性体现在以下几点:各网孔电势大致相等,各网孔电势与平均值相差不超过5%,最大网孔接触电势比长孔或方孔网低40%以上;与长孔或方孔地网比较,大大减少了电位梯度分布不均匀的危险,提高了地网对人身和设备的安全水平;接地导体散流能力的利用较为充分,节约钢材和相应的施工费可达30%~40%;

入地故障电流密度颁布比较均匀,有利于降低接地电阻;地表面电位颁布均匀,能有效降低接触电势与跨步电势。

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3 降低接地网电阻的措施

在工程中采用过的降阻的措施很多,如:利用地质钻孔埋设长接地级、局部换土、使用降阻剂、利用地下水的降阻作用、深井或超深井接地、引外接地、扩大接地网面积、使用低电阻模块以及深孔爆破接地技术和电解离子接地系统等,这些降阻措施的使用条件、降阻效果以及存在的问题,下面将分别作一些简介:

3.1 利用地质钻孔埋设长接地极

根据接地理论分析,接地网边缘设置长接地极能加强边缘接地体的散流效果,可以起到降低接地电阻和稳定地网电位的作用。如果用打深井来装设长接地极,则施工费很高,如利用地质勘察钻孔埋设长接地极,施工费将大大节省。但需注意:利用地网边缘的地质钻孔,间距不小于接地极长的两倍;钻孔要伸入地下含水层方可利用,工程中我们曾经进行过实测,未插入到含水层的长接地极降阻效果差。

3.2 局部换土

用换土的方法来降低高土壤电阻率区接地网接地电阻,这是大家公认的有效措施之一。据了解,贵州铝厂220kV变电站,整个所区换土2m深,另外打有一口200m深的超深接地井,钢管直径100mm,地网实测电阻达到0.2Ω,效果非常好。这两项措施的施工费相当高,其他工程很少采用。

500kV变电站占地面积大,要对整个所区实施换土,是不可能的。通常采用局部换土,只对水平接地带和垂直接地极的全部或部分实施换土,我们已在多个工程中应用。

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(1)局部水平接地带换土

贵阳变是高土壤电阻率,如对水平接地带实施全部换土,需要低电阻率的田园土1万多方,买土量大,当地特殊的环境条件:石头多,土质少,找不到合适的取土点,故采用部分接地带换土的方式。220kV配电装置场地是岩石区,35kV配电装置场地大部分位于填方区,填入了大量的石块和碎石,仅对这两个区域实施换土。平整场地时,施工单位将地表土也收集起来利用,最后买土不到3000m3,减少了买土和运土费用。

(2)全部水平接地带换土

贵州安顺变土壤电阻率高达2500Ω.m,经计算,在采取电位隔离措施,验算接触电位差和跨步电位差,接地电阻的目标值为1.1Ω。本所的地质和环境中没有可以综合利用的条件,要达到接地电阻的目标值困难很大,采用的降阻措施是对全部水平接地带换土。换土量约1万多方田园土,取土点的土壤电阻率为50Ω.m,在全所接地尚未完工时测过一次接地电阻,约为1Ω,已达到了目标值,接地施工完成后,进行了最后测量,测量值小于0.8Ω.m,这是水平接地带换土成功应用的范例。

3.3 使用降阻剂

在高土壤电阻率区的接地网施工中使用降阻剂,无论是变电还是发电工程例子都很多。20世纪的70年代到80年代,使用较多的是膨润土降阻剂和碳基类降阻剂。据了解,多个使用降阻剂的工程,接地完工后测量接地电阻情况都不错,但由于缺乏长期的跟踪监测,对

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降阻剂性能的长效性和对接地极材料的腐蚀性的信息返回少。确实也有质量差的降阻剂,降阻效果不能持久,对接地网造成腐蚀,引起各地对降阻剂使用意见分岐。

3.4 利用地下水的降阻作用

利用站区地下水和地下含水层来降低接地电阻是非常经济有效的措施。下面是贵阳变工程的两个实例:

实例一:在站区西侧35kV配电装置场地边,有一个泉水坑,为了充分利用地下水的降阻作用,回填土前,在坑底作了一个大约20m2的小地网,距平场后的地面约3m,由于回填土不够密实,第一次测小地网的接地电阻约3Ω,但第4次测量时,已有40多天没有下雨了,测得的接地电阻值降到1.4Ω,效果很好。

实例二:500kV并联电抗器基础施工时,基础开挖形成一个稀泥塘,深度2m多,在下方也作了一个小地网,面积约20m2,第一次测量为2.4Ω,第三次测量时降到了1.4Ω,效果也很好。

220kV配电装置场地接地网施工,在铺设了三分之二还未与其他部分的地网连接时,测量接地电阻,阻值约为3.3Ω。也就是说,1000m2的地网电阻比20m2的小地网电阻还大。由此可见,两个小地网利用了地下水的降阻作用,收到了良好的效果。

3.5 深井接地

采用深井或超深井(井深超过100m)接地来降低接地电阻,在西南地区虽然有多个工程,但每口井的施工费超过5万元,而且,效果的可预见性差,应用并不普遍。有一个变电工程一期完工时接地电

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阻测量值为0.58Ω,接触电位差和跨步电位差计算结果均能满足标准要求,同时也作好了电位的安全隔离措施。工程投运后,建设单位为了进一步提高接地网的安全性,在所区西侧的围墙附近打了两口超深井,由于没有打到含水层,也就未达到预想的效果。云南宝峰变,土壤电阻率高达1600Ω.m,站区地质和环境,没有降阻的自然条件可利用。采用的降阻措施是在站区四角打超深井,深井超过100m,地下有含水层,降阻效果相当不错,联网后的接地电阻小于0.5Ω。据调查,贵州地区的水电站工程中采用深井接地有4个工程,井深40m~70m,完工后实测接地电阻都不超过0.5Ω,最小的为0.125Ω;川西地区有多个110kV变电站,接地电阻不满足要求,采用60m~135m深井或超深井接地,国为地下有含水层,接地电阻降到了0.5Ω以下,由此可见,在地下有含水层时,深井或超深井接地,是十分有效的降阻措施。在实施之前,应进行地质勘察,同时,要与其他措施作技术经济比较,特别要避免打井无效造成的浪费。

3.6 引外接地

当变电站附近有低土壤电阻率区(水塘、水田、水洼地……),可以敷设辅助接地网与所内主接地网连接,这种方式叫引外接地。这也是降低接地电阻的有效措施。福建红山220kV变电站,站址位于花岗岩石的山坡上,220kV设备为GIS,站区占地面积小,接地十分困难,好在站区山下有水田,铺设了辅助接地网与所内主网相连,施工完成后测量接地电阻未超过0.5Ω,这是采用引外接地的一个成功范例。据了解,引外接地在国内应用比较多,有的变电站占地面积小,

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即使站区土壤电阻率不高,接地电阻也难以满足要求,于是就将接地网延伸到站区附近的水塘边、小河边、绿化带、水田边……引外接地需注意:距离不能太远,接地体要深埋,要作好安全保护措施,防止因跨步电位差引起人员和牲畜的触电事故发生,必须保证引外接地的安全性。

3.7 扩大接地网面积

我们知道,在均匀分布的土壤电阻率条件下,接地电阻与接地网面积的平方成反比,接地网面积增大,则接地电阻减小,因此,利用扩大接地网面积来降低接地电阻是可能预见的有效降阻措施。中南地区凤凰山变是利用这种措施的一个范例,但是具有这种条件的工程是不多的。

4 相关问题的讨论

4.1 接地网材料和寿命

接地网寿命与接地网材料和土壤的腐蚀性有关,下面将分别予以讨论:

(1)接地网材质

长期以来,我国接地网材料主要是用钢材,因为我国的铜产量少。在选择接地导体时,一要考虑材质,用钢材或是用铜材;二是计算导体的截面尺寸。欧美和日本都是用铜材,为了提高地网的安全可靠性,我国经济发达的上海,在2002年就开始推荐地网采用铜材。铜材的性能比钢材好:导电率高、热容量大、耐腐蚀性强,铜是无磁性材料,

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电感小。从耐受短路电流能力比较用材量,钢材为铜材的3倍;从接地阻抗比较用材量,则钢材为铜材的8倍,铜地网的接地电阻和地电位差比钢地网小。铜材的性能虽然好,但其价格却较昂贵,差不多是钢材的7~8倍,接地网综合造价约相差2~3倍。因此土质腐蚀性强的地方可考虑采用铜地网,建议研制比铜材便宜的铜包钢材料供工程中选用。但是,在酸性土壤地区,建议不使用铜材,可考虑采取其他防腐措施。

(2)土壤腐蚀性

埋在地中的钢材,常因土壤的腐蚀作用而使截面变小,接触电阻增大,电气性能变坏,接地电阻增高,安全可靠性降低。因地网腐蚀或发生断裂而引起的事故时有发生,每次事故造成的经济损失都在几百万元甚至是数千万元。为了安全运行,每年都有变电站的接地网进行改造,由于要保证变电设备的正常运行,地网改造,不但施工困难很多,投资也很大。所以,新建工程我们对地网设计,必须足够重视。按动热稳定要求计算接地导体截面尺寸时,应考虑材料腐蚀,对腐蚀强的土壤要特别注意。腐蚀与接地体的埋设深度有关,增加地网的埋设深度腐蚀性将减弱,但施工费用又会相应增加。特别说明,铜接地网与变电站混凝土基础内的钢筋、 地下的钢管和钢构件会产生电腐蚀,需要采用比较昂贵的阴极保护措施,否则会产生相互关联的事故。

要考虑金属腐蚀,就需要知道金属的年腐蚀率,由于各地土壤情况差别较大,年腐蚀率是一个无法准确给出出定值的参数,各工程应按勘测情况确定。一般来说,土壤电阻率越低,年腐蚀率越大,高土

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壤电阻率的土壤对金属的腐蚀相对较慢。

(3)接地网寿命

变电站的电气设备寿命一般按30年要求,考虑到接地网埋入地中更换相当困难。接地网的使用年限不能低于电气设备的寿命,建议按40~50年考虑。也就是说,地面上的设备即便是更换了,地网仍是安全可靠的,可以继续运行。因此,在选择接地网导体截面时,应按热稳定需要的最小截面再加上30年以上的腐蚀截面。

4.2 入地故障电流

电网中发生接地短路故障时的短路电流可以分成两部分:一部分是经架空线路的避雷线(地线)回流至电源;另一部分是经变电站接地网和大地回流到电源。前者为架空地线的分流电流,后者即是入地故障电流,它是计算地电位、接触电位差、跨步电位差,以及计算接地网导体截面尺寸的重要参数。我们希望架空地线分流越多越好,这样入地故障电流就小了。入地故障电流减小,则地电位就会降低,接触电位差和跨步电位差也相应降低。 由此可见,避雷线的分流

系数越大越好。影响分流系数的因素有以下几个:

1) 出线回路数。出线回路多,分流系数成比例地增加;

2) 出线杆塔的接地电阻。随着杆塔接地电阻增加,分流系数逐渐减小,对于高土壤电阻率地区,杆塔接地电阻达到20Ω时,分流系数趋于稳定:

3) 变电站接地网电阻。随着地网接地电阻的增加,分流系数随之增大,即经接地网和大地流回电源的电流随之减少;

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4) 避雷线参数。避雷线的导电性对分流系数的影响很大,导电性能越好(加大截面,采用良导体地线),分流系数越大,反之,分流系数越小。当避雷线对地绝缘时(采用绝缘地线),无分流能力,分流系数为零。因此,当变电站地网接地电阻偏大时,各级电压架空出线的避雷线不应采用绝缘方式,同时建议接地电阻偏大的变电站,其架空出线的避雷线在距变电站2~3km范围内各基杆塔均应接地,距离电站最近的几基杆塔,应采取措施将杆塔的接地电阻尽量降低,以便增加分流电流,这一点值得注意,变电设计与线路设计时应相互配合协调解决。

4.3 接触电位差和跨步电位差允许值

接触电位差和跨步电位差的允许值可以按电力行业标准中的公式计算,决定计算值大小的是下面两个参数取值。

1) 站立处的地表面土壤电阻率。为提高接触电位差的允许值,有时需要在设备和构(支)架周围铺设砾石或碎石,以提高人脚站立处地表面的ρ值,取值以不超过2500Ω.m为宜。以此为条件计算的接触电位差允许值应作为限制值,地网的实际接触电位差不应超过限值,否则,将影响人身安全。

工程投运后出现的两种情况值得重视:基一是碎石小道缺少维护,混入了泥土,长出了杂草,没有进行清理;其二是碎石小道被拆除,取而代之的是草坪。这必将导致接触电位差和跨步电位差允许值的降低,尤其是雨季和潮湿季节,从保证运行人员安全考虑,这种现象很值得商榷,环境美化必须在保障安全的条件下实施,这一点应充分认

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识。

2) 接地(故障)电流持续时间。它是计算接触电位差和跨步电位差的参数,它有别于接地装置的热稳定校验计算用短路等效持续时间,而标准中又没有给出定量规定。时间取值短,容易满足要求,时间取值长,则偏于保守,有时会增加接地网的处理措施费。鉴于长期以来,我们尚未见到大接地短路电流系统中,有关接触电位差和跨步电位差使人产生触电伤亡的报道,事实上各种最不利情况同时出现的几率本来就很小,我们没有必要过于保守,那样反而给接地设计和施工带来困难。建议接地电流持续时间取继电保护主保护动作时间为计算条件。

4.4 垂直接地极与深井接地

由垂直接地体降阻作用的理论分析可知,即使在接地网下密密麻麻的设置很多垂直接地体,形成一块以垂直接地体为厚度的一块大铁板,由于铁板厚度与其等效半径相比小得多,其降阻作用很小。如:在100×100(m2)和200×200(m2)地网中密集打入3m长的垂直接地极,前者降阻率不超过4%,后者不超过2%,如果采用深井接地,垂直接地极长度取50m,则降阻率可以达到22%。因此,变电站的接地装置,应以水平地网为主,若想以增加短垂直接地极来降低接地电阻,从性能价格比来看,很不划算,既浪费钢材又增加施工费,这种方式不可取。要想用垂直接地极降阻,就应采用深井接地极,实施要点和优点如下:

(1)一般来说,采用深井接地,井深要达到或超过接地网面积

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的等效半径。为了避免相互之间的屏蔽作用,接地井的间距不应小于井深的两倍,否则,降阻效果将受到影响;

(2)用深井和超深井接地时,要事前调查站区和附近的土壤地质情况,了解地下深层地质结构,特别是要查明地中土壤电阻率变化情况。如地下有低土壤电阻率岩土层或含水层,则具备深井接地的条件;若地下土壤电阻率比地表高,就不应采用深井接地;

(3)深层的土壤电阻率不受气候、季节影响,数值稳定。因此,接地电阻值也不会随气候、季节变化,这是深井接地最大的优点。

4.5 降阻剂的使用

早在20世纪的60年代,已经开始使用降阻剂,到20世纪80年代,各地出现了很多降阻剂生产厂。起初只是在一些小面积地网中(线路杆塔接地、微波站接地、建筑物接地……)使用较多,后来一些变电站接地网也开始使用了。由于降阻剂的质量问题:降阻效果不能长久,对接地钢材有腐蚀性,促使20世纪70年代中期以后,生产厂家开始了提高和改进性能的研究,然而,生产的降阻剂产品并没有达到较为理想的性能,工程中使用以后,仍然暴露出一些问题,使降阻剂应用受阻,变电工程中使用降阻剂的已经很少。

理想化的降阻剂应具备的性能是:降阻效果好,对接地体无腐蚀或腐蚀性小,有效使用年限长(长效性),无毒不污染环境(不影响地下水源),施工操作简便。目前对降阻剂应用研究的意见不完全一致,有肯定的,也有否定的,鉴于其安全性和长效性难于保证,对大中型地网的降阻效果小。因此,建议变电站不要使用降阻剂作为主要

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的降阻措施。

4.6 深孔爆破接地技术

爆破接地技术是近期科研成果,它值得在具备条件的地区应用和推广。具体施工方法是:采用钻孔机在地中垂直钻一定直径、一定深度的孔,孔深一般在30m~120m。在钻孔中插入接地电极,然后沿孔的整个深度,隔一定的距离,放置定量的炸药,实施爆破,将岩石爆裂,爆松,然后将调成浆糊状的低电阻材料,用压力机压入深孔中和爆破制裂产生的缝隙中,从而达到通过低电阻率材料将地下大范围的岩石内部构通,加强接地极与岩土的接触,达到较大辐度降低接地电阻的目的。为了验证爆破技术的效果,通过试验现场开挖,发现填充的低电阻材料呈树状分布在爆破制裂产生的缝隙中,延伸很远,最远的达40m,这就达到了利用地下电阻率较低的岩土层或含水层,贯通岩石中的固有裂缝,改善土壤的散流能力,相当于在大范围内将高电阻率的岩土,置换为广泛分布低电阻率材料通道的岩土,从而使接地电阻降低。

爆破接地技术技术已经在我国北方的发变电工程中应用,需注意的是,由于不同地质条件下爆破裂缝的等效计算半径不一样,不同地区应用此项技术时,需进行一些试验,了解本地区的地质特点以及用药量,摸清爆破制裂的规律,使此项技术充分发挥作用。

4.7 电位隔离措施

根据现行接地标准,放宽对接地电阻值要求的附加条件之一是采取电位隔离措施,防止电位转移,即防止变电站内在接地短路时的高

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地电位通过各种途径传到所外,或者说,将所外的低电位引入所内。变电站内一般没有铁路进入,但供水管路、低压线路、通信线路进入变电站是比较常见的。供水管道进入变电站的方式有架空、贴着地面铺设、地下埋设三种方式。架空敷设的水管道很少见,通常为后两种敷设方式。地下埋设的水管电位转移小,无需采用电位隔离措施。贴着地面铺设的水管,应有隔离措施,即:在变电站围墙处应设法兰连接,对接处装橡皮垫,连接螺栓穿在绝缘套内并加装绝缘垫圈。由变电站对所外深井泵房供电时,电源中性点不在所内接地,要改在泵房处接地,供电线路最好使用加强绝缘的架空线路。当采用电缆线路时,最好使用全塑电缆,如采用铠装电缆。电缆在进入泵房处,应将钢铠或铅(铝)外皮剥掉0.5~1m。对于通信线路,如果采用的是光纤电缆,因为没有电路的直接联系,不会产生电位转移,否则,应设置隔离变压器,隔断电路的直接联系,切断电位转移通路。总之,在接地电阻较大的变电站防止电位转移关系到人身和设备安全,设计时必须考虑采取适当的措施。

4.8 敷设双层地网

据某供电局介绍,为了降低占地面积较小的变电站的接地电阻值,有一个110kV变电站,想扩大接地网面积,把地网作成双层,两层地网之间相距仅2m多一点,可能是双层地网产生的屏蔽作用,降阻效果并不理想。在其他工程中也采用过双层地网,降阻效果仍然很小。因此,在没有得到确切的理论根据和试验验证之前,建议不采取这种方式,以免造成钢材和资金浪费。

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5 结论

1) 变电站接地网是维护变电站安全可靠运行,保障运行人员和电气设备安全运行的根本保证和重要设施。接地网设计与施工必须予以高度重视;

2) 高土壤电阻率区的变电站,应根据所区地质和环境条件,采用效果好、经济、合理、安全、可靠的辅助措施,因地制宜,综合治理来降低接地电阻。同时,应当把降低地面电位梯度与降低接地电阻视为同等重要,不应片面追求小接地电阻值而投入巨额资金;

3) 接地网设计要推广采用不等间距的网格布置;大中型变电站的接地网应以水平接地网为主;为降低接地电阻为目的而增加短垂直接地是不可取的;双层地网降阻效果小;实施深井接地的条件应是地下具有含水层或低电阻率的岩土层;

4) 由于已经使用过的各种降阻剂,在降阻效果和多项性能,以及经济性等方面不能完全令人满意,因此,大中型地网不宜使用。建议开展对接地工程的实验研究工作,研制新材料(降阻效果好、腐蚀性小、无污染、性能稳定、价格便宜),探索经济合理的新方法,并做好科研成果的应用与推广工作.

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第四篇:变电站直流系统接地故障查找

针对直流系统在运行中发生一点接地的各种可能性,结合现场实践经验,提出直流接地查找的方法和步骤。

1、引言

变电站直流系统以蓄电池储存能量,以充电机补充能量,向全站保护、监控、通讯系统源源不断的输送电能,确保其安全、稳定、可靠运行。直流系统是绝缘系统,正常时,正、负极对地绝缘电阻相等,正、负极对地电压平衡。发生一点接地时,正、负极对地电压发生变化,接地极对地电压降低,非接地极电压升高,在接地发生和恢复的瞬间,经远距离、长电缆起动中间继电器跳闸的回路可能因其较大的分布电容造成中间继电器误动跳闸(可采用较大起动功率的中间继电器来避免),除此之外,对全站保护、监控、通讯装置的运行并没有影响。但是,存在一点接地的直流系统,供电可靠性大大降低,因为在接地点未消除时再发生第二点接地,极易引起直流短路和开关误动、拒动,所以直流一点接地时,设备虽可以继续运行,但接地点必须尽快查到,立即消除或隔离。

2、直流接地形式

按接地点所处位置的不同,可将直流接地分为室内和室外两种形式,按引起接地的原因,又可分为以下几种形式:

① 由下雨天气引起的接地。在大雨天气,雨水飘入未密封严实的户外二次接线盒,使接线桩头和外壳导通起来,引起接地。例如瓦斯继电器不装防雨罩,雨水渗入接线盒,当积水淹没接线柱时,就会发生直流接地和误跳闸。在持续的小雨天气(如梅雨天),潮湿的空气会使户外电缆芯破损处或者黑胶布包扎处,绝缘大大降低,从而引发直流接地。

② 由小动物破坏引起的接地。当二次接线盒(箱)密封不好时,蜜蜂会钻进盒里筑巢,巢穴将接线端子和外壳连接起来时,就引发直流接地。电缆外皮被老鼠咬破时,也容易引起直流接地。

③ 由挤压磨损引起的接地。当二次线与转动部件(如经常开关的开关柜柜门)靠在一起时,二次线绝缘皮容易受到转动部件的磨损,当其磨破时,便造成直流接地。

④ 接线松动脱落引起接地。接在断路器机构箱端子排的二次线(如10kV开关机构箱内的二次线),若螺丝未紧固,则在断路器多次跳合时接线头容易从端子中滑出,搭在铁件上引起接地。

⑤ 误接线引起接地。在二次接线中,电缆芯的一头接在端子上运行,另一头被误认为是备用芯或者不带电而让其裸露在铁件上,引起接地。在拆除电缆芯时,误认为电缆芯从端子排上解下来就不带电,从而不做任何绝缘包扎,当解下的电缆芯对侧还在运行时,本侧电缆芯一旦接触铁件就引发接地。

⑥ 插件内元件损坏引起接地。为抗干扰,插件电路设计中通常在正负极和地之间并联抗干扰电容,该电容击穿时引起直流接地。

3、直流接地查找

3.1 查找方法

直流回路数量多、分布广,接地点不好查,相对有效的方法是拉路试探法。即分别对每路空气开关或熔断器拉闸停电,若停电后直流接地现象消失,说明接地点位于本空气开关控制的下级回路中;若现象继续存在,说明下级回路没有接地。通过拉路寻找,可将接地点限定在某个空开控制的直流回路中,再通过解开电缆芯,将接地点限定在室内或室外部分;再通过拔出插件,可将接地点限定在插件内和插件外。经过层层分解、一段段排除,最终可将接地点定位于一段简单回路中,再用摇表对回路中的每根接线摇测绝缘,把接地点进一步限定在几根导线或几颗端子上,通过仔细观察,反复触摸,接地点终会“原形毕露”的。

3.2 查找步骤

直流系统中的空气开关或熔断器是分层分级配置的,一般由总路空开、分路空开串联而成,两级空气开关将直流回路分成了三段。两级空气开关分别是直流屏总路空气开关和各设备分路空气开关,三段回路分别是直流母线及其引出线回路、总路空开馈出的电缆和桥接母线回路、分路空开馈出的保护、控制、监视、储能回路。其中,第三段回路数量最多、接线最复杂、接地几率最高,几乎所有的直流接地都出现在这一段。要想尽快找到接地点所属空开,接地的确切位置和确切原因,就必须对三段回路的构成、作用和现场具体位置十分熟悉,所以查找直流接地的第一步就是熟悉现场直流系统接线。只有熟悉了接线,心中有了数,才能在拉路寻找时不漏拉、不错拉、不重复拉。

3.2.1 定位到总路空气开关

目前直流屏上都安装有微机直流绝缘检测仪,发生直流接地时,绝缘检测仪会报出是哪一极(正极还是负极)接地、接地电阻是多少,随后会报出接地支路号,根据支路号就可将接地点定位到总路空气开关。

如果绝缘检测仪(绝缘监察装置)没有选线功能,又怎样定位到总路空开呢?这种情况下,只有对总路空气开关进行拉路寻找了;如果拉开某路空气开关后,接地极母线对地电压立刻升高到110V左右,则接地点就位于该空开控制的下级回路之中。

3.2.2 定位到分路空气开关 用内阻不低于2000Ω/V万用表或电压表在直流屏监视接地极母线对地电压,然后退出绝缘检测仪。根据现场标示和相关图纸,找出总路空开下级串接的所有空气开关(或熔断器),按照先信号后控制、先室外后室内的原则排出拉路顺序。对于信号回路,如测控装置电源空开、遥信电源空开、通讯电源空开,其不影响故障跳闸,只涉及监控、指挥信号,可最先拉。如果接地点就在这些空开控制的回路,就免除了对重要回路(控制回路、保护回路)的短时停电。对于保护控制回路空开,直接影响到系统安全,拉路时间越短越好,需控制在3秒以内,拉路顺序可按其对应一次设备实时潮流大小来排序,先拉负荷轻的空开,再拉负荷重的空开。如果拉开某路空气开关后,接地极母线对地电压立刻升高到110V左右,则接地点就位于该空开控制的下级回路之中。

3.2.3 找出接地的确切位置和确切原因

定位到分路空开后,应向调度申请,断开该路空开,这样其余直流回路就恢复到正常状态,再拆除监视直流母线对地电压的万用表或电压表,投入绝缘检测仪。由于空开已断开,下级回路不带电,用万用表监视回路对地电压的方法发挥不了作用,所以对下级回路接地点使用摇表来查找。

① 按室内室外分段查找。现场统计资料显示,运行中变电站出现的直流接地点绝大部份在室外,所以分段查找时,重点还是查室外部分。可以先将本回路涉及的二次设备接线盒一一打开,仔细检查,看盒子内有无积水、有无潮气、有无电缆头破损进水、有无芯线绝缘皮裂口、有无动物巢穴、有无接线脱落、有无备用芯搭铁等等,或许就会发现接地点。

本回路中,已没有空气开关可拉,接地点的进一步分区和判断只有靠解开电缆芯线,此时需要注意的是,解线前应将端子排号、端子两侧接线编号详细记录在安全措施票上,防止恢复接线时出错。依次解开控制室到场地直流电缆芯线,每解开一根电缆,就用摇表在端子排测量接地极对地绝缘电阻,若绝缘恢复,说明接地点在本电缆和电缆对侧回路之中。若解开所有电缆后绝缘仍没有变化,说明接地点位于保护屏内部。

② 室外接地点查找。接地点位于场地电缆和电缆对侧回路中时,解开端子箱到开关机构箱直流电缆所有电缆芯,用摇表在端子排测量接地极绝缘电阻,若绝缘恢复,说明接地点在本电缆和开关机构二次回路中。若绝缘没有变化,说明接地点位于端子箱引出电缆和电缆对侧回路中(如刀闸辅助接点)。

按上述方法解开电缆芯对回路进一步分段,摇测绝缘,接地点就限定在开关机构箱、刀闸操作箱、或控制电缆中,用摇表对箱内直流回路的每一根接线摇测绝缘,接地点就限定在几根二次线中,再仔细观察,反复触摸,就可发现接地点。

③ 室内接地点查找。接地点位于保护屏内时,依次拔出装置插件,测量端子排接地极对地绝缘电阻,若绝缘恢复,说明接地点就在对应插件中。若绝缘没有变化,说明接地点位于保护屏端子排、端子排引出屏间直流电缆和屏内布线中,用摇表对屏内直流回路的每颗接线端子摇测绝缘,找出接地的那几颗端子,对端子金属部分、连接线部分仔细观察,反复触摸,找出接地点。

4、接地查找注意事项

防止不正确的查找方法造成的直流系统两点接地。如使用灯泡查找法,使用内阻低于2000Ω/V的万用表和电压表。某些保护如整流型距离保护、晶体管保护在直流拉合时可能会误出口,所以在拉合前应申请退出保护出口压板。

目前绝缘监测装置大都采用带接地选线功能的微机监测仪,这类监测仪都有一个共同的特点,反应相对迟钝:在发生直流接地时,要延迟几秒甚至十几秒才能报“直流接地”信号;而在直流接地消失时,也要延迟几秒甚至十几秒其信号才复归。在拉路寻找时,切断各支路直流的时间只有几秒钟,绝缘监测仪信号来不及复归,致使靠绝缘检测仪判断接地消失的方法找不出接地点。为此,在拉路寻找前,应先使用内阻不低于2000Ω/V万用表或电压表在直流屏监视接地极母线对地电压,然后退出绝缘检测仪(绝缘检测仪会使直流母线对地电压发生较大波动,影响判断),靠万用表或电压表电压值的变化来反映直流接地是否消失。

第五篇:接地网阴极保护施工措施

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接地网阴极保护施工措施

一、工程简介

聊城电厂一期工程中,接地网采用牺牲阳极保护法施加阴极保护,为使接地网使用寿命不小于30年,经计算采用MUG-3型镁合金牺牲阳极,规格为700×(90+110)×90mm,数量为785只,每只重11kg。参比电极采用铜/硫酸铜参比电极,型号为MCT-2型共8只,测试桩8只,检查片16组,规格为Φ250×1200mm的布袋785条。

二、编写依据

1、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92

2、《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 GB50150-81第二十五章

3、《火电施工质量检验及评定标准 第五篇电气装置》

4、《电力建设安全施工管理规定》

5、《电力建设安全工作规程》

6、山东电力工程咨询院设计图纸阴极保护 37-F19519-D1305

三、施工工器具

电焊机一台、铜质电焊带50米、电焊用工具一套、活口板手一把

四、工艺流程及技术要求与标准

工艺流程技术要求与标准

一》、材料检验

1、阳极检验:在牺牲阳极使用之前,按有关标准和规范要求,对其外观尺寸和重量进行检验。

2、电缆检验:检查电缆的规格型号、尺寸、绝缘、与阳极的接头。

3、布袋检验:验证布袋的尺寸、完好度。

阳极不翘曲,表面无毛刺、裂纹、气孔、夹杂物和附着物,尺寸和重量符合要求。电缆的规格型号尺寸应正确,绝缘皮无破损,与阳极的接头牢固。尺寸正确,无破损。

二》、袋装阳极的制作、安装

1、阳极表面清理

2、填包料搅拌

3、袋装阳极装配。

4、阳极坑的开挖。

5、袋装阳极的放置。

清除表面的氧化膜及油污。保证填包料干燥无结块,将填包料搅拌均匀,不得混入石块、塑料带、泥土和杂草等杂物。(填包料配方比为 硫酸铜:石膏粉:膨润土=1:1:2)先向袋中填入约10cm高的填包料,然后将阳极放入袋中央后,在周围加入填包料将阳极包围,以保证阳极周围填包料厚度一致(不小于50mm)、均匀密实,最后将阳极电缆与布袋口用细绳绑扎结实,防止散口。坑的大小、深度要保证阳极能够水平放置,而且阳极与地网在同一水平面上,坑的位置应保证阳极与地网距离在1.0~1.5米范围内。将阳极水平放置于坑内。

三》、阳极与地网的连接

1、阳极电缆与地网的连接

2、电缆的埋设

将阳极电缆一端的加强板与地网焊接在一起,焊缝长度不小于100mm,焊接接头处必须牢固,保证在电气上的导电性。在有测试桩的位置,应将阳极电缆引入测试桩中,通过测量电缆与接地网连接。阳极电缆的埋设深度不应小于0.7m,回填土中应无石块、泥土和杂草及其他杂物,以免损坏电缆的绝缘层;电缆敷设时

四》、回填土确认各焊点、连接点符合要求后,回填土壤。在干燥地区,回填土将阳极布袋埋住后,向阳极坑内灌水,使阳极填包料吸满水后,将回填土夯实。

五》、测试系统的安装

1、 长效饱和铜/硫酸铜参比电极的安装

2、 测试桩的安装

3、检查片设置

参比电极表面为陶瓷制品,在安装过程中应轻拿轻放,以防破碎,参比电极的埋设方法与阳极的埋设方法相同,埋深与接地网相同。参比电极应尽量靠近接地网埋设,靠近测量接地点,并与阳极有一定的距离,距阳极不超过2米。

将参比电极取出放入预先用蒸馏水或淡水配置的硫酸铜溶液中浸泡4小时,打开装有回填料的包装带,用浸泡电极的硫酸铜溶液将回填料调配成糊状,再将浸泡过的电极置于回填料中,扎好包装袋,将参比电极连同回填料一起埋设于预挖的坑中,回填后再向坑中灌水,以保证电极与周围土壤的紧密结合;将参比电极电缆引入测试桩,连接在接线柱上。

按照设计要求,确定测试桩的安装位置;在接地网上焊接一根测量电缆,将测量电缆、阳极电缆和参比电极电缆一同引入测试桩,分别接在三个接线柱上(测量电缆与阳极电缆的接线柱通过铜片电连接),然后将桩腿植入地下,回填埋设。在每只测试桩处设置两组检查片。一片与接地网相连(施加阴极保护),另一片不相连,处于自然腐蚀状态。

五、安全注意事项

1、进入施工现场,必须正确佩戴安全帽。

2、使用电焊机必须配戴面罩和焊工手套。

3、严禁在雨天进行露天电焊作业。

4、电焊机使用前必须检查其绝缘严禁漏电。

5、填充材料的设置应保证阳极四周无空隙,回填时应注意防止损坏阳极和电缆。

6、将牺牲阳极的焊接片焊接到埋地接地网系统上,接头必须在机械上是牢固的,在电气上是导电的。

7、所有的电缆应保持足够的松驰度,以防电缆变形。电缆周围的填充材料应无石块和其它杂物,当电缆放入沟槽时这些杂物可能会导致绝缘损坏。

8、应检验牺牲阳极,使阳极材料的尺寸,电缆长度,阳极导线接头以及密封完整性符合技术规范。在装卸和安装时应注意防止震裂和损伤。全部电缆都要仔细检查,以发现绝缘方面的缺陷。应注意防止电缆绝缘损坏。电缆绝缘的损坏处必须予以修补。

七、环保注意事项

1、电焊施工完毕,应及时将药皮等清理干净。

2、涮漆时应有防范措施,严禁溅到地面上。

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