趙山渡水力發(fā)電廠生產(chǎn)廠區(qū)接地網(wǎng)改造

鄭峰

（浙江珊溪經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限責(zé)任公司趙山渡水力發(fā)電廠，浙江 溫州 325311）

趙山渡水力發(fā)電廠生產(chǎn)廠區(qū)接地網(wǎng)改造

鄭峰

（浙江珊溪經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限責(zé)任公司趙山渡水力發(fā)電廠，浙江 溫州 325311）

摘要：近年，電廠經(jīng)常遭受雷擊，引起主變或線路雷電流入侵，造成電氣、電子設(shè)備損壞。根據(jù)這一情況，對電廠廠區(qū)接地網(wǎng)進(jìn)行全面檢測，實(shí)測接地電阻為18.6Ω，挖開局部接地體進(jìn)行勘察，水平接地體熱鍍鋅扁鋼全部已經(jīng)銹蝕，造成接地電阻值增大。通過增設(shè)鋪設(shè)接地扁鋼，安裝石墨接地模塊，埋設(shè)降阻劑等措施，有效的降低接地電阻，為電廠廠區(qū)接地網(wǎng)改造提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：趙山渡水力發(fā)電廠；接地電阻；熱鍍鋅扁鋼；接地模塊；降阻劑

1概述

趙山渡水力發(fā)電廠位于瑞安市高樓鎮(zhèn),工程主要由河床式發(fā)電廠房、16孔泄洪閘和引水渠首進(jìn)水閘組成。大壩頂高程25m，閘壩總長366m，正常水位22m，校核洪水位23.37m，總庫容3 414萬m3，總裝機(jī)容量2×10MW，水輪發(fā)電機(jī)組為燈泡貫流式機(jī)組，電廠于2000年11月28日第一臺機(jī)組發(fā)電運(yùn)行。水庫通過反調(diào)節(jié)調(diào)蓄上游珊溪水庫下泄水量和攔引趙山渡和珊溪區(qū)間來水，由輸水渠系向溫州、瑞安、平陽等地城鎮(zhèn)居民生活供水和工農(nóng)業(yè)供水。

2接地網(wǎng)基本情況

趙山渡電廠至投產(chǎn)以來已運(yùn)行10多年，除磨合期之外,機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，很少發(fā)生因雷電產(chǎn)生高電壓侵入,造成電氣、電子設(shè)備損壞。但近幾年，每到夏季雷雨天氣,由于雷擊經(jīng)常引起開關(guān)跳閘、母線單相接地、電壓互感器高壓側(cè)熔斷器熔斷、6.3 kV共相母線絕緣子損壞等情況發(fā)生。給運(yùn)行人員帶來很大工作壓力,也給電廠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，經(jīng)分析懷凝是接地網(wǎng)腐蝕造成雷電流不能定全釋放,因此,決定對電廠接地網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行接地電阻檢查測量。我們選擇了主變中性點(diǎn)、6.3 kV出口開關(guān)接地刀閘接地端、電廠出線鐵塔接地端3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)實(shí)測接地電阻為18.6Ω、19.3Ω、18.8Ω，大大超過共用接地體（聯(lián)合接地）應(yīng)不大于接地電阻1Ω的要求。挖開局部接地體檢查，發(fā)現(xiàn)水平接地體40×4的熱鍍鋅扁鋼,全部銹蝕,從而造成接地電阻增大。

3改造方案

電廠廠區(qū)建筑物屋面已經(jīng)設(shè)置避雷網(wǎng)格，同時(shí)在屋面四周明敷引下線，已經(jīng)符合要求。根據(jù)接地電阻檢測結(jié)果和熱鍍鋅扁鋼的銹蝕情況,這次改造方案只對接地網(wǎng)進(jìn)行改造，具體改造方案為：制定新鋪設(shè)接地網(wǎng)，安裝石墨接地模塊，埋設(shè)降阻劑于老接地網(wǎng)鏈接，保證接地電阻達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.1地網(wǎng)鋪設(shè)

廠房周圍土壤已沙石為主，在廠房一側(cè)花壇內(nèi)有50～80 cm泥土層，底部為巖石層，考慮上述因素，設(shè)計(jì)的接地體敷設(shè)在花壇內(nèi)，且接地體采用水平接地體為主，結(jié)合接地模塊，從而達(dá)到降低電阻的目的。設(shè)計(jì)如下（見圖1）：

1）水平接地體采用40×4的熱鍍鋅扁鋼，沿花壇內(nèi)直線敷設(shè)3條，間距3m并排敷設(shè)，為考慮接地體的有效長度，每條水平接地體長80m，埋深盡量深，共240m。

2）由于花壇底層為巖石，不考慮垂直接地體，現(xiàn)改用石墨接地模塊，且間距5m設(shè)置，共51塊，可直接填埋，并與水平接地體可靠焊接。

3）考慮工程兼顧下游供水，為保護(hù)水源，選用環(huán)保型降阻劑，在水平接地體周圍設(shè)降阻劑，用量為15 kg/m，計(jì)3.6 t；同時(shí)在接地模塊周圍埋設(shè)降阻劑，為每塊25 kg，計(jì)1.3 t。共計(jì)4.9 t。

4）新增人工地網(wǎng)與原接地地網(wǎng)相互采用40×4的熱鍍鋅扁鋼連接，連接點(diǎn)為2處。

5）3條接地體間，間隔10m，互相采用40×4的熱鍍鋅扁鋼連接一次。

6）材料焊接方式：扁鋼與扁鋼連接≥扁鋼寬度的2倍，不少于三面施焊，扁鋼與鋼管、角鋼連接，緊貼3/4鋼管表面或角鋼外側(cè)兩面，上下兩面施焊。

7）水平接地體采用40×4的熱鍍鋅扁鋼接地模塊，熱鍍鋅扁鋼之間連接采用直徑為10mm圓鋼“7”字形跨接。

8）接地引下線在地表交界段需全段涂刷2～3道環(huán)氧瀝清漆、FVC漆或其他耐久漆，其地下段長度應(yīng)使埋入降阻劑的部分不短于20mm，地表上面部分長度不短于30mm。

圖1趙山渡電廠新地網(wǎng)鋪設(shè)圖

3.2產(chǎn)品說明及施工方法

3.2.1石墨接地模塊

3.2.1.1接地模塊工作原理

接地模塊外形尺寸為500×400×60，它是以高碳石墨化合物、吸濕保濕材料、固化材料等為主體,模塊表面經(jīng)抗腐蝕處理的金屬材料作骨架,具有吸濕保濕能力強(qiáng)、電阻率低、耐腐蝕、高強(qiáng)度低及穩(wěn)定性好的特點(diǎn),是降低接地電阻專用產(chǎn)品,對降低接地網(wǎng)接電阻效果明顯。

3.2.1.2接地模塊性能特點(diǎn)

1）接地模塊所用材料和土壤物理結(jié)構(gòu)相似,能和土壤緊密接觸連接,內(nèi)置熱鍍鋅扁鋼,可以將其和接地網(wǎng)直接,增加整個(gè)接地體和下地的有效接觸面積,提高了接地網(wǎng)的散流面積,能有效降低地網(wǎng)接地電阻；

2）采用化學(xué)穩(wěn)定非金屬導(dǎo)體材料作為模塊的導(dǎo)電介質(zhì),具有超強(qiáng)的吸濕保濕能力,保持周邊土壤濕度,模塊不會(huì)隨季節(jié)天氣環(huán)境等外界因素的影響,保證模塊有效發(fā)揮導(dǎo)電作用；

3）接地模塊的非金屬為主要材料,使電阻率相差巨大的金屬與土壤之間形成一個(gè)變化比較平緩的低電阻區(qū)域,當(dāng)大電流沖擊時(shí),可降低接地體、接地線暫態(tài)電位梯度,降低跨步電壓和接觸電壓,減少發(fā)生地電位反擊的概率；

4）接地模塊采用的材料都具有很強(qiáng)的抗腐蝕性,其使用壽命達(dá)到30年以上。

3.2.1.3接地模塊施工方法

1）依據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件,接地模塊采用水平埋置。埋置深度不小于0.6m；

2）埋設(shè)的接地模塊間距不小于4m；

3）模塊極芯相互并聯(lián)或與地線連接時(shí)嚴(yán)格處理，必須處理電氣焊接，焊接面積為連接體的2倍以上；

4）應(yīng)在焊接處清除焊渣，并涂上防腐導(dǎo)電漆或?yàn)r青漆；

5）接地模塊埋設(shè)好后的回填土要適量灑水分，并分層次夯實(shí)，待模塊充分吸濕（24 h）后測量接地電阻是否達(dá)標(biāo)。

3.2.2長效物理降阻劑

3.2.2.1產(chǎn)品概述

長效物理降阻劑是一種良好的導(dǎo)電體,滲透到土壤中,當(dāng)遇到電擊等產(chǎn)生強(qiáng)電流時(shí)能夠形成足夠大的面,使電流快速擴(kuò)散。主要成分含有固化劑、潤滑劑、導(dǎo)電水泥和細(xì)石、細(xì)石墨和膨潤土等材料，降阻劑本身不含汞、鉻等重金屬,能很好的與金屬接地體緊密接觸,具有良好的導(dǎo)電性、防腐性、固化性、長效性等優(yōu)點(diǎn),而且不會(huì)破壞環(huán)境。

3.2.2.2性能特點(diǎn)

1）具有良好的吸附性能，接地體和土壤的結(jié)合會(huì)更加緊密，能夠消除接地體與土壤之間的接觸電阻，改善土壤中的電場分布；

2）具有很好的沖擊特性，能耐受工頻電流及沖擊電流影響變化，還具有良好的均壓作用，改善電位分布，從而降低跨步電壓，保護(hù)人身安全；

3）根據(jù)降阻劑的物理性,降阻劑本身沒有腐蝕性，通過緊密包裹接地體,阻止氣體、酸堿的滲入腐蝕,對接地體起到保護(hù)作用，因而具有很好的長效性；

4）因其本身不含有機(jī)物,不含汞、鉻等重金屬,沒有毒性對環(huán)境無污染,施工過程不會(huì)影響施工人員的身體健康，安全可靠；

5）具有良好的滲透性能，能深入到泥土及巖縫中，增加大地的泄流面積，減少地中的流散電阻；

6）防腐劑使用后能在很短的時(shí)間內(nèi)完全固化，使降阻劑與接地體緊密結(jié)合,形成一體，不用擔(dān)心因雨水的沖刷而隨土壤流失,同時(shí)起到吸水和保水作用。

3.2.2.3施工要求

1）調(diào)制降阻劑

由于電廠接地網(wǎng)為巖石、砂石環(huán)境，而且為水平放置,降阻劑與水比例配置1:0.8為宜，用攪拌機(jī)將其充分?jǐn)嚢?，成為糊狀?/p>

2）澆灌及檢查

在接地體溝底取細(xì)土鋪平,厚度為20mm，用水澆濕,再用支撐物將接地體架空50～70mm，將調(diào)制好的糊狀降阻劑,在固化前輕輕倒入接地溝直至全部包裹住接地極，并對接地體包裹情況進(jìn)行檢查,要求包裹厚度最薄處不小于40mm。

3）復(fù)檢與回填

待降阻劑固化后,檢查接地極是否被降阻劑完全包裹，且無雜物混入，包裹體厚度是否已達(dá)到40 mm，這將直接影響接地體的防腐性能。檢查達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，回填厚度20mm以上無硬物和樹枝等雜物的細(xì)土，再加入其他土壤并夯實(shí)。夯實(shí)后的回填土表面應(yīng)與周圍地表齊平。

4結(jié)束語

2014年2月完成整個(gè)接地網(wǎng)的改造工程后，再次對電廠接地網(wǎng)主變中性點(diǎn)、35kV PT接地端、6.3 kV開關(guān)接地刀閘接地端3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢測，檢測的結(jié)果為0.89Ω、0.91Ω、0.95Ω，結(jié)果證明此次改造達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿足沖擊接地和短路電流入地的要求，確保接地網(wǎng)安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]李景祿.變電站接地網(wǎng)存在的問題及整改措施[J].高電壓技術(shù)，1995,21（4）:70-72.

[2]李景祿.實(shí)用電力接地技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2002.

[3]李景祿.接地降阻劑應(yīng)用及存在問題分析[J].高電壓技術(shù)，2004,30(3):65-66.

中圖分類號：TM312

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）10-0010-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.10.004

收稿日期：2015-03-11

作者簡介：鄭峰（1976-），男，工程師，從事運(yùn)行管理工作。