鉆探機(jī)臺(tái)避雷針接地體的設(shè)置試驗(yàn)

胡攸萍

摘 要：地質(zhì)勘探作業(yè)是在戶外進(jìn)行的，很容易受到各種自然因素的影響，尤其是雷雨天氣，很容易對(duì)鉆探機(jī)臺(tái)的正常使用性能造成破壞，不利于地質(zhì)勘探的順利進(jìn)行，還會(huì)引發(fā)安全事故，所以必須對(duì)鉆探機(jī)臺(tái)做好避雷接地處理，確保作業(yè)安全。文章針對(duì)鉆探機(jī)臺(tái)避雷接地體的設(shè)置進(jìn)行了試驗(yàn)，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的試驗(yàn)方案、提供所需數(shù)據(jù)，得出具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行分析，給出了具體的安全規(guī)范以及需要注意事項(xiàng)，對(duì)提高鉆塔避雷針接地體設(shè)置水平具有重要作用。

關(guān)鍵詞：鉆探機(jī)臺(tái)；安全；避雷針；接地體；設(shè)置

鉆探機(jī)是開(kāi)展地質(zhì)勘探作業(yè)的必須設(shè)備，在生產(chǎn)生活中起到的重要作用，由于鉆探機(jī)臺(tái)的高度較高，頂端一般呈尖狀，受雷擊的頻率較高，嚴(yán)重影響了鉆探機(jī)臺(tái)的正常運(yùn)行。針對(duì)這種情況，必須加強(qiáng)對(duì)雷電知識(shí)的了解，并在鉆塔上科學(xué)設(shè)置避雷針，文章依照《鉆探安全規(guī)則》中的相關(guān)規(guī)定，將避雷針接地電阻控制在15歐姆之內(nèi)，然后設(shè)置不同大小的接地電阻進(jìn)行分別試驗(yàn)，對(duì)多組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，確定最為合適的鉆探機(jī)臺(tái)避雷針接地體設(shè)置方案，具有較高的參考和借鑒價(jià)值。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)

一般情況下，避雷裝置是由三部分組成的，分別為雷電接閃器、引下線和接地體，其中接地體設(shè)置是否合理，對(duì)避雷裝置使用性能的正常發(fā)揮有著很大影響，本次試驗(yàn)就此進(jìn)行了重點(diǎn)研究。因?yàn)榈刭|(zhì)探勘是在野外進(jìn)行的，所處環(huán)境一般都比較復(fù)雜，地形多種多樣，接地體的設(shè)置難度比較大、土壤電阻率比較高，而地質(zhì)勘探作業(yè)周期較短，接地體使用時(shí)間不長(zhǎng)，為了減小接地體的設(shè)置難度，在保證其使用性能正常的基礎(chǔ)上，應(yīng)該對(duì)設(shè)置方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使接地體的設(shè)置更加節(jié)時(shí)、省力、經(jīng)濟(jì)，并且可以多次使用。

本次試驗(yàn)以地質(zhì)勘探中經(jīng)常遇到的砂粘性土質(zhì)為例，通過(guò)對(duì)野外作業(yè)環(huán)境進(jìn)行模擬，對(duì)土壤電阻率進(jìn)行測(cè)定，得出本次所選砂粘性土質(zhì)的電阻率為106Ω·m，符合相關(guān)資料中的內(nèi)容，可以進(jìn)行接地體設(shè)置實(shí)驗(yàn)。

根據(jù)人工接地體設(shè)置方式的不同，可以將其分為水平式和垂直式兩種，兩種方式所用的接地體都是由圓鋼、角鋼以及鋼管等材料組成的，主要構(gòu)件包括銅包鋼接地棒、銅包鋼接地極、銅包扁鋼、電解離子接地極等。基于地質(zhì)勘探流動(dòng)性強(qiáng)、鉆探機(jī)臺(tái)安裝時(shí)間短的特點(diǎn)，結(jié)合地質(zhì)探勘常見(jiàn)環(huán)境條件，為了方便安裝、節(jié)約工程資金、多次循環(huán)使用，對(duì)兩種設(shè)置方式進(jìn)行對(duì)比，決定采用垂直式設(shè)置方式進(jìn)行試驗(yàn)，材料大多就工地取材，并將食鹽作為降阻劑，本次實(shí)驗(yàn)所用材料為角鋼，規(guī)格大小為5×5cm。

在進(jìn)行試驗(yàn)之前，需要將接地體進(jìn)行科學(xué)、合理安裝，安裝之前對(duì)角鋼進(jìn)行清理打磨，使其打孔處有金屬光澤出現(xiàn)，然后才可以使用螺栓將其進(jìn)行連接。本次試驗(yàn)設(shè)置了七根接地面積不同的角鋼，分別標(biāo)記為序號(hào)1-7，將1號(hào)1.5m角鋼打入地下，地面上預(yù)留出20cm，露出打孔以方便連接，然后使用鋁線與5m之外的2號(hào)角鋼進(jìn)行連接，需要注意的是鋁線必須用螺母壓緊，使其與螺栓處緊密貼合在一起。

影響接地電阻的因素主要有角鋼接地面積以及降阻劑，所以需要針對(duì)兩種不同因素進(jìn)行分別試驗(yàn)。首先將七根角鋼逐一打入地下，然后對(duì)其接地電阻進(jìn)行測(cè)定，得出一組與接地面積相照應(yīng)的數(shù)據(jù)；然后在七根角鋼的四周撒上鹽水，對(duì)其接地電阻進(jìn)行測(cè)定，得出一組有降阻劑時(shí)與不同接地面積相照應(yīng)的數(shù)據(jù)。最后對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得出接點(diǎn)電阻的變化規(guī)律。

2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

本次試驗(yàn)得出的兩組數(shù)據(jù)具體數(shù)值如表1和表2所示，兩個(gè)表格分別表示為添加降阻劑時(shí)不同接地面積下接地電阻大小，以及添加降阻劑時(shí)不同接地面積下接地電阻大小，其中接地面積是指角鋼與大地相接觸的所有面積，所用降阻劑為飽和濃度鹽水。

通過(guò)兩個(gè)表格的數(shù)據(jù)可以總結(jié)出幾條規(guī)律，分別為（1）：角鋼接地面積大小對(duì)接地電阻大小起到?jīng)Q定性作用，接地電阻大小隨隨著接地面積的增大而減小，兩者之間存在冪指數(shù)關(guān)系。（2）降阻劑會(huì)在一定程度上減小接地電阻，但是這種作用會(huì)在接地電阻小于20Ω之后減弱，當(dāng)接地電阻為15Ω時(shí)，與未添加降阻劑效果差不多。（3）如果在有降阻劑的條件下，只需要將六根規(guī)格為5cm×5cm的角鋼打入地下1.3m深，便可以將接地電阻控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍15Ω內(nèi)，此時(shí)鉆探機(jī)臺(tái)的避雷針接地體設(shè)置滿足設(shè)置要求。

3 鉆探機(jī)臺(tái)避雷針接地體的具體安裝

通過(guò)試驗(yàn)得出的結(jié)果，可以為實(shí)際安裝提供參考和借鑒。在鉆探機(jī)臺(tái)設(shè)置避雷針接地裝置時(shí)，需要先開(kāi)挖深度為半米的掩埋坑，將1.5m長(zhǎng)的角鋼打入地下，使其露出地面30cm，將配置好的飽和鹽水導(dǎo)入掩埋坑中，使其可以滲透到打入地下角鋼周圍的土壤中。然后設(shè)置六根角鋼，每根角鋼之間的間隔控制在5m左右，用規(guī)格為50mm2的鋁線將各個(gè)六根角鋼逐次連接在一起，并將鋁線埋入地下至少30cm深。在設(shè)置角鋼的時(shí)候，為了縮短施工時(shí)間，可以在施工的同時(shí)對(duì)接地電阻進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)其大小沒(méi)有超過(guò)15Ω時(shí)，便可以直接將角鋼進(jìn)行掩埋，當(dāng)其大小大于15Ω時(shí)，可以繼續(xù)添加降阻劑，直到接地電阻降低到15Ω之內(nèi)，然后再將角鋼掩埋起來(lái)，最后需要對(duì)掩埋好的角鋼接地電阻進(jìn)行測(cè)定，確保符合要求。

因?yàn)楸敬卧囼?yàn)所研究對(duì)象是臨時(shí)鉆探機(jī)臺(tái)，所用到的接地裝置防腐蝕能力較差，很容易出現(xiàn)生銹現(xiàn)象導(dǎo)致裝置失靈，所以不可以作為長(zhǎng)期避雷接地體設(shè)置的參考。在設(shè)置接地體時(shí)必須將人類活動(dòng)考慮在內(nèi)，避開(kāi)人員較多的地區(qū)，既不會(huì)對(duì)人們的正?；顒?dòng)造成影響，也可以保護(hù)接地裝置免受人為性破壞，而在設(shè)置角鋼的時(shí)候可以自由選擇合適的位置。除此之外，還需要注意是接地裝置不能露出地面，一般情況下需要將其埋入到地下30cm深。

4 結(jié)束語(yǔ)

鉆探機(jī)臺(tái)避雷針接地體設(shè)置作為鉆探機(jī)場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中的一項(xiàng)重要工作，起到對(duì)鉆探機(jī)臺(tái)的保護(hù)作用，對(duì)保證其功能的正常發(fā)揮具有重要意義，在進(jìn)行勘探作業(yè)時(shí)必須給予足夠的重視。通過(guò)本次試驗(yàn)，得出了影響接地電阻因素與其大小的具體關(guān)系，進(jìn)而將接地電阻控制在合格范圍內(nèi)，能夠提高接地體設(shè)置的科學(xué)性及合理性，對(duì)鉆探機(jī)避雷針接地體的設(shè)置具有較高的參考價(jià)值。

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