10kV變配電所接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)與安裝策略

凌曉虎

摘 ?要：對(duì)10kv變配電所接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)工作以及安裝工作涉及到的內(nèi)容相對(duì)較多，在現(xiàn)階段電氣化鐵路運(yùn)行期間，企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的問題進(jìn)行具體的分析和考量，采取行之有效的管控措施以及線路安裝措施，提高線路運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。本文對(duì)10kv變配電所接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)與安裝進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：10KV變配電所;接地網(wǎng);設(shè)計(jì);安裝

引言：10KV變配電所接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)工作應(yīng)當(dāng)具備針對(duì)性和側(cè)重性，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)對(duì)變配電所接地網(wǎng)相關(guān)區(qū)域進(jìn)行實(shí)地的勘察、探究，優(yōu)化現(xiàn)有的設(shè)計(jì)形式，針對(duì)其中所存在的腐蝕、短路、斷路等各種故障問題進(jìn)行科學(xué)、合理地分析和考量，優(yōu)化現(xiàn)有的設(shè)計(jì)，提高地鐵線路運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

一、10kv變配電所接地網(wǎng)故障分析

在現(xiàn)階段電氣化鐵路運(yùn)行過程中的接地網(wǎng)故障現(xiàn)象相對(duì)較為常見，比如接地網(wǎng)腐蝕會(huì)導(dǎo)致線路短路，同時(shí)也會(huì)使得相應(yīng)的電能流入大地從而帶來較大的接地電壓，影響鐵路正常運(yùn)行。而造成腐蝕的原因也與鐵路接地網(wǎng)建設(shè)區(qū)域存在較大的關(guān)聯(lián)，比如土壤中具備大量礦物質(zhì)以及相應(yīng)的有機(jī)鹽，形成對(duì)應(yīng)的電解質(zhì)溶液，久而久之相應(yīng)的電解質(zhì)溶液會(huì)與金屬材料發(fā)生反應(yīng)，從而誘發(fā)金屬腐蝕。除此之外，由于鐵路不斷延長，線路牽引負(fù)荷也會(huì)進(jìn)一步加大，從而導(dǎo)致變電所返回電流也進(jìn)一步增大，進(jìn)而給接地電網(wǎng)的運(yùn)行帶來不良的影響，如出現(xiàn)電磁兼容性問題等，并且如果接地網(wǎng)內(nèi)部的電壓存在相應(yīng)的差異也會(huì)導(dǎo)致接觸電壓不穩(wěn)定，影響車輛內(nèi)部設(shè)備以及人員的安全，同時(shí)也會(huì)進(jìn)一步加劇金屬材料的腐蝕程度。

接地網(wǎng)通常是由大型網(wǎng)狀接地裝置與地下的金屬導(dǎo)體以垂直組合的形式所構(gòu)成的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，根據(jù)其空間區(qū)域分布特征，接地網(wǎng)也稱之為垂直接地體。在對(duì)10kv變配電所接地網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)考量相關(guān)設(shè)備實(shí)際的運(yùn)行需求，對(duì)諸如防雷電等相關(guān)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行優(yōu)化、改善，同時(shí)還需要考量金屬導(dǎo)體電腐蝕、電化學(xué)腐蝕所導(dǎo)致的接觸不良的狀況，并且在安裝過程中，相關(guān)作業(yè)人員也需要充分考量虛焊、漏焊等相應(yīng)的故障問題，確保電網(wǎng)設(shè)備能夠正常、穩(wěn)定地供電，保證電氣化鐵路能夠正常、穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。

導(dǎo)致接地網(wǎng)故障的因素相對(duì)較多，其最常見的故障現(xiàn)象是以腐蝕為主，并且在我國鐵路10kv變配電所接地網(wǎng)設(shè)計(jì)安裝過程中，通常是結(jié)合普通鋼材作為基本的鋪設(shè)材料，而為了進(jìn)一步提高鋼材結(jié)構(gòu)的防腐性能，地鐵企業(yè)也結(jié)合了鍍鋅鋼材的使用，但是由于焊接處的防腐工藝需求較高，再加上周邊環(huán)境的限制，導(dǎo)致其實(shí)際的防腐效果達(dá)不到預(yù)期的使用需求。通過對(duì)數(shù)據(jù)的調(diào)研分析，在通常情況下，相關(guān)材料在使用九年左右便會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕狀況，從而降低接地網(wǎng)的性能，當(dāng)前為了進(jìn)一步提高10KV變配電所接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)性能以及使用壽命，相關(guān)設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)采取行之有效的管控措施，并且指導(dǎo)相關(guān)工作人員開展現(xiàn)場穩(wěn)定、高效的安裝工作，以此來提高接地網(wǎng)的運(yùn)行效率。

二、10kv變電所接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)

在對(duì)10kv變電所接地網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)作業(yè)人員需要考量多方面的因素，首先相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要考量在施工建設(shè)過程中的人員安全問題，同時(shí)要確保相關(guān)地網(wǎng)的建設(shè)能夠?yàn)榈罔F線路穩(wěn)定、高效的運(yùn)行提供相應(yīng)的保障。在建設(shè)過程中，設(shè)計(jì)師需要對(duì)變電所的位置進(jìn)行精確、合理地設(shè)置，并且也需要考量接地電阻以及主線路鋪設(shè)的具體需求，以此才能夠確保接地網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。首先，在對(duì)相關(guān)電阻進(jìn)行設(shè)置的過程中應(yīng)當(dāng)考量相應(yīng)的數(shù)值范圍，并且在設(shè)計(jì)期間還需要確保地鐵線路的二次系統(tǒng)能夠滿足電力行業(yè)的使用標(biāo)準(zhǔn)，在構(gòu)建二次系統(tǒng)的過程中，鐵路企業(yè)需要將對(duì)應(yīng)的高壓電網(wǎng)端口傳遞到接地網(wǎng)端口，并且在此期間所設(shè)置的接地電阻將發(fā)揮著較大的作用，只有確保接地網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的監(jiān)督管控之下，才能夠滿足變電所安全運(yùn)行的需求。

其次，在具體的設(shè)計(jì)期間，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)考量整個(gè)接地系統(tǒng)存在的短路問題，對(duì)短路電流進(jìn)行精確、合理地計(jì)算，確保能夠?yàn)榫€路提供實(shí)時(shí)高效的電能供給，同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)作業(yè)人員還需要考量避雷線所產(chǎn)生的分流系數(shù)對(duì)整個(gè)電路的電流所帶來的影響，在完成對(duì)線路電流計(jì)算之后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)變電所內(nèi)部的實(shí)際狀況對(duì)相關(guān)區(qū)域土壤的電阻率進(jìn)行精確、合理地計(jì)算。測算出土壤電阻率具備較大的現(xiàn)實(shí)意義，是保障地網(wǎng)建設(shè)工作穩(wěn)定高效進(jìn)行的前提所在，且滿足R<2000/I的業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，在對(duì)基礎(chǔ)施工材料進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員也需要充分考量防腐蝕問題，避免相關(guān)設(shè)備以及鋼材在使用過程中受到地表土壤的侵蝕影響，同時(shí)設(shè)計(jì)人員也需要適當(dāng)?shù)馗纳葡嚓P(guān)區(qū)域地下土壤的理化特性，盡可能選取中性土壤或?qū)υ械耐寥肋M(jìn)行中和，以此來降低土壤的腐蝕能力。

三、接地網(wǎng)的安裝

在完善對(duì)接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)作業(yè)后，相關(guān)工作人員需要對(duì)接地網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行施工建設(shè)，在對(duì)接電網(wǎng)進(jìn)行施工建設(shè)的過程中，相關(guān)施工隊(duì)伍應(yīng)當(dāng)具備較高的專業(yè)素養(yǎng)，在對(duì)線路進(jìn)行鋪設(shè)以及對(duì)組網(wǎng)活動(dòng)點(diǎn)進(jìn)行施工建設(shè)期間，相關(guān)作業(yè)人員需要實(shí)施全過程、動(dòng)態(tài)化的質(zhì)量監(jiān)管工作，確保整個(gè)接地網(wǎng)的整體功能能夠得到相應(yīng)的保障。其次，在施工建設(shè)前，施工團(tuán)隊(duì)也需要對(duì)地鐵線路接地網(wǎng)系統(tǒng)作出直觀、清晰的了解，按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來完成施工建設(shè)，以此來確保接地網(wǎng)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地運(yùn)行。其次由于在施工建設(shè)過程中經(jīng)常會(huì)受到外部環(huán)境的影響，從而導(dǎo)致接地網(wǎng)的建設(shè)與之前的設(shè)計(jì)會(huì)存在不相符的地方，施工人員應(yīng)當(dāng)在施工建設(shè)過程中與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行交流、溝通，針對(duì)其中存在異樣的地方進(jìn)行總結(jié)、探討，以此來規(guī)范整個(gè)工程項(xiàng)目的施工建設(shè)。

首先，施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)當(dāng)及時(shí)明確在地鐵線路變電所內(nèi)部的重要設(shè)備安裝區(qū)域，對(duì)主線路鋪設(shè)的狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、完善，確保相關(guān)線路能夠正常、穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，在完成相應(yīng)的施工工序之后，相關(guān)施工人員還需要在施工管理期間落實(shí)對(duì)施工環(huán)節(jié)全面的監(jiān)管，并且完善施工記錄，對(duì)施工現(xiàn)場存在異樣的地方進(jìn)行及時(shí)標(biāo)注，且與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行交流溝通。

其次，相應(yīng)的施工人員還需要在地鐵接地網(wǎng)線路鋪設(shè)、安裝過程中完成對(duì)線路材料的合理選擇，比如對(duì)相關(guān)材料進(jìn)行防腐蝕處理，并且完成對(duì)各項(xiàng)避雷線路設(shè)施的安裝、鋪設(shè)，結(jié)合必要的施工安裝作業(yè)，減少不必要的安裝事故。

在具體的地網(wǎng)設(shè)計(jì)、安裝期間，相關(guān)作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)考量以下幾個(gè)方面的因素，第一，需要對(duì)鍍鋅板鋼進(jìn)行合理放置，盡可能將其進(jìn)行豎直放置，減少主網(wǎng)干線被損毀的概率，并且延長接地網(wǎng)的使用壽命，第二，相關(guān)施工人員還需要優(yōu)化現(xiàn)有的接地網(wǎng)效果，例如將穿墻套管放置在露天區(qū)域，并且實(shí)施必要的土壤回填操作。

在完成安裝之后，相關(guān)作業(yè)人員還需要進(jìn)行組網(wǎng)測驗(yàn)，確保接地網(wǎng)的使用功能能夠達(dá)到預(yù)期的需求。同時(shí)，相關(guān)工作人員還需要考量接地網(wǎng)相關(guān)區(qū)域的土壤狀況，對(duì)接電網(wǎng)特性進(jìn)行科學(xué)、合理地分析和評(píng)估，考量接地網(wǎng)受天氣以及土壤的影響相對(duì)較大，在施工建設(shè)過程中要確保接地網(wǎng)能夠在不同的氣候條件下正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，為車輛的運(yùn)行提供必要的電力支撐。

在接地網(wǎng)竣工之后，相關(guān)施工人員還需要對(duì)接地網(wǎng)實(shí)施必要的電阻檢測，如果檢測不合格，相關(guān)施工人員則需要對(duì)其進(jìn)行電位隔離，在電位隔離期間，相關(guān)作業(yè)人員需要對(duì)接電網(wǎng)線路進(jìn)行必要的絕緣建設(shè)，同時(shí)還需要進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)變壓器的施工建設(shè)。在此過程中實(shí)施電位隔離也可以借用不同線路的物理特性來進(jìn)行，例如結(jié)合瀝青修筑路面來實(shí)施穩(wěn)定有效的電位隔離。

四、結(jié)束語

總體來說，相關(guān)設(shè)計(jì)人員、施工人員人員應(yīng)當(dāng)充分考量變配電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行特性，根據(jù)現(xiàn)有的地理?xiàng)l件以及相關(guān)技術(shù)，及時(shí)完善維護(hù)和整改工作，確保電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、高效地運(yùn)行，保證地鐵線路的運(yùn)行安全。

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