減小接地阻抗的措施

2022-02-27 15:05:13 字數 2556 閱讀 7167

接地裝置能否符合規程要求,主要指標為接地電阻。接地電阻實際是兩部分電阻之和,一部分是接地體金屬物的電阻,另一部分是整個大地的電阻也稱流散電阻。由於金屬接地體的電阻很小,因此接地電阻主要決定於流散電阻的大小。

流散電阻主要由接地裝置的結構和土壤電阻率決定,土壤的電阻率越低,流散電阻也就越低。一些地區土壤電阻率較大,致使接地電阻值超出規程要求。

1 接地系統技術要求和計算方法

(1) 接地系統的技術要求

a)需接地的裝置容量越大,接地電阻應越小。

b)需接地的裝置越重要,接地電阻應越小。

c)需接地裝置工作性質不同,接地電阻要求也不同。

d)裝置數量越多或價值越大,要求接地電阻越小。

e)幾台裝置共同的接地裝置,接地電阻應以接地要求最高的一台裝置為標準。

(2) 接地電阻計算方法

為了達到技術規範要求中的接地電阻值,在設計、製作接地裝置時可採用理論與實際相接合的原則,利用經驗公式計算出接地電阻值

a)人工接地電阻的計算方式:單根垂直接地體的接地電阻公式:re(1)≈ρ/l,其中ρ表示土壤電阻率(ω·m),l表示接地體的長度(m),re(1)表示單根垂直接地體的電阻(ω)。

b)多根垂直接地的接地電阻公式:re≈re(1)/nη其中n表示n支接地體,η表示利用係數,re大小主要由接地體的距離、長度、數目決定,利用係數可在防雷技術規程彙編中查詢。

c)環形接地網接地電阻公式re≈0.6ρ/a1/2,ρ表示土壤電阻率(ω·m),a表示環網接地帶所包圍的面積(m2)。

2 從接地裝置的材料選用方面考慮

接地材料一般選用結構鋼製成。必須對材料進行檢查,材料不應存在嚴重的鏽蝕、厚薄或粗細不均勻等現象。垂直安裝的接地體通常用角鋼或鋼管製成,雖然角鋼製成的接地體在散流效果方面比鋼管差一點,但施工難度小、成本低,所以現場安裝一般採用角鋼。

規範中要求的比較理想的為50mm×50mm×5mm的鍍鋅角鋼,但由於當地一些地方的土壤腐蝕性嚴重,逐漸改用63mm×63mm×6mm的鍍鋅角鋼,實踐中證明其防腐效果較好。在施工過程中發現,有些單位採購來的鍍鋅角鋼或扁鋼雖然都是電鍍的,但是防腐效果較差,引起接地電阻增大,對這些地區建議採用熱鍍鋅材料。

3 從人工接地體的安裝形式方面考慮

對於垂直接地體的埋設安裝,要求接地體與土壤必須保持有效的接觸,因此要求接地極的埋設深度在2~3m左右比較合適,埋土深度太淺、太深對減少流散電阻效果均不明顯。同時,接地體與接地體的間距為接地極的2倍是比較合理的,可減少遮蔽效應而造成的接地裝置利用率下降的問題。垂直安裝的接地體應採用角鋼或鋼管製成,角鋼製成的接地體在散流效果方面雖比鋼差一點,但施工較為容易。

為了減少建築物的接觸電壓,接地與建築物的基礎間應保持不小於1.5m的水平距離,一般最好取2~3m。

4 從人工處理換土法方面考慮

為了降低接地電阻,過去我們常採用外引接地方法,即使電氣裝置的土壤電阻率較低(克拉瑪依地區的土壤電阻率一般為1000~400ω·m),但實際效果也並不理想。或者採用增加接地體的方法,但效果不太好,而且材料的消耗比較大。在實踐中採用了人工處理換土法,效果較好。

我們在新疆油田採油三廠五二西區採用了此方法。通過在接地體周圍土壤中加入煤渣、木炭、碳墨或爐黑等,以提高接地體周圍土壤的導電率,同時將氧化銅等溶液澆在接地體周圍,對降低土壤電阻率起到較好效果。但對環境有一定程度汙染。

在克拉瑪依石西油田臨時接地採用的方法是在接地體周圍0.5m及接地體埋深1/3處挖乙個坑,然後將鹽和木炭灰一層隔一層地依次填入坑內,每層鹽的厚度1~2cm,並將鹽用水濕潤,最上層用土覆蓋。採用上述方法,也能提高接地體周圍土壤的導電率,達到降低接地電阻的目的,滿足設計要求。

在無材料的時候,我們採取了換土的方法,挖乙個2~3m的坑,將黑土代替電阻較高的土壤。

5 採用降阻劑法

降阻劑表面有活性劑,粒度較細,吸水後施用於接地體與土壤間,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,在接地體周圍形成乙個變化平緩的低電阻率區域。現在國內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體,降阻效果顯著,效能穩定,使用周期長,無腐蝕性。

6 充分利用自然接地體降阻

在接地工程中,充分利用混凝土結構物中的鋼筋骨架、金屬結構物以及上下水金屬管道等自然接地體,是減小接地電阻、節約鋼材以及達到均衡電位接地的有效措施。

例如發電廠、變電所可資利用的自然接地體有:

(1)水電站主廠房水下的鋼筋混凝土;

(2)水電站地下壓力鋼管或鋼筋混凝土管;

(3)各類鋼筋混凝土基礎或鋼板襯砌的豎井;

(4)鋼筋混凝土或用鋼板襯砌的地下式廠房;

(5)架空輸電線路的「地線一桿塔」接地系統;

(6)埋於地下的金屬自來水管和有金屬外皮的電纜;

(7)發電廠、變電所主控樓.或高壓配電室的鋼筋混凝土地基。

7 加大接地體尺寸

8 增加接地體埋設深度

9 外引接地裝置

當距發電廠、變電所2km以內有較低電阻率的土壤時,可敷設引外接地極。可以在低電阻率的地方鋪設專門用於降阻的接地裝置,然後用2—3根水平接地體與發電廠、變電所的人工地網可靠的連線起來,可以起到有效的降低工頻接地電阻的作用。

10 換土法

即使用電阻率ρ較低的土壤來置換掉電阻率較高的土壤或工業廢渣填充法,即利用附近工廠的廢渣,做到綜合利用。

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