嶺澳核電站BOP防雷接地系統

2023-02-09 14:33:02 字數 4102 閱讀 2761

廣東嶺澳核電站規劃建設4臺1 000 mw級壓水堆核電機組。核電站接地系統為全廠性共用系統,涉及到核島、常規島和bop區域,全廠接地主網規劃和bop區域接地設計由中方設計院負責完成,本文主要闡述嶺澳核電站bop接地系統的設計原則和具體實現方法。

1 bop接地系統的功能

(1) 將各種起因產生的故障電流引向大地,以保證在故障影響區域內活動的人員所承受的跨步電壓及接觸電壓被限制在乙個安全的數值內。

(2) 防止工作人員因觸控絕緣損壞而帶電的金屬結構外殼及接觸帶電部件而造**身**事故。

(3) 通過安裝在各建築物上的避雷裝置,吸引雷電放電,將雷電流匯入大地,從而保證人員、裝置和建築物免遭雷電威脅。

(4) 提供電氣系統的中性點和電子裝置的電子基準點。

(5) 保持所有建築物以及裝置在同一電位上,防止衝擊電流產生電位公升高,導致電氣裝置因過電壓而發生故障。

2 bop接地系統的設計

2.1 設計原則

(1) 參考電站——廣東大亞灣核電站。

(2) 有關國際、部標和行業標準。

(3) 法國900 mw壓水堆核電廠核島電氣裝置設計建造規則rcc-e。

(4) iec有關標準。

2.2 接地系統組成

全廠防雷接地系統由接地主網、安全接地網、電子接地網和防雷接地網組成。

2.2.1 接地主網

由深層接地網(基礎層上,構築物下的接地線),地下接地網(用埋地導線提供接地網等電位連線)和檢查井(井中有接地母排使接地網各分支互相連線,並可進行定期檢查)組成。

在接地故障期間,離地面不同距離的地點有不同的電位,在整個故障電流流向大地的期間,當人身體的不同部位與不同電位的各點相接觸時,會有50 hz的電流穿過其身體。地下接地網的設計必須按照iec479規定,使得這些電流被限制在對人員不產生危險的數值內。

為了滿足這個要求,地下接地主網必須是網狀的,使得在裝置某一特定點上,導線的故障不會引起該點與裝置其他部分隔離。在重要區域,如200 kv輔助開關站和500 kv主開關站平台上的高壓裝置附近的接地網較密。

(1) 深層地下接地網

深層地下接地網布置在基礎層上,由圍繞廠區每個建築物的截面為185 mm2的裸銅纜接地線組成。對覆蓋大面積或在其中裝有高壓裝置的某些建築物,在建築物地下,建立乙個接地網。

對於bop區域,接地導線可敷設在建築物外圍或基礎層上,並形成環繞式人工水平接地網。

深層地下接地網導體一般埋在地下1 m至5 m之間,裸銅纜導體敷設在乙個約30 cm深,並鋪有低電阻材料(腐植土)的小溝中,以獲得與大地的良好接觸。

深層地下接地網與其他接地網連線於:

——在檢查井中與建築物外部接地網(地下接地網)連線。

——在建築物內通過接地銅排與建築物內部接地網(安全接地網、電子接地網)連線。

(2) 地下接地網

地下接地網用於進行各建築物深層地下接地網的相互連線,同時還維持地面上的等電位,以限制建築物外面的跨步電壓。

地下接地網由埋深約1 m左右的185 mm2裸銅纜組成,用於連線檢查井和各建築物的深層地下接地網,其形狀為網狀。裸銅纜埋在低電阻率的土壤中,使其沿著它長度與土壤保持良好的電氣接觸。在經過行人路和出入口,必須保證埋深不小於1 m,除在經過道路時採用保護管外,在裸銅纜上方0.

4 m處放置塑料網,為以後開挖指明位置。

每個建築物的深層地下接地網原則上有2點以上與地下接地網相連,以免任何一點接地導線斷開時,不會使建築物與接地主網分離。

(3) 檢查井

檢查井作用是使深層地下接地網和地下接地網的接地導線在地理位置上便於連線;能對埋在地下的接地導線的電氣連通性進行檢查,便於測量所連線地網的接地電阻。

乙個檢查井內設2至4個地下接地網連線點,井內的所有連線都用乙個1.5 m長的塑料管來絕緣。

在建築物內部離地面1 m高處設有接地銅排,也稱戶內檢查井,用於建築物內部接地網與外部接地主網連線。

2.2.2 安全接地網

建築物內的接地網和裝置同接地網的保護連線構成安全接地網。安全接地網在建築物內一般為架空敷設,如固定在橋架上或牆上。

建築物內電壓高於50 v的電氣裝置外殼,金屬框架、電纜金屬層、變壓器中性點等均與此地網相連。對於低壓配電系統來說,安全接地網相當於tn-s系統,由於構成接地網的裸銅纜起到了pe保護線的作用,所以,在380 v配電系統中可以省去pe芯線,裸銅纜的選擇以rcc-e d4000為準則。

建築物的安全接地網在其2端至少應有2點與全廠接地主網相連,連線點在建築物內不同的接地銅排上。

2.2.3 電子接地網

電子裝置通過專用分線箱一點接入接地主網,各電子裝置與分線箱之間用6 mm2絕緣導線連線,分線箱與接地主網之間用50 mm2裸銅纜連線。

2.2.4 防雷接地網

(1) 建築物防雷等級

根據gb50057《建築物防雷設計規範》的規定,按照建築物的重要性、使用性質,發生雷擊的可能性及後果,建築物的防雷分為三大類:一類是儲存易爆、易燃、高精度裝置的建築物;二類是儲存易燃物的建築物(其年發生雷擊次數n:對於公共建築物n>0.

06、對於一般辦公建築物n>0.3);三類是年發生雷擊次數n為,對於公共建築物為0.06≥n≥0.

012、對於一般辦公建築物為0.3≥n≥0.06、對於一般工業建築物為n≥0.

06。根據上述原則,bop建築物的防雷等級確定如下:二類防雷建築物為制氯站、燃油儲罐等;三類防雷建築物為, 500 kvgis廠房、開關站控制樓、輔助鍋爐/空壓機廠房、除鹽水廠房、迴圈水幫浦廠房、行政辦公樓、備件倉庫等。

(2) 防雷接地網組成

防雷保護系統由避雷器(針或帶),引下線,連線母線和接地網組成。

對於bop 220 kv公升壓站及輔助變壓器平台,利用7支24 m高的避雷針作為防雷裝置。

對bop內

二、三類防雷建築物需裝設防雷設施。在屋面上採用鍍鋅圓鋼做避雷網帶,在整個屋面組成不大於10×10 m或12×8 m(三類防雷建築物為20×20 m或24×16 m)的網格,網格與周邊環狀避雷帶焊接連通。利用建築物的金屬構件(或專敷鍍鋅圓鋼)做引下線。

此引下線在部分柱子上利用一塊鍍鋅扁鐵引出,作為接地引出點,與全廠接地網連線。利用建築物基礎樑內的鋼筋焊接連通做自然接地體。上述用作避雷帶、引下線和自然接地體的鍍鋅圓鋼和鋼筋,用電焊連線成電氣通路。

廠區內每根避雷針用1根或多根引下線通過接地檢查井與接地主網相連,可對接地的電氣連通性及接地電阻進行檢查。接地檢查井離建築物距離至少1 m,每個井中設定輻射型接地極。

2.2.5 接地導線

接地導線的截面選擇按rcc-e d4000的規定。

組成接地主網的導線截面為185 mm2的裸銅纜,其敷設位置為:對深層地下接地網,裸銅纜敷設在建築物基礎負挖層上所做的乙個30 cm的淺溝內,並在溝內回填低電阻材料(腐植土);對不同建築物間的接地網連線導線,敷設在約1 m深的溝中。

接地導線埋在低電阻率的材料層中,兩者保持良好的電氣接觸,接地導線與土壤的良好接觸有可能通過分布式總電導來降低其阻抗。

用熱劑焊連線工藝進行接地導線的地下連線,使得連線後的導線間接觸電阻不隨時間而變化。

接地導線在構築物交叉處(如通過道路),使用pvc保護管。

2.2.6 接地電阻

嶺澳核電站接地網的工頻接地電阻值要求不小於0.5 ω。

3 結束語

嶺澳核電站接地系統是乙個全廠性公用系統,將全廠各個建築物的接地網全部連線起來,構成乙個大系統,以降低接地電阻,保證人身安全。與國內電廠的一般做法相比,有如下區別:

(1) 接地系統組成。核電站全廠接地系統由接地主網、安全接地網、防雷接地網、電子接地網各個分系統構成。在每個建築物內各個系統均獨立設定,通過戶內接地銅排連線在一起,再通過戶外置地井與全廠接地網連線。

與國內電廠接地系統的做法相比較,其功能分工清晰明確,檢測、維護方便。

(2) 接地材料的選擇不同。核電站的接地材料全部為裸銅纜,如全廠接地主網選用185 mm2裸銅纜。而國內常規電廠一般選用60×5扁鐵(其等效銅纜的截面為25 mm2),兩者的導電性能與使用壽命有較大差距。

(3) 接地網的敷設方法不同。核電站接地網敷設深度不小於1 m,圍繞某些建築物的接地網敷設深度達到5 m,接地導線敷設在乙個回填有低電阻材料的小溝內,導線之間的連線採用熱劑焊。而國內電廠接地網的敷設深度一般為0.

6~0.8 m,接地導線簡單地埋在地下,導線連線採用電焊搭接,在保證接地電阻的穩定性及接地網的連續性方面有著較大的優點。

目前國內的核電站設計尚未有相應的設計規程、規範,從核電站的安全性出發,只能參照已執行的大亞灣核電站的做法進行設計與施工。隨著我國核電建設的發展,希望能夠建立一套安全、經濟、適合國情的核電站設計體系。[1]

防雷與接地系統簡介

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