整流装置接地问题的探讨

王永升

（中国石化股份有限公司齐鲁分公司氯碱厂，山东 淄博 255411）

整流装置接地问题的探讨

王永升

（中国石化股份有限公司齐鲁分公司氯碱厂，山东 淄博 255411）

为削弱电冲击、干扰对整流装置的影响，保证整流装置稳定、可靠地运行，整流装置的接地尤为重要。叙述了整流装置各部分的接地问题，接地网的选择、要求、实现方法等，探讨了直流系统的接地及漏电腐蚀问题。

整流装置；网状接地极；接地电阻；直流漏电腐蚀

目前，国产整流器厂家在产品说明书中对整流装置的接地问题没有详细的说明、要求，而现场的安装仅是依据设计院不很详细的接地图纸来施工，而施工时，为了施工方便很可能未严格按图纸施工，业主在竣工验收时，对于接地这样的隐蔽工程，一是不重视；二是深埋地下根本无法查看，致使接地系统存在隐患。随着高压直降整流装置的应用，变压器中性点的接地操作增加了电冲击的概率，而数字化控制对于抗电冲击、干扰的抵御能力较弱，由于接地不好，造成PLC、直流CT损坏及莫名的干扰问题时有出现，故本文就整流装置接地问题做一探讨性介绍。

1 网状接地极的选用

由于整流装置需要接地的点较多，整流装置又有较强的电磁场，为满足不同的接地目的，最好的接地形式就是采用网状接地极。

1.1 接地极的敷设与阻值要求

接地网格位于变压器地坑油槽的混凝土以下，约1 m深的平面中，所有的网格连接点必须是焊接连接，网格边长为1.5 m左右，所用接地极的材料最好为铜管，也可为镀锌钢材、镀铜钢材（铜、铅包钢）等。每个整流装置接地极的工频电阻值应不大于1 Ω，具体地，应以整流器厂商的要求为准，有的厂商要求的较小，不大于0.1 Ω。

1.2 接地极阻值的估算

网状接地极的接地电阻可以采用以下简化的公式计算。

式中，re为等效半径，对于正方形或近似正方形的场地，是面积相同的圆的半径，m；I∑为网格内所有网目侧面长度的总和，m；ρ为土壤电阻率，Ωm。

计算举例：水平敷设的正方形网状接地极的尺寸见图1。假定土壤具有一个均匀的结构，ρ=100 Ωm。

在单一网格的支线长度总和为：1.5×4=6（m）。在网状系统内的所有网格的总长度为：IΣ=6×25=150（m）。

因此，接地极的电阻为：

在如此估算出接地电阻之后，如果达不到要求值，则看网状接地极是否仍可做大，在最大的基础上仍不满足要求时，就要考虑在其四周打一些垂直接地极，以便有效地降低接地电阻值。即使是接地电阻值满足要求，最好在4个角也各打一垂直接地极，以便于角的位置连接防雷接地和/或变压器中性点临时接地时，降低电冲击、干扰对整流器的影响。

2 整流装置各部分的接地

2.1 接地电缆的要求

对接地电缆的要求是：

（1）连接2个接地点间的电缆的距离要最小，且电缆的截面要足够大；

（2）辅助电源、测量与控制电缆的铠甲与屏蔽仅在整流器控制柜侧接地；

（3）马达必须就近接地，或通过电源电缆的PE（保护接地线）接地；

（4）高压电缆离辅助、控制及接地电缆要有2 m以上的距离；

（5）高压电缆的铠甲接地必须在开关柜侧实施；

（6）相邻的2套整流装置的接地极之间互相连接，且又都与总的接地系统相连；

（7）防雷接地、变压器电涌吸收器的接地及其他的接地，决不能与整流装置（整流器的接地、变压器的接地、直流CT的接地、冷却单元的接地）的地连接在一起，而应独立的接地，且不同的地连在不同的网格连接点。

2.2 变压器各部件的接地

（1）整流变压器罐体须以最短距离连到接地极。

（2）高压变压器的避雷器（或电涌吸收器）及变压器中性点的临时接地线须单独接地，且连接至接地网格的四角位置。

（3）连接变压器辅助盘的电缆应依以下方法连接：

a.如果整流器现场控制盘到变压器辅助盘用了屏蔽电缆，则仅在现场盘侧接地，另一侧悬空；

b.变压器电流互感器的地直接连到辅助盘中的接地母线上；

c.如果变压器辅助设施到变压器辅助盘用了屏蔽电缆，则，仅在辅助盘侧接地；辅助设备保护接地即可直接连到罐体上，也可连到辅助盘中的接地母线上；辅助盘中的接地母线将连到变压器罐体的接地排上，再连到接地网格上。

2.3 整流器

（1）现场控制盘的地仅一点连到接地网格上。（2）直流CT的地直接连到接地网格上。

2.4 冷却设备

整流器冷却设备的地直接连到接地网格上。

3 直流系统的接地

3.1 电槽的对地电压分布

由于电解槽的盐水入口、碱液出口等物料的出入口所流液体都是易导电的强电解质，漏电不可避免，漏电的后果主要是金属设备的电腐蚀。漏电的规律是整个电解槽系列的中间槽对地理论上是地电位；正电位区漏电流由电槽流出；负电位区漏电流是流入电槽。整个电槽系列的对地电压分布见图 2。

3.2 单元槽无牺牲阳极时的接地

单元槽无牺牲阳极时，进出电解槽的盐水总管、碱液总管最好由n0/2电槽处引出，理论上是地电位，无漏电电流流过，而实际情况是有漏电流和漏电腐蚀的，况且，大部分生产厂的总管都不是如此引出的，漏电流是比较大的。为防止漏电流对总管的腐蚀，需采用见图3。在进、出电槽总管的第一道法兰处，加电极接地的方法。

如此，将进出电槽系列的盐水、碱液总管中的漏电流及早导入大地 （接地系统的接地电阻要不大于1 Ω）。这种接地的优点是大大减小了漏电对进出电槽总管及相连设备的漏电腐蚀；不足点是在电槽运行时，直流中性点漂移现象较严重，尤其是在负荷调节时，另外，配管较繁杂。当然，由于无牺牲阳极，单元槽的进出管管口会有漏电腐蚀。

3.3 单元槽有牺牲阳极时的接地

有的单元槽阳极进、出口，进料盐水总管及淡盐水集管有牺牲阳极（辅助电极），见图4。它是特殊的涂敷物覆盖在钛的表面制成的，有漏电腐蚀时，首先是将其腐蚀（依据腐蚀程度更换），以避免电槽的盐水入口、淡盐水出口、进料盐水总管及淡盐水集管的管口处腐蚀。这种电槽的接地方式最好也按3.2中的方法接地，但为了使配管简易、直观、节省，也可如图5的方式接地。接地方法是在进、出电槽的总阳极管、总阴极管处，直接用导线把4条总管连接，然后，将连接导线接地即可，为保证接地效果，接地电阻同样要求不大于1 Ω。

这种接地的优点是电槽的漏电对进出电槽的总管及总管后设备无任何漏电腐蚀，且在电槽运行中，直流中性点几乎无漂移现象，不足点是使漏电流有所增大。

4 结语

（1）在整流装置的接地中，开关柜的接地也应与每一整流装置的接地网及总的接地系统相连，进而构成一个大的接地网，这样，总接地网的接地阻值会更小，更能保证整流设备的安稳运行。另外，需注意的是，整流装置不用本文所述的方法接地时，整流器控制柜、直流互感器等设备的地最好单独与接地网相连，不要与避雷器、变压器中性点的地连接后再接地，这样，可避免强电的冲击、干扰。

（2）直流系统的接地中，尽管进、出电槽的总管有的是采用了非金属管线 （在单元槽无牺牲阳极的情况下，采用的较多），漏电对其无腐蚀，但为避免漏电对其后的金属设备腐蚀，最好仍采用本文所述的直流系统的接地方法，可大大地减轻漏电引起的设备腐蚀。

Research on the grounding of rectifier equipment

WANG Yong-sheng
(Chlor-alkali Factory of Qilu Branch SINOPEC,Shandong Zibo 255411)

To reduce the effect of electrical shock and interference on the rectifier,ensure rectifier has stable operation,rectifier equipment grounding is particularly important.In this paper,the detailed description of the every parts rectifier grounding problem,the select of grounding networks,the requirements,implementation and etc are given;in addition to the DC system grounding problems and leakage corrosion is also discussed.

rectifier;grounding network;grounding resistance;DC leakage corrosion

TM461

B

1009－1785(2012)03-0006-03

王永升（1963—），男，毕业于山东工业大学工业电气自动化专业，高级工程师，任齐鲁石化氯碱厂机动部副部长，主持研究的“电解槽漏电电流的监测原理与计算方法”获淄博市自然科技进步二等奖，在国内多家刊物发表论文和专著。

2011-09-05