核电厂主接地系统实现的探讨

段峰彪

（山东核电有限公司 工程部，山东 烟台265116）

核电厂主接地系统主要是为了防止人身触电，保护输电线路和变配电设备，预防火灾、雷击以及防止静电放电的危害。该系统利用接地极把故障电流或雷电流快速地释放，从而保护人身安全和电气设备安全［1］。在技术上，它不仅满足短路和雷电冲击的大电流要求，同时，变电所内微机保护、综合自动化装置、仪表控制和通讯设备的大量应用，这类弱电元件对接地网的要求更高，地电位的干扰对监控和自动化装置的影响不得不引起人们的重视，需要电气系统的中性点接地系统为电子设备提供电子基准点，以提高抗电磁干扰能力。

由于主接地系统和核电厂高压、中压、低压电气系统，通讯网络系统以及仪表控制系统都有着密切的联系，所以主接地系统在电气系统中显得尤为重要。同时，由于系统覆盖面广，无论是接地系统的设计、施工，还是测试，都不可能由单独一家设计院、施工单位或调试单位来单独完成，所以存在着较多的接口需要处理和解决。

1 主接地系统组成

主接地系统主要由以下几部分构成：

1.1 系统中性点接地［2］。发电厂电气中性点接地子系统主要包括下列系统或设备接地：发电机中性点经接地变压器高阻接地；主变中性点及辅助变高压侧直接接地；厂变及辅助变压器低压侧经低电阻接地；低压厂变中性点直接接地；380／220V照明配电变压器中性点直接接地；220VUPS中性点直接接地。

1.2 地下主接地网。核电站地下主接地网由水平铜接地体与垂直接地极组成的环形接地网构成，厂区部分可根据系统短路电流计算统一考虑设置。

1.3 设备接地网。所有电气设备的外壳、建筑物钢结构、其它导电设备或材料的外壳及其邻近设备都要与核电站主接地网相连。设备接地网子系统通过一点或两点为那些电气设备外壳、钢结构、金属罐体、开关柜接地母排以及控制盘柜等设备提供接地。

1.4 电子设备及计算机接地。仪表、计算机接地子系统都采用一点接地方式，该接地系统通过分散的辐射状的仪表绝缘接地母排及绝缘电缆构成。该子系统仅通过一点与电站主接地网连接并且应与其它接地网（导体回路）绝缘。每个仪表或计算机柜都应设置一个与柜体绝缘的接地母排，如果一个房间或区域内有多个同类的柜子，则需要将这些柜子内的接地母排通过绝缘铜芯电缆连接起来，再通过一点与主接地网接地。柜子外壳的设备接地应与该仪表接地子系统互相独立或分离。

1.5 防雷保护系统。对不同建筑物及室外电气设备应装设独立避雷针或避雷带，以防止直击雷对其造成危害。该子系统由避雷针（带）、引下线或避雷器组成，引下线或避雷器直接与接地极及主接地网相连。

2 接地系统工程设计

2.1 接地系统工程设计文件是工程施工实施的最主要根据，需要保证接地系统工程设计文件的深度及相关专业的密切配合，对该系统工程的实施起着龙头的作用。

2.2 要明确对接地系统的设计提出具体的接口要求，以保证全厂的接地能够形成完整的网络。敷设线缆的型号及规格统一，保证各接口处有效衔接。

2.3 明确各设计院的设计范围。安排一家设计院对全厂的接地系统起牵头作用，保证各家设计院之间的技术接口无缝衔接。

2.4 明确不同专业的不同需求，对于有特殊要求的建筑（例如气象站等）或功能房间（机房、保护间等）需要针对其特殊需求来完成相关的设计内容。

2.5 建立设计院之间以及各专业之间的协调和沟通机制，为工程的设计提供良好的平台。如果设计文件衔接不清，不按规定协调解决配合的问题，将极易导致问题被隐藏起来而不易被发现。

2.6 接地设计与应与等电位连接、分流、屏蔽、保护设计统一进行，保证整个厂区的建筑、电力、电子、通讯系统的雷电防护与电磁兼容能有效实施。［3］在考虑以上因素的同时还需考虑接地系统的使用寿命，道路以及临近设施的影响，并留有中远期增加设备的接口。

2.7 把握相关技术要求

1）首先要进行相关技术规范和标准的学习和培训，以便能够全面的计算和分析，选择合理的接地方式和方法。尤其是对有特殊要求的系统，相关数据一定要满足规范及有关标准。

2）要在理论计算的基础上仔细分析接地系统的均压措施，以及实现跨步电压和接触电势满足规程要求和接地系统边缘达到跨步电压和接触电压的要求，同时满足接地系统电位梯度分布合理的要求。

3）在各种可能的故障情况下，防止故障的扩大，减轻事故的损害，同时，减小并防止对弱电系统的电磁干扰和电磁脉冲的危害，实现系统的电磁兼容。

4）应注意：室内电子设备不要与外墙或避雷引下线相距太近（应大于1～2米）；加强自身的屏蔽措施与过电压保护，以防雷击时的电磁脉冲及反击过电压的危害。对于位置相邻紧密，连成一体的新的建筑群，应按一座建筑物处理（注意防止雷电由建筑物内，特别是敏感设备集中处入地）。

3 接地系统施工

3.1 首先要按照不同的功能分区完成各个分区的施工标段的划分，明确每个施工单位的接地系统的范围。

3.2 完成相关的设计技术交底，以便工程参与各方对其施工范围内的接地工艺和技术要求有具体的了解。

3.3 完成有关的图纸审查记录，工程参与各方在明确其工作范围内的接地系统要求后，需要对系统中的施工图纸进行审查，以防止在实施过程中出现问题。将可能存在的问题消除在施工准备阶段或提出建设性意见。

3.4 完成接地系统施工方案的编审批。施工方案是接地工程由图纸变为工程实体的实施依据，所以要对其方案的实施是否符合工程实际，以及能否满足设计要求等方面予以重点关注，另外对于施工人员的资质及培训也需予以重视。接地系统的各相关单位（业主、设计、监理、施工）应由专人（具有一定经验）负责本系统的接地施工与工艺的检查监督，确保施工配合与质量管理流畅。确保接地设施严格按设计、施工方案与工艺要求实施。完成接地系统质量计划的执行，质量是工程的生命线，很好地执行质量计划能够保证将存在的问题及时消除，保证监督能够得到有效实施。

3.5 接地系统施工的实施

1）接地系统工程和土建工程有着密切关系，需要协调配合外，还和其它安装工程，如给排水系统、采暖、通风系统等有着密切关系。施工前应做好图纸会审工作，避免发生安装位置的冲突。管路互相平行或交叉安装时，要保证满足对安全距离的要求；不能满足时，应通过合理安排施工工序或采取相应保护措施。

2）对于接地系统铜缆敷设项目，应当在浇灌混凝土前将铜缆以及铜缆和设备预埋件的连接等工作全部完成。

3）各种电气、电子设备的接地必须符合设计及有关规范的规定，保证设备的接地以单独的接地支线与接地体或接地干线连接［3］。严防将几个设备用接地线串联进行接地。电气直流系统的接地装置中能与地构成闭合回路且经常流过电流的接地线应沿绝缘垫板敷设，不得与金属管道、建筑物和设备的构件有金属的连接。

4）接地线与接地的构筑物的连接，以及接地支线、干线、接地体进行焊接时，需要对焊接质量及工艺予以重点关注［4］。焊接质量不好，会导致接地系统阻抗测量误差，造成系统的阻抗过大。良好的连接不但可以降低系统的阻抗，还可以消除故障和瞬态电压引起地对人身和设备的电势差。

5）电气、电子设备的外壳、电机的基座用螺栓与接地线连接。

6）为便于测量接地网中个别接地装置的接地电阻，要在适当的地点设备分解装置（接地检查或测试点）。

4 验收及测试

由于接地系统的前期施工大部分是和土建工作穿插进行的，该部分的验收大部分属于过程验收，所以要对其主要工艺及工序进行重点关注。在对接地系统验收及测试过程中，重点注意以下事项：

1）不同施工单位接口部分的检查工作应作为质量计划中的关键点，避免接口处处理不当，导致今后接地工作测试中留下隐患，且不容易查找。

2）接地系统是否达到规范的设计要求，唯一的办法就是现场实际检测。因此要保证各项数据的合格，必须保证测量设备的合格，同时要求测试人员经过专业的培训。

3）全厂接地网及室外接地设备的接地电阻测试应在天气干燥的枯水季节（连续无雨水天气在一周以上）进行。

4）试验区域内，凡有碍试验的其它工作务必停止。

此外，设备接地电阻及导通电阻检测通常应将待测设备停电，接地点断开；特殊情况下设备不停电进行检测时，必须评估其对运行设备（或系统）的影响及对人身安全的影响。

5 建议

（1）在接地系统工程进入实施阶段时必须建立业主、设计、监理、施工各方的分工负责与会商协调机制。

（2）设立系统工程师负责接地系统中各接口任务的划分原则，建立业主内部的分工负责与会商协调机制，以及质量控制体制和质量保证体系。

（3）对人员的要求：由于该部分工作实践性较强的性质，首先对人员资质审核应作为一项重要检查内容，包括对设计、施工、测试等的从业人员的资质及工作经验等的审核。

6 结论

核电站接地系统是一个复杂的立体系统工程，解决好该问题需要具有较多的工程实践经验，并且对电气系统、通讯网络系统以及电磁兼容的保护都要有所了解，明确各个系统的技术要求。因此，主接地系统能否能在建设期较好地完成，需要从设计、施工、测试的不同阶段，从各个环节的不同，侧重点采取相应的技术措施，以保证主接地系统的完整可靠，为以后电厂的安全运行奠定良好基础。

［1］杨丹，王梦云.电力系统接地技术手册［M］.王洪，译.北京：中国电力出版社，2007：4－5.

［2］李景禄.实用电力接地技术［M］.北京：中国电力出版社，2002（1）：67－68.

［3］丁荣凤，吴万军.变电站接地装置的设计［J］.电力学报，2000（3）：225－227.

［4］杨树春，冀冬晓.几种常见接地的比较［J］.电力学报，2003（4）：95－97.