赵山渡水力发电厂生产厂区接地网改造

2015-07-28郑峰

水电站机电技术 2015年10期

关键词：降阻剂接地电阻

郑峰

（浙江珊溪经济发展有限责任公司赵山渡水力发电厂，浙江温州 325311）

赵山渡水力发电厂生产厂区接地网改造

郑峰

（浙江珊溪经济发展有限责任公司赵山渡水力发电厂，浙江温州 325311）

摘要：近年，电厂经常遭受雷击，引起主变或线路雷电流入侵，造成电气、电子设备损坏。根据这一情况，对电厂厂区接地网进行全面检测，实测接地电阻为18.6Ω，挖开局部接地体进行勘察，水平接地体热镀锌扁钢全部已经锈蚀，造成接地电阻值增大。通过增设铺设接地扁钢，安装石墨接地模块，埋设降阻剂等措施，有效的降低接地电阻，为电厂厂区接地网改造提供一定的参考价值。

关键词：赵山渡水力发电厂；接地电阻；热镀锌扁钢；接地模块；降阻剂

1概述

赵山渡水力发电厂位于瑞安市高楼镇,工程主要由河床式发电厂房、16孔泄洪闸和引水渠首进水闸组成。大坝顶高程25m，闸坝总长366m，正常水位22m，校核洪水位23.37m，总库容3 414万m3，总装机容量2×10MW，水轮发电机组为灯泡贯流式机组，电厂于2000年11月28日第一台机组发电运行。水库通过反调节调蓄上游珊溪水库下泄水量和拦引赵山渡和珊溪区间来水，由输水渠系向温州、瑞安、平阳等地城镇居民生活供水和工农业供水。

2接地网基本情况

赵山渡电厂至投产以来已运行10多年，除磨合期之外,机组运行平稳，很少发生因雷电产生高电压侵入,造成电气、电子设备损坏。但近几年，每到夏季雷雨天气,由于雷击经常引起开关跳闸、母线单相接地、电压互感器高压侧熔断器熔断、6.3 kV共相母线绝缘子损坏等情况发生。给运行人员带来很大工作压力,也给电厂带来巨大的经济损失，经分析怀凝是接地网腐蚀造成雷电流不能定全释放,因此,决定对电厂接地网状态进行接地电阻检查测量。我们选择了主变中性点、6.3 kV出口开关接地刀闸接地端、电厂出线铁塔接地端3个点进行检测，发现实测接地电阻为18.6Ω、19.3Ω、18.8Ω，大大超过共用接地体（联合接地）应不大于接地电阻1Ω的要求。挖开局部接地体检查，发现水平接地体40×4的热镀锌扁钢,全部锈蚀,从而造成接地电阻增大。

3改造方案

电厂厂区建筑物屋面已经设置避雷网格，同时在屋面四周明敷引下线，已经符合要求。根据接地电阻检测结果和热镀锌扁钢的锈蚀情况,这次改造方案只对接地网进行改造，具体改造方案为：制定新铺设接地网，安装石墨接地模块，埋设降阻剂于老接地网链接，保证接地电阻达到设计要求。

3.1地网铺设

厂房周围土壤已沙石为主，在厂房一侧花坛内有50～80 cm泥土层，底部为岩石层，考虑上述因素，设计的接地体敷设在花坛内，且接地体采用水平接地体为主，结合接地模块，从而达到降低电阻的目的。设计如下（见图1）：

1）水平接地体采用40×4的热镀锌扁钢，沿花坛内直线敷设3条，间距3m并排敷设，为考虑接地体的有效长度，每条水平接地体长80m，埋深尽量深，共240m。

2）由于花坛底层为岩石，不考虑垂直接地体，现改用石墨接地模块，且间距5m设置，共51块，可直接填埋，并与水平接地体可靠焊接。

3）考虑工程兼顾下游供水，为保护水源，选用环保型降阻剂，在水平接地体周围设降阻剂，用量为15 kg/m，计3.6 t；同时在接地模块周围埋设降阻剂，为每块25 kg，计1.3 t。共计4.9 t。

4）新增人工地网与原接地地网相互采用40×4的热镀锌扁钢连接，连接点为2处。

5）3条接地体间，间隔10m，互相采用40×4的热镀锌扁钢连接一次。

6）材料焊接方式：扁钢与扁钢连接≥扁钢宽度的2倍，不少于三面施焊，扁钢与钢管、角钢连接，紧贴3/4钢管表面或角钢外侧两面，上下两面施焊。

7）水平接地体采用40×4的热镀锌扁钢接地模块，热镀锌扁钢之间连接采用直径为10mm圆钢“7”字形跨接。

8）接地引下线在地表交界段需全段涂刷2～3道环氧沥清漆、FVC漆或其他耐久漆，其地下段长度应使埋入降阻剂的部分不短于20mm，地表上面部分长度不短于30mm。

图1赵山渡电厂新地网铺设图

3.2产品说明及施工方法

3.2.1石墨接地模块

3.2.1.1接地模块工作原理

接地模块外形尺寸为500×400×60，它是以高碳石墨化合物、吸湿保湿材料、固化材料等为主体,模块表面经抗腐蚀处理的金属材料作骨架,具有吸湿保湿能力强、电阻率低、耐腐蚀、高强度低及稳定性好的特点,是降低接地电阻专用产品,对降低接地网接电阻效果明显。

3.2.1.2接地模块性能特点

1）接地模块所用材料和土壤物理结构相似,能和土壤紧密接触连接,内置热镀锌扁钢,可以将其和接地网直接,增加整个接地体和下地的有效接触面积,提高了接地网的散流面积,能有效降低地网接地电阻；

2）采用化学稳定非金属导体材料作为模块的导电介质,具有超强的吸湿保湿能力,保持周边土壤湿度,模块不会随季节天气环境等外界因素的影响,保证模块有效发挥导电作用；

3）接地模块的非金属为主要材料,使电阻率相差巨大的金属与土壤之间形成一个变化比较平缓的低电阻区域,当大电流冲击时,可降低接地体、接地线暂态电位梯度,降低跨步电压和接触电压,减少发生地电位反击的概率；

4）接地模块采用的材料都具有很强的抗腐蚀性,其使用寿命达到30年以上。

3.2.1.3接地模块施工方法

1）依据现场地质条件,接地模块采用水平埋置。埋置深度不小于0.6m；

2）埋设的接地模块间距不小于4m；

3）模块极芯相互并联或与地线连接时严格处理，必须处理电气焊接，焊接面积为连接体的2倍以上；

4）应在焊接处清除焊渣，并涂上防腐导电漆或沥青漆；

5）接地模块埋设好后的回填土要适量洒水分，并分层次夯实，待模块充分吸湿（24 h）后测量接地电阻是否达标。

3.2.2长效物理降阻剂

3.2.2.1产品概述

长效物理降阻剂是一种良好的导电体,渗透到土壤中,当遇到电击等产生强电流时能够形成足够大的面,使电流快速扩散。主要成分含有固化剂、润滑剂、导电水泥和细石、细石墨和膨润土等材料，降阻剂本身不含汞、铬等重金属,能很好的与金属接地体紧密接触,具有良好的导电性、防腐性、固化性、长效性等优点,而且不会破坏环境。

3.2.2.2性能特点

1）具有良好的吸附性能，接地体和土壤的结合会更加紧密，能够消除接地体与土壤之间的接触电阻，改善土壤中的电场分布；

2）具有很好的冲击特性，能耐受工频电流及冲击电流影响变化，还具有良好的均压作用，改善电位分布，从而降低跨步电压，保护人身安全；

3）根据降阻剂的物理性,降阻剂本身没有腐蚀性，通过紧密包裹接地体,阻止气体、酸碱的渗入腐蚀,对接地体起到保护作用，因而具有很好的长效性；

4）因其本身不含有机物,不含汞、铬等重金属,没有毒性对环境无污染,施工过程不会影响施工人员的身体健康，安全可靠；

5）具有良好的渗透性能，能深入到泥土及岩缝中，增加大地的泄流面积，减少地中的流散电阻；

6）防腐剂使用后能在很短的时间内完全固化，使降阻剂与接地体紧密结合,形成一体，不用担心因雨水的冲刷而随土壤流失,同时起到吸水和保水作用。

3.2.2.3施工要求

1）调制降阻剂

由于电厂接地网为岩石、砂石环境，而且为水平放置,降阻剂与水比例配置1:0.8为宜，用搅拌机将其充分搅拌，成为糊状。

2）浇灌及检查

在接地体沟底取细土铺平,厚度为20mm，用水浇湿,再用支撑物将接地体架空50～70mm，将调制好的糊状降阻剂,在固化前轻轻倒入接地沟直至全部包裹住接地极，并对接地体包裹情况进行检查,要求包裹厚度最薄处不小于40mm。