核电工程大型接地网接地电阻测量与分析

冯君慧

摘要：核电厂电气系统对于接地系统要求非常高，专门设计大型地下接地网保证设备稳定安全运行。本文作者主要基于二代改进型压水堆的核电工程管理实践，介绍核电工程大型接地网构成，论述接地电阻测试方法的选择与应用，强调接地电阻大小对于设备安全运行的重要性。同时针对大型接地网，建议采取大电流工频法和变频法等多种方法测量大型接地网的接地电阻，通过对比分析以保证测量数据的准确可靠。

关键词：核电工程大型接地网接地电阻测试

中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（c）-0000-00

核电工程防雷接地系统设计主要用于提供全厂的等电位，以限制危险的电势差和电磁干扰，保护人生和电仪设备的安全，防止直流、工频电流、雷击电流的冲击。接地网覆盖整个核电厂厂区，通过地下多根裸铜缆全部连接在一起，形成一张巨大的等电位地下接地网。

1. 地下接地网的构成

核电工程地下接地网按区域一般可以分为：核岛区域、常规岛区域、BOP区域的防雷接地网。按安装标高一般可以分为：深埋接地网、浅埋接地网。深埋接地导体埋设在建筑基础下面，即在较深的地下形成的水平接地网络；浅埋接地导体是在厂区各建筑物之间以及BOP各子项外围一圈的地下接地铜缆。

2. 核电工程接地网特殊性

核电厂仪控系统需完全屏蔽干扰的信号，系统接地要求高，电气高压系统短路电流大，因此需设计专门的深埋接地网。核电工程深埋接地网一般设置在占地面积较大、基础较深或其内装有高压电气设备的建筑物基础平面以下，用于在基础处形成等电位地下网络，并能把电气故障或雷电产生的接地电流导入地下，保证设备和人生安全。核岛厂房，常规岛厂房，联合泵房、主变、辅变、GIS区域均设计深埋接地网。

3. 接地网的接地电阻测试

3.1接地电阻的要求

针对大接地电流系统，《交流电气装置的接地设计规范GB50065-2011》明确规定接地网接地电阻满足R≤2000/IG，其中R是季节变化的最大接地阻抗，IG是计算用经接地网入地的最大接地故障不对称电流有效值。该标准无法达到时，可以通过技术经济比较适当增大接地阻抗，根据RCC-E 93版中法国电网设计的最大故障电流是63KA，按此数据则接地阻抗应满足R≤0.0317欧姆，。根据相关规范，电子设备与防雷接地共用接地极时，接地电阻应小于1欧姆。同时，技术规格书给出的全厂接地网接地电阻应小于0.5欧姆，因此本文建议核电工程接地网接地电阻至少应小于0.5欧姆，且尽可能小。

3.2接地电阻的测量

3.2.1深埋接地网的连通性测试

深埋接地网在混凝土浇筑之前需进行隐蔽验收，除常规外观检查外，还需测量引上点之间的导通连续性。由于在深埋接地施工阶段无法测量接地阻抗，现场采取测量相邻引上点电阻的办法，即任一接地引上点需要与相邻引上点测量电阻，如相同接线形式的引上点电阻相比有异常应查明原因。该方法更有利于及早发现问题，及时整改。

3.2.2接地网实测结果與分析

通过秦山二期工程接地网测量实例，介绍大型接地网接地电阻的测量方法。为提高测量数据的可靠性，秦山二期工程接地网接地电阻测量采用工频法、变频法两种测量方法，通过两种方法测量数据的对比，更加可靠地印证接地网阻值是否满足设计要求。

秦山二期工程整个接地网最大对角线Dm约600米。电流电压测量引线采用等腰夹角30度法进行布线。电流、电压测量导线拉线长度按要求尽可能达到（2～4）Dm。电流线和电压线均采用直线距离约1800米的4mm2单芯多股胶质导线。电流线沿一定方向放线，其末端即为电流极的落点，电压极的放线方向与电流极的放线方向夹角成30度，电压线的末端即为电压点的落点。注入接地网的电流入地点选择500 kV GIS外壳、主变、辅变、核岛接地井。应尽量减小电压桩、电流桩的阻抗，如果必要可浇水降低阻抗。

为提高测量的准确性，在用工频法、变频法测量时，注入接地网电流应尽可能大，但是最大电流峰值不超过50安倍。

测量过程中应注意以下事项：

（1）临时断开附近用接地网和接地零线作回路的单相负荷，如电焊机等。

（2）外引电流极及电压极两处设专人监护，防止有人靠近。

（3）临时电流极接地电阻不大于8Ω，临时电压极接地电阻不大于100Ω。

（4）为不影响正常投用的系统功能，测量过程中应防止发生接地导致地网电位升高，因此测量应安排在晴天进行。

（5）测量过程中禁止操作500kV断路器。

从测量的实际数据得出，秦山二期工程接地网通过工频法和变频法测量的接地电阻相差不大，数据是准确可靠的，满足设计及规范要求。

3.2.3区域接地网测试

核电工程施工周期长，其中220kV备用电源倒送电，500kV主电源倒送电等重大工程节点均需要高压设备带电，涉及子项的接地网接地阻抗必须满足要求，如220kV开关站、500kV开关站等高压配电设备区域的接地电阻在送电之前相关试验时就应进行测量。整体接地网测试得时间显然无法满足进度要求。本文建议可以分区域进行测试，区域接地网测试的方法和整网测试方法一致，测量过程中，一定要注意电压桩和电流桩的地点选择，保证区域接地网的独立性，防止电压桩和电流桩位置存在区域接地网的连通导体，以提高测量的准确性。

3.3 减小接地电阻的措施

核电厂建筑物周围一般都设计有防雷接地井和接地检查井，防雷接地井中设置有三个深度达7m的裸铜缆接地极。如果某一建筑物的接地阻抗不满足要求，可以通过机械钻井，增加垂直接地极的深度，并加降阻剂的方式加以改善。如一个有深埋接地网的建筑物土建施工基本结束以后，经过测试发现接地阻抗达50Ω，接地网引上线与的导通性满足要求，可能是地下基岩关系，接地阻抗无法达标。在比较经济和技术原因后，通过继续钻深防雷接地井爪型接地极，以使接地阻抗满足要求。

4. 结论

在核电工程的建设中，接地网的施工质量和接地电阻关系到电厂运行以后设备和人身的安全。由于核电工程接地网安装周期长，测量过程复杂，因此在核电项目整体完成后，应对整个接地网采用2种以上的方法进行测量，通过数据的对比，以保证测量结果的准确可靠。

参考文献

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