高铁电力10kv配电所接地网施工工法
2016-12-17徐启程
徐启程
中铁建电气化局集团南方工程有限公司电力事业部
高铁电力10kv配电所接地网施工工法
徐启程
中铁建电气化局集团南方工程有限公司电力事业部
新建石武客运专线郑州至武汉(湖北段)铁路客运专线站后四电工程范围内电力供电系统含有10kv配电所2座(大悟10kv配电所、蔡店10kv配电所)；在配电所施工建设过程中配电所的防雷接地(网)系统目前属于的关键点、难点、热点问题，其可靠性直接影响设备运行安全。
工法；配电；工艺
1.前言
本工法着重介绍10kv配电所室内水平接地线和室外环形接地母线制作工法。室内水平接地线采用50×5接地铜排进行各设备室间环形联接，以实现室内各设备形成等电位网；铜排间采用螺栓连接，再由配电所室内水平接地线引出至室外接地母线与大地相接，形成一个室内外双环形接地网从而达到防雷接地的稳定性。
配电所位于平原地区，当地的土壤为沙土，土壤干燥，土层很厚，土壤电阻率高。所以必须采用低电阻、导电好的铜材且应选择最牢固的焊接方式，所以室外接地母线采用火泥热熔导体连接法，这是一种较为普遍的新型导体连接方法。对接地网铜材连接具有很强的应用性。
2.工法特点
2.1 科学、合理，施工进度快，缩短工期。
2.2 施工过程中采用较为先进的施工工具及材料，保证了工程安装质量、减轻了劳动强度、节省了人工，施工效率显著提高。
2.3 接地极连接采用热熔焊接技术，采用搪锡防腐；保证了连接牢固性，保障工程安装质量。
3.工艺原理
3.1 本工法核心重点工艺
接地母线采用火泥熔接，火泥熔接(热焊接)是放热熔接的一种，是利用化学反应(燃烧)时产生的超高热来完成熔接的。火泥熔接法由于化学反应速度非常快(仅数秒)，产生热量极高，且通过模孔流到熔接部位，熔接部位瞬间熔化冷却凝固，无需其它任何外加热能，故金属导体的连接是最佳的方法。使用火泥熔接时，必须使用特制的铸模作工具，此铸模是用耐高温的半永久性的石墨加工制成，通常称为熔模。熔模由模穴、注入孔、熔接室等组成。根据所要熔接的不同形状选择不同熔模。
3.2 火泥熔接法完成的接地母线连接头特点
接点为分子结合，没有接触面，更没有机械性压力，因此，不会松弛或腐蚀；具有较大散热面积，因此通电能力与导体相同；(3)熔点与导体相同，因此能承受大电流冲击，不至熔断；(4)抗张力强于导线。
3.3 接地母线间连接采用方式
3.3.1 室内水平接地线采用铜排-50×5；
3.3.2 室内水平接地线50×5铜排间连接采用M8×30镀锌螺栓连接；
3.3.3 室内50×5铜排与各设备扁钢间采用镀锌螺栓连接；
3.3.4 室内50×5铜排与设备基础槽钢间采用镀锌螺栓连接；
3.3.5 室内50×5铜排与电力电缆钢凯接地铜编织带间采用编制带压接鼻子后用镀锌螺栓与铜排相连接；
3.3.6 室外环形接地母线采用铜排-50×5，接地极采用镀锌角钢L50×5 L=2500mm；
3.3.7 室外环形接地母线与室内50×5铜排采用热焊接；
3.3.8 室外接地母线与接地极采用热焊接。
4.材料与设备
配电所接地网施工主要材料详见表1。
表1 主要材料表
客专10kv配电所接地网施工主要机具设备详见表2。
表2 主要机具设备表
5.质量控制
5.1 执行质量标准
5.1.1 《高速铁路电力施工技术指南》铁建设【2010】241号。
5.1.2 《高速铁路电力工程施工质量验收标准》 TB10757-2010
5.1.3 接地装置安装 国家建筑标准设计图集03D501-4
5.2 施工质量控制和检查重点
5.2.1 母排、配件加工：采用母排煨弯机进行接地铜排加工。铜排受力部位应抹上黄油，减少机械摩擦力，然后进行弯制。在冷弯处理后须再涂1层防腐漆。弯曲后成品应检查扁钢的弯曲部位是否有裂纹或扁钢已断裂等现象，如有，则重新弯制。
5.2.2 接地极埋设：接地极扁钢顶面埋深1m。经监理检查合格，同意隐蔽后方可进行回填，回填土不得夹有石块及建筑垃圾，另外回填土应分层回填并夯实。
5.2.3 焊渣清洁：接地体焊接部位应清掉焊碴，清理干净后作防腐处理。由项目部技术员、质检员、监理工程师等共同检查验收，执行隐蔽验收记录，留存影像资料，合格后方可进行回填隐蔽。
5.2.4 接地测量：对接地网电阻进行测量，不大于1欧姆，并做好记录。当电阻无法满足设计要求时，采取相应降阻措施。
5.2.5 防氧化：接地极焊接处冷却后将两端外延各100mm以内的氧化层、残留的焊药、焊渣清理干净， 铜排对接热焊处使用搪锡进行防氧化处理。
6.安全措施
6.1 施工中应遵循以下安全规则
6.1.1 铁路施工技术安全规则(TBJ404—87)。
6.2 电焊作业安全注意事项
6.2.1 电焊作业人员必须持证上岗，焊接时必须按照技术要领进行作业。
6.2.2 由于火泥熔接时产生大量的热量，所以绝不能在易燃易爆场所施工；
6.2.3 火泥熔接作业要随身配带灭火器，以备紧急情况使用；
6.2.4 在室外、沟坑等不平地方作业时，告别要注意保证熔接部分的工具、材料固定牢固，以免熔焊过程中模具发生倾斜或翻转，造成熔水外泄并引起安全事故；
6.2.4 引燃时要注意在模具的侧面进行，并与模具保持1米以上的距离，引燃工具采用点火机或喷灯，不能用打火机等直接引燃；
6.2.5 施焊完毕后可用清水冷却，但要注意身体不能位于模具上方，以免蒸气伤人。
7.环保措施
7.1 现场运输：采用人抬和机械运输的方式。严禁在地面拖拽，严禁摔扔。保证锌层完好及表面清洁。
7.2 现场保管：由于所用机具设备、材料较多，运到现场的设备、构件分类堆放整齐，做好有关标识。
7.3 文明施工：施工人员进入施工现场，必须做好标准化作业施工，正确使用安全帽、工作服等相关劳动防护用品。
7.4 挖沟：挖掘机在通行和挖掘时要注意保持与设备基础和建筑物之间的距离，以保护土建成品。
7.5 废弃物回收：施工过程中产生的余、废料及时清理回库，现场保持干净，不得乱丢乱放乱弃。
7.6.恢复：施工结束后及时恢复现场，清洁现场。
8.技术经济效益分析
8.1 接地铜排焊接质量比较
传统焊接法：气焊加铜焊条，焊枪只能焊一面，而且全面的焊接，使的焊接接触面积小。在拉力的作用下易断裂，另外对焊接人员技术要求高。
热熔焊接方法：将所要焊接的部位放于模具中，熔接剂反应后的高温液体通过模孔流入模穴，充满模穴，让高温液体使所要焊接部位熔化后凝固，完成焊接熔接工作。模穴的断面面积约为焊接部位断面面积的两倍，熔接后的部位比原导体要粗。
在导电能力、承受拉力的能力方面采用热熔焊接方法熔接后部位都要强于原导体。另外熔接操作按操作程序进行，受外界的影响小，焊接速度快。
8.2 取得的经济效益
采用此工法施工有效的控制了各施工工序、提高了工程质量。采用较为先进的工器具进行作业，机械化程度高，劳力减少，施工速度快，降低工程成本。
