浅谈电解离子接地系统在降阻施工中的应用

姚 炜，郑 棋

浙江省送变电工程公司

浅谈电解离子接地系统在降阻施工中的应用

姚 炜，郑 棋

浙江省送变电工程公司

本文结合工程实际情况以某电力工程的工程实践为例，简要介绍了IEA电解离子接地极系统在电力工程降阻施工中的应用，为其他电力工程工程降阻施工提供借鉴。

电力工程；接地电阻；电解离子接地系统；降阻

引言

电力工程接地网对于电力系统的可靠运行和电力工程工作人员的人身安全起着重要作用，其接地电阻、跨步电压与接触电压是电力工程接地系统的重要技术指标，是衡量接地系统的有效性、安全性以及鉴定接地系统是否符合要求的重要参数[1]。现阶段电力工程接地降阻方法主要采用深埋接地极与敷设水平接地主网相结合的方式，但是由于电力工程地理条件受限制，一般都建在高土壤电阻率地区，这导致在采用该降阻方式以后，接地电阻依然不符合现行行业标准的要求，这就需要采取二次降阻，比如利用IEA电解离子接地极系统进行降阻。

1 工程概况

某工程场地为山岭所环抱，仅东南侧开口与外围的山前冲积平原相连，地貌单元包括山间凹地和低山丘陵。该工程采用深埋接地极与敷设水平接地网的方式进行接地系统施工，施工完成后经测量，主网接地电阻为1.6Ω，不满足设计要求R≤1.0Ω的规定。故采用站内打深井、内置IEA电解离子接地系统以及利用接地扁钢外引的方式进行再次降阻。

2 降阻方案设计及施工

2.1 降阻方案设计

为达到接地降阻的目的，首先需从理论上分析研究接地降阻的方法。接地电阻理论公式[2]为：

其中，R（Ω）为接地电阻；ρ（Ω∙m）为土壤电阻率；ε（F/m）为土壤的介电系数；C(F)为接地体的电容。

由理论公式可以看出，降低接地电阻分别有以下两种途径：一是增大接地体几何尺寸，以增大接地体的电容；二是改善地质电学性质，减小地的电阻率和介电系数。本工程已完成的接地降阻施工采用的是第一种方法，若进行再次降阻，采用本方法的施工难度较大，会涉及施工场地的重复开挖，破坏已完成的成品基础、建筑物及电气设备，影响施工进度，从而不能保证工程按时投产。综合考虑，采用改善地质电学性质这一降阻方法，即采用IEA电解离子接地极系统降阻施工方法。

IEA由先进的合金化合物组成，电极外表是铜合金，以确保最高导电性能及较长使用寿命，能够吸收空气中的水分，通过潮解作用，将活性电解离子有效释放到周围土壤中，正是因为IEA不断地自动释放活性电解离子，大大降低了土壤的电阻率，才使得周围土壤的导电性能可以始终保持在较高水平，于是故障电流就能很轻易地扩散到周围的土壤中，从而充分发挥接地系统的保护作用。

方案设计。根据电力工程接地网电阻要求及现场情况，接地降阻方案如下：

在电力工程站内打六口50m深接地竖井，直径为150mm。竖井内敷设5套IEA电解离子接地极，规格为Φ50*3000mm，用于改善土壤电阻率，降低角部电位分布梯度，实现降阻的目的。

站内接地竖井施工完成后，将IEA接地极放入竖井内，用火泥将其与铜绞线和原接地网熔接，然后将接地网用80*8mm扁钢外引，扁钢埋深1.5m，外引长度约1000m。

2.2 施工工序

施工开始前首先需根据方案设计图结合现场情况定出各处放置IEA接地极的竖井位置。然后按照以下施工工序进行施工：

（1）钻孔：在竖井位置开挖1m*1m，深度为0.8m的坑槽，然后采用履带式液压钻机在指定竖井位置钻孔，孔的直径为150mm，深度为50m。

（2）制作并植入接地极：取80*8mm接地扁钢50m，将五段IEA接地极用火泥熔接的方式固定在扁钢上，剥开接地电极两端密封电极上端水分吸收孔及电极下端离子释放孔的胶带。将IEA接地极放入孔内。

（3）配置电极填充剂并灌入孔中：将外部填充材料与水安装比例1:1进行混合，搅拌均匀，直至搅拌至糊状，然后将配好的填充材料灌注到接地极周围至高出接地极顶端50mm为止，为避免空气留在孔洞中影响填充剂与电极的紧密接触，用长竹竿或者长木棍插入孔洞中并上下晃动，让空气冒出来。

（4）连接主接地网并回填土：将附有IEA接地极的扁钢就近和接地主网连接，连接均采用火泥熔接。连接工作结束后，检查连线的可靠性，确认无误后，用土填盖至与地面齐平，并在填盖过程中分层夯实，回填土中不能夹带石块、木棍、塑料等。

（5）接地扁钢外引：将原先一次接地施工完成的接地主网用80*8mm扁钢外引，扁钢埋深1.5m，外引长度为950m。

（6）测量接地电阻：电极安装完成三天后进行初测接地电阻，实测结果为0.71Ω，满足设计要求R≤1.0Ω的规定。

3 结束语

电力工程接地降阻施工能否成功，关键在于设计和施工这两个环节。首先是设计必须根据实际情况，设计出有效的接地降阻方式，这是保证接地装置效果的前提条件。其次在施工时，必须严格控制施工工艺及质量，这是保证接地装置效果的基础，也是体现设计目的的手段。在高土壤电阻率的地区的电力工程设计与建设中，当采用深埋接地极与敷设水平接地网等降阻方式不能满足降阻要求的情况下，可以考虑使用IEA电解离子接地极系统，用以降低土壤电阻率，进而降低接地电阻值，其具有降阻效率高、抗腐蚀性好、成份稳定、施工便捷等优点。

[1]贺体龙等.浅谈电力工程接地网的降阻措施.技术交流，2007（6）：47－49

[2]谢利英，李德超.关于电力工程接地及降阻措施的浅述.变压器，2009（6）：26－29