浅谈±500kV SUSWA（KENYA）换流站主接地网施工质量

2019-09-10孙浩

科学导报·科学工程与电力 2019年7期

孙浩

【摘要】介绍了SUSWA换流站主接地网施工质量控制和技术要求，重点阐述了SUSWA换流站主接地网材质选型、焊接质量管理以及施工过程控制，给出了该站主接地网施工过程质量的控制措施，对超高压换流站主接地网施工工艺改进有一定的参考价值。

【关键词】换流站；主接地网；施工；质量控制

换流站接地网是保证电力系统正常运行的关键组成，与站外阳极接地极站构成电力系统的重要组成，二者结合实现双极运行。换流站主接地网不仅为换流站内各种电气设备提供中性点等接地，调整主网内电位差、跨步电压差和接触电位差，保护一、二次设备和人员运行安全，而且当站内电力系统发生故障时，能够将故障电流安全的导入地下，限制故障电位上升，所以换流站内主接地网在直流输电电力系统安全运行中起着非常重要的作用。特别是换流站内的接地系统相比常规变电站面积更大，接地点更多，故障时短路电流更大。埃塞俄比亚-肯尼亚±500kV特高压直流输电工程，对于两个非洲国家清洁能源输出和经济增长有着重要的战略意义。

1、肯尼亚SUSWA±500kV换流站主接地网介绍

SUSWA±500kV换流站采用以水平接地网为主，同时利用建筑物钢筋等自然接地体，避雷线塔、避雷针、及变压器中性点垂直接地等。室外主要电气设备及构架引下线接地，均采用2根引下线与主接地网相连，并布置3m长的垂直接地体，阀厅和换流变压器区域采用水平接地网，与沿墙敷设铜排的布置。

SUSWA±500kV换流站主接地网的设计是按照美标IEEE-80/2013完成的，施工技术要求如下：

1）水平接地网采用120mm²裸铜绞线，埋设深度为-0.9m，垂直接地体为Φ20mm的长度为3m的铜包钢，埋设深度为-0.9m，室内、换流变压器区域以及滤波器等高压区域均采用50*5铜排连接至主接地网。

2）施工时局部可略作调整，但接地网不能断开，各接地体间连接均采用热熔焊接。

3）换流站内除设备和构架外，其他非关键部位金属结构均需用50 mm²裸铜绞线连接至主接地网。

4）接地干线外轮廓与围墙距离约1 m，靠近围墙的接地网，其边缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形，圆弧半径为5 m，建筑物四周需做接地环网，其距离建筑物约1 m。

2 主接地网施工质量控制

2.1 主接地网材料选型

主接地网的水平地网可采用软裸铜绞线。与硬质铜材相比，软裸铜绞线可以实现较小的转弯半径，施工过程可以有较多选择性，有利于地网铺设时拐弯，便于穿管等。同时，铜绞线搭接处的可以选择放热焊接的焊接方式，极大地增加操作便利性，简化工艺流程，有效保证主接地网的连接质量。铜包钢接地棒作为垂直地网接地棒。与普通钢棒相比，铜包钢不仅可大大降低接地棒截面积，也可以保证接地体在土壤中的耐腐蚀性，同时，可通过加大接地深度来降低接地电阻，更好的泄放故障电流，保障线路安全。

2.2热熔焊接施工质量控制

热熔焊接是指利用金属氧化物与铝之间的氧化还原反应，同时释放出大量的热量和高温熔融金属，进行焊接的方法。

SUSWA±500kV换流站各接地体间连接均采用热熔焊接，热熔焊接的熔接接头需满足：被连接的导体必须完全包在接头里；连接部位的金属完全融化，连接牢固；接头表面平滑、无贯穿性气孔.热熔焊接的具体步骤如下：

①检查及调整模具；放热焊接前必须进行全面检查，模具的开合不能出现外八字或内八字缝隙。

②清洁模具及焊接口。及时清理模具开合面内是否残留焊渣或铜皮（铜水凝固物），以免模具开合面处密合不好，形成缝隙，导致熔焊时铜水外流。

③安装药粉；先把金属隔离片放进模具反应腔的底部后，把焊粉倒入反应腔中，在反应腔形成一个朝向唇口的坡度。

④夹模；首先把待焊接的铜排或者镀铜圆钢用小木条垫在同一水平高度，并保证模具的底部能够穿进去。

⑤点火；在模盖上压上重物，然后在模具的喷口方向放置铁皮作遮挡板，防止铜水溅出损坏铜排；使用点火枪对引火粉点火。

⑥拆除模具并清理；5 min后，小心取出模具，打开模具顶盖并清洁模具。

⑦验收检查；焊接完成后敲掉模渣，自检合格后，请监理检查合格签证后方可回填。接地体引出线与接地装置连接（焊接）部位外侧100mm范围内应做防腐处理，在做防腐处理前，表面需除去焊接連接处的残留物。

2.3热熔焊接接头过程控制管理

换流站主接地网施工过程中，由于热熔焊点数量繁多，为了保证接地网施工质量，防止出现漏焊虚焊，确保焊接质量，则需要全站主接地网热熔焊接施工过程中，全程记录跟踪，以便于以后日常维护、故障排查。