核电站防雷接地系统的安装与测试

王启聪 徐威

中国核电工程有限公司 江苏连云港 222042

1 概述

核电站防雷接地系统设计主要用于提供全厂的等电位，它限制了危险的电位差和电磁干扰，保护了生命和电气设备的安全，并防止了直流电，电源频率电流和雷电流的影响。 防雷接地系统覆盖整个核电站，所有裸铜电缆连接在一起形成一个巨大的等电位地下网络。

2 防雷接地网的构成及其特殊性

防雷接地网主要由地下接地网，室内主接地干线，电缆托盘接地线，屋面防雷保护接地网及引下线等构成。按区域可以分为：核岛区域、常规岛区域、BOP区域的防雷接地网。核电站仪表控制系统需要完全屏蔽干扰信号，系统接地要求高，电气高压系统短路电流大，因此有必要设计一个特殊的深埋地网。 深埋地网通常安装在建筑物的基础平面下，具有大的安装面积，高基础或高压电气设备，在基础上形成等电位地下网络，并提供电气障碍或雷击 它可以生成。

3 防雷接地系统的安装典型问题

防雷接地系统是电气专业最早开始安装的系统，在厂房基础混凝土浇筑之前就需进行接地体的预埋，一直到厂房封顶避雷带的安装，以及厂房内部主接地干线和托盘接地线的安装，设备接地线安装等，贯穿整个土建和安装阶段，施工周期长，安装要求高。

3.1 接地系统的接口划分

土建单位负责地下接地网、屋面防雷保护接地网及引下线，安装单位负责室内主接地网、电缆托盘接地线等。土建单位应将地下接地网的引上线接入室内的接地分配构架，该接地分配构架由安装单位负责。该施工责任划分本身并没有太大的问题，但是在实际施工过程中，较易发生土建单位和安装单位的接口位置施工不完善，导致厂房内部的接地形同虚设。因此，接地系统安装质量监督过程中，重点检查地下接地网与室内主接地网的连接，各子项之间接地干线的连接，确保一次接地网与二次接地网形成一个整体，确保接地的可靠性[1]。

3.2 接地系统的安装进度滞后

接地系统属于辅助系统，本身功能作用较容易被忽视。在工程各级进度计划中，对于接地系统施工描述普遍较为简单，甚至没用体现。部分接地干线安装与土建工程相关，前期不具备安装条件。上述原因导致接地系统的施工进度往往滞后电气设备的安装和调试进展，给人员作业和设备受电带来一定的风险。

3.3 可能受污染区域接地材料选用

核电工程的接地材料一般选用裸铜缆、带绝缘护套的电缆、裸铜排，具体设计需按电压等级以及用途选用相应的规格型号。针对可能受放射性污染的区域，考虑到被污染的风险以及去污的方便性，设计文件特别注明应使用矩形或者圆形截面的实心铜线，或者带绝缘的电缆。同时主要考虑到次托盘到终端设备的连接段通常较短，敷设的路径也不规则，做成实芯铜排或者铜棒进行安装难度较大。设计在澄清单的形式中明确：与设备连接的末端及部分次托盘是可以采用裸铜缆。

3.4 接地电阻偏大的改善措施

核电站的选址通常是在基岩上，土壤电阻率较大，部分接地网引出线的接地电阻存在偏大的风险。雷击接地井和接地检查井一般设计在核工程建筑周围，有三个裸铜接地极，深度为7米。 如果建筑物的接地阻抗不符合要求，可以通过机械钻孔，增加垂直接地电极的深度和添加抗蚀剂来改善。

4 防雷接地网的测试

4.1 接地电阻的测量

（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，除了传统的目视检查外，还必须测量引线上各点之间连续性的连续性。 由于在深埋接地工作期间无法测量接地电阻，因此需要测量现场的阻抗，即必须用相邻的引出点测量阻抗，并且在相同的布线形式中存在异常 如果你需要检查阻抗的原因这种测量方法进一步有助于早期发现和及时纠正问题。

（2）全厂接地网接地阻抗的测试。全厂接地网全部完成以后应测量整网的接地阻抗。核电工程一般需选取500kV GIS、220kV GIS、主变压器区域、核岛区域等作为接地电阻的测试点，用于电流-电压测量的引线使用等腰角为30度进行布线。电流和电压线均使用4mm2的单根导线。电流线沿某一方向排列，电流线的端部为电流极的下降点，电压极的放电方向与电流极的放电方向之间的夹角为30度，端部是电压点的下降点[2]。必须尽量减小电压桩和电流堆的电阻，如果需要，可以用水来降低电阻。

当使用工频方法和频率转换方法来提高测量精度时，注入地网的电流应尽可能大，但最大电流峰值不超过50 A。

在测量过程中，请注意以下几点：①使用接地和接地的中性线暂时断开单相负载，使焊接机和其他回路成为可能。②进行特殊监测，使人不接近外部集电器和电压极。③临时电极接地电阻为8Ω以下，临时电压极接地电阻为100Ω以下。④为了不影响系统的正常运行，在测量过程中必须防止接地电位因接地而上升，因此测量应在晴天进行。⑤在测量过程中，禁止操作500kV的断路器。

（3）区域接地网接地阻抗的测试。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，涉及子项的接地电阻必须满足要求，因此如220kV开关站、500kV开关站、TC继电器楼等高压配电设备区域的接地电阻在送电之前应满足要求。整个接地网的测试是在整网完成以后进行，一般是在工程最后阶段实施，时间上无法满足。

5 结语

在核电工程的建设中，地网的结构质量和接地电阻是否满足要求，与发电厂运行后设备和人员的安全有关。 核工程由于地网安装时间长，测量过程复杂，在完成核电项目整体后，采用两种以上方法测量整个地网，保证测量结果准确可靠 为了采用数据比较。