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火电厂接地网设计施工中需要注意的问题和安全解决方法


编辑:2022-02-19 10:39:27

一、材料分析:

根据国家有关规定和材料自身特性,接地网使用材料在不同的场合有不同的要求,一种材料不能适应所有要求。火电厂接地网应用分为两种即可以选用和不可以选用两种,这是由于火电厂的工作特性和火电厂自身所处的网架环境决定的。对于短路电流大于5KA的火电厂来说,2000/I=0.4A已经小于标准规定的0.5欧姆,此时如果变电站区域的接地电阻不能做到小于等于0.4欧姆,那在发生设备短路时所产生的过电压就会瞬间烧毁设备。因为0.4欧姆已经是个临界值,如果短路发生U=IR=5000*0.4=2000V,如果按0.5计算的话U=IR=5000*0.5=2500V,这个电压足以威胁到耐压只有1500V的控制设备造成损坏。

对于火电厂接地材料材料选择的基本条件:

1、满足环保要求;

2、满足短路电流要求;

3、满足腐蚀的要求;

4、满足使用年限的要求;

根据上述要求首先不能使用的接地网材料为石墨基柔性接地体(又称石墨线,是用塑料包裹的石墨粉为了减小接地电阻在里面加铜丝或者钢丝),主要原因是:1、过流不满足要求(目前标准讨论了很多次,过流的问题难以满足要求),不能在变电站或发电厂接地网中使用,可以用于接地电阻要求不太高的输电线路施工替代圆钢。2、塑料包裹的石墨粉,会随水流走污染环境。不满足环保要求,不满足条件12.

钢丝(铜丝)会随腐蚀的发生断掉,其降阻效果会大打折扣,不满足使用寿命要求,我们在国网超高压线路上使用的这类产品三年时间挖开检查,就发现了很多已经断开,不能满足使用寿命要求4

第二种不满足条件的材料为降阻剂类产品(有环保检测,不含有害重金属,不溶解于水,不会随水流走的除外),原因是不符合环保要求,对环境有污染。而且降阻剂本身会加速腐蚀速度,会对金属接地极造成影响,不符合条件13

第三种不符合的材料为离子接地极材料,原因有两个首先是离子接地极需要配合降阻剂使用,污染环境。第二个是离子接地极主要靠盐遇水潮解生成离子向周围扩散,以降低电阻率,但是同时盐本身对金属有加速腐蚀的问题。在南方多雨地区使用,一旦盐没了,降阻效果很快就会失效。无法保证条件134

可以使用的材料:

镀锌金属、镀铜金属、铜绞线、环保型接地降阻材料(不会溶解于水随水流走,不含有害重金属不污染环境)低电阻率的粘土。

以上材料分析针对特定环境要求,并非针对所有接地网,用户在做采购选择时请针对自己的实际情况选择,不针对任何厂家。

二、降阻方法分析:

1、常用的离子接地极降阻:

这是大家很常见的一种降阻方法,工艺流程基本是开槽或者开孔,将金属管钻孔,内部充填混和盐的降阻剂(一般称作等离子剂),外部使用降阻剂填充,有水平安装和垂直安装两种。存在问题主要是以下两个:

一个就是接地电阻不稳定,由于盐随水溶解不断流失,导致离子化效果减弱,导致接地电阻不断增大,超出设计要求。

另一个就是使用寿命在多雨地区比较短,更适合北方少雨地区使用。而且离子剂主要是降阻剂加盐会因为流失而污染环境。所以这种方法在南方多雨和环境要求比较高的项目里不适合使用。接地模块只是石墨粉加填料压制成型的一个产品效率上不如离子接地极,其实质是降阻剂的一种变形而已,就不做讨论了。

2、深井降阻:深井基本上的用法就是钻孔然后向里面敷设金属扁铁、钢管、圆钢、绞线一类的导体,再用压力泵将混合水的泥浆状降阻剂打入孔洞中来获得较低的接地电阻。

这里面有一个问题,且不论成本问题,深井要取得好的效果必须打到稳定的透水层,但是大量降阻剂灌进水里会对周边的水源造成极大的污染,严重污染环境,一旦实施被环保部门发现会受到很严厉惩罚。而且这种污染一旦形成是无法恢复的。如果不能打到稳定的水层,那么深井的效果很微弱,相当于一根接地极,根本达不到预期的目的。所以抛开成本高不说,单单是影响环境一项就是很大的否决项。

3、外引法:当变电站接地电阻难以满足要求的时候我们经常使用的一种方法就是外引法,对于接地电阻要求在0.5欧姆左右的接地网,由于其基本条件不够好,使用外引来降低接地电阻不失为一种可以选择的方法。但是对于火电厂而言地网的面积已经足够大了,而且土壤的电阻率并不是很高,主要问题是短路电流过大,那么导致的2000/I过小,通常小于0.2欧姆,所以单纯的外引,环境难以找到这么好的路径,征地也是一个很大的问题。因此对于火电厂而言,**优的方式是在变电站区域范围内解决降阻问题。这样做的好处就是对于设备运行有利。因为短路一旦发生主要面临考验的就是该区域接地网的接地电阻,这部分接地电阻值越小,设备就越安全。U=IR而通过外引也好,在很远的地方打井也好。都不如在变电站区域内做措施解决问题来得直接,安全,

所以根据前面的分析以上几种常用的降阻方式都不适用于火电厂。而火电厂需要的降阻方式应该满足以下的需求

1、必须能够在变电站区域处理好,使接地电阻满足设计要求。这就要求降阻材料的降阻系数要足够小,我们计算过降阻系数达不到0.2是无法满足这个要求的。应提交产品国检中心的检测报告证明降阻系数的真实性。

2、使用的产品必须环保,不污染环境。影响环境的应该产品一律剔除,比如降阻剂、离子接地剂、盐类、化肥类、固体石墨类(接地模块、石墨接地线也叫石墨基柔性接地体、石墨编带等)。具有成型产品不溶于水,不含有害重金属

,不污染环境的特征。同时能够提交相关的合格的环保检测报告。

3、耐腐蚀性必须高于国家要求,腐蚀率比国家标准高五倍,那么就意味着变电站的使用年限会增加五倍。这对于运行和维护来说都是**优的结果。

4、使用寿命:我们降阻产品应该选择寿命相对长的产品。在多雨的环境里离子接地极的有效寿命超不过一年,降阻剂直接污染环境随水流走,直接导致接地网的寿命缩短,有效寿命超不过一年。深井由于是靠地下水起作用所以当地下水水位下降的时候,一个直接的结果就是地网的接地电阻会超标。所以综上所述可以看出我们之前所分析的几款产品和降阻方式均无法满足火电厂接地网的的特点和要求。

三、针对火电厂的特点和要求我们给出一套使用柔性接地体降阻的解决方案。

首先柔性接地体是环保型新型降阻产品,具有降阻效率高,防腐蚀,不污染环境,使用性能稳定,使用寿命长等特点。同时拥有中国和美国发明专利。通过了中国电气设备检验检测中心的检测,同时通过了环保检测,是绿色环保的产品。

柔性接地体降阻系数能达到0.16,只要覆盖升压站有效区域,就可以将接地电阻降到设计要求值以下(可以降低到0.1一下),并且保持长期稳定,在三到五年的时间内不会出现反弹。

柔性接地体的腐蚀率比普通环境低了6倍,可以延长6倍的地网使用寿命,确保运行安全。

柔性接地体优异的环保特性可以和周围环境和谐共融,很好的融合在一起,不会对周围造成任何影响。

我们做过的国网变电站是08年到现在,南网的变电站09年至今,做过华电的风电场升压站2016至今运行超过五年,运行安全稳定从未出现雷击事故。

我们是疑难接地研究机构,也是新型接地材料研发机构,同时也是设计施工单位,以上论述源于我们自身的工程经验。上述产品我们自己过去均有生产,所做比较秉持技术优先的原则,实事求是,并不针对任何厂家。一家之见仅供设计和使用者参考。


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