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[输电]山区水电站的接地设计与降阻措施探讨

更新:2014-05-10

摘要:经由过程对山区水电站在接地上普遍存在的土壤电阻率高,可用处地小,地势险峻、地形复杂等因难身分的分析;经由过程对今朝一些山区水电站普遍存在的接地电阻偏高的缘由计议;经由过程对典型水电站在接地降阻取得的一些成功经验总结,计议了山区水电站在接地设计和降阻改造的措施。提出了综合地哄骗自然接地体,在水库设置水下地网,沿河流设置河岸地网和在适当地域设置外延接地及沿道路外延降阻方式。探讨了哄骗导电水泥降阻、降阻剂降阻等复合的降阻措施。经由过程分析、计议认为只要充实接纳合理、有用的降阻措施,是能够有用下降山区水电站的接地电阻,保证水电站平安运行的。要害词:山区水电站接地装配接地电阻降阻措施1、引言对于年夜大都山区水电站来说,一般都存在着土壤电阻率偏高,场地狭窄,土层薄且土质年夜多为风化石、砂子,有的甚致基本沒有土层,完全为石头。土壤电阻率高达2000--3000Ω.m,有的甚致高达5000--8000Ω.m,因而给水电站的接地造成了许多坚苦,使许多山区水电站接地电阻严重偏高,如浙江某座装机达40000kw的水电站接地电阻高达10Ω;还有一些中小型水电站的工频接地电阻高达数十欧,或上百欧。山区水电站所在的地方,往往是雷电勾当强烈的地方[1],由于水电站的接地电阻偏高,对防雷造成了极为晦气的影响。如避雷器动作后由于残压叠加上接地电阻上的压降后,会使加到发机电等电气装备上的电压高而危及发机电等电气装备的尽缘。或当雷电流进地时,电气装备外壳或接地引下线上发生较高的“还击”过电压而向二次线发生反云。同时也会在雷电流进地时冲击电位升高,发生严重的冲击电而干扰而影响微机庇护、综合自动化系统的平安运行。近年来由于接地不良发生的雷电打坏主装备、打坏微机庇护等控制装备的事故在中小型水电站时有发生,因而应对中小型水电站的接地问题引发充实的重视。进行认真的研究和探讨,找到有用下降山区小电站接地装配接地电阻的措施,做好山区水电站接地的降阻改造工作,保证水电站平安运行。2、山区水电站接地电阻偏高的缘由分析山区水电站一般接地电阻偏高的缘由主要是以下缘由酿成的:(1)、土壤电阻较高造成,山区的土壤电阻率一般都偏高,非凡是南方山区水电站的土壤电阻率一般都在2000--3000Ω.m,严重的甚致高达5000Ω.m。如我们在浙江某山区水电站四面丈量土壤电阻率,低的为800Ω.m,年夜多在2000Ω.m.高的地方甚致达6000Ω.m。因接地装配的接地电阻与土壤电阻率成正比,接地装配面积一按时,土壤电阻率愈高,接地装配的接地电阻也就愈高,降阻难度也就愈年夜。(2)、土层薄,地质条件差,山区水电站处的土质通常是风化石土壤,或碎石土壤,土层薄,一般不足30cm,年夜多地方为岩石沒有土层,由于土层薄,就影响水平接地体和垂直接地体的埋深,经检查山区水电站接地装配的水平接地体的埋深一般都不到30cm,有的浮在地表;由于土层薄,垂直接地体打不下往,其深度一般都不到50cm。由于接地体浮在地表,一方面由于上层土壤土质松散,接地体不能与年夜地慎密接触,造成接触电阻年夜,且因土壤干湿度易变化,而造成接地体的接地电阻不稳定[2]。另外一方面由于上层土壤含氧量高,接地体易发生吸氧侵蚀,而使接地体与四周土壤之间的接触电阻增年夜。同时,由于侵蚀还会造成接地网裂解使部门装备失往接地。(3)、场地狭窄,使接地网面积偏小,一般山区水电站都在山谷中,场地狭窄,这就使水电站的接地网严重偏小。有的甚致沒有地方建接地网,如浙冮某水电站,由于受场地限制,发机电厂房就建在岩穴内,户外110kv开关站则小得可怜,不到1000m2,这就给接地降阻带来很是年夜的难题,由于一般情况下,接地装配的工频接地电阻由下式决议:[font=宋体](1)式中:R—接地装配的工频接地电阻,Ω;ρ—土壤电阻率,Ω.m;s—地网面积,m2。从(1)式可以看出接地装配的接地电阻,与土壤电阻率ρ成正比,与接地网的面积的开方值成反比,山区水电站由于土壤电阻率高,土质差,土层薄,接地体埋深不够,地网面积小,这就是造成接地电阻偏高的主要缘由。3、山区水电站的接地设计与降阻措施(1)、设置水下地网对于山区水电站,沒有年夜面积的陆地建设地网,但一般都有可以哄骗的水域,非凡是一些水电站一般都有用某蓄水的水库,可以在水库设置水下接地网。设置水下地网前应测试出水电电阻率和水库的水面面积,和丰水期和枯水期的水域面积,计较出接地电阻的年夜值和小值。水下接地网对下降接地电阻往往长短常有用的。水下地网的网孔年夜小一般以15m15m为好。水下地网应选用Ф14热镀锌的圆钢为好。在施工时可在岸上焊好后沉到水底,有条件时可在水库的周边可以设置岸边接地网,岸边地网应埋在土壤内并用垂直接地极固定。(2)、对于河流式水电站或沒有年夜型水库的水电站,可能沒有年夜的水域设置水下地网,但此时可以沿河流向上、下流在2000m范围之内在河流的双方设置河岸接地网。河岸接地网由于河流常年湿度较年夜,土壤电阻率一般较低,对降接地电阻很是有用,我们哄骗河岸接地网成功地改造了许多水电厂和变电所的接地都取得了很好的降阻效果。河岸接地网一般应在20—30m设置一道跨河横线同时起到水下地网的作用。在河岸每10—15m设置垂直接地极进行固定。(3)、充实哄骗自然接地体由于在中小型水电站中一般都有年夜量的自然接地体可以哄骗,好比水坝、厂房、引水管等,好是在设计时就首先斟酌到接地问题,把这些自然接地体靠得住的毗连为一靠得住的整体,并预留毗连点。在设计自然接地体时对于自然接地体的底部和周边可以用导电水泥进行处置以增强自然接地体与四周土壤或山岩的接触。另外在水泥道路的底部也可用导电水泥进行处置以增强其降阻效果。(3)、在合适的地方设置外延接地,在水电站2000m范围之内认真进行勘探、丈量土壤电阻率,找土壤电阻率较低的地方做外延接地。对外延接地要经严酷的跨步电压计较,避免外延处跨步电压伤人。且外延接地的场所要选择在不容易被破坏的地方。要有很好的庇护措施,避免在运行时被破坏失落。外延地网与主地网的联接要靠得住,要接纳多条联接线联接。(4)、哄骗降阻剂和其它的降阻材料进行降阻[3],非凡是对外延接地可施加降阻剂进行降阻,但在降阻剂的使用时一定要选择降阻性能好,无侵蚀,性能稳定的降阻剂进行降阻。好比我们就曾使用GPF-94高效膨润土降阻剂连系外延接地成功地解决了许多年夜、中型接地装配的降阻问题,其中就有一些小型化的城市变电所的接地,都取得了较好的降阻效果。另外,对一些电气装备的根蒂根基和与变电所联接的道路,或变电所的部门硬化部门的底部可以采用导电水泥进行降阻,道路概况为了提高跨步电压答理值,可用普通水泥,或展沥清进行处置。(5)接纳综合降阻措施山区水电站由于其接地电阻偏高,接纳单一的降阻措施往往难以到达预期的降阻方针,这时候需要对现场地形、地势及土壤电阻率等现场条件进行综合分析,接纳综合的降阻措施。好比可以接纳外延加降阻剂、水下地网、河岸地网和自然接地体哄骗等多种降阻措施联合运用,以到达有用的,年夜幅度的下降接地电阻的目的。如我们在浙江某水电站就曾采用水下地网、河岸地网、外延接地加降阻剂联合降阻法把水电站的接地电阻从十多欧降到1欧左右。4、竣事语山区水电站由于土壤电阻率高,土质差,土层薄,接地体埋深不够,地网面积小,这就是造成接地电阻偏高的主要缘由,因而进行山区水电站的按地设计时要对现场地形、地势及土壤电阻率等现场条件进行综合分析,经由过程认真的技术经济分析,对水电站的接地进行优化设计,凭据现场现实条件可采多水下地网、河岸地网、外延接地和降阻剂等多种降阻措施进行降阻处置。也可接纳复合降阻措施进行降阻。对厂内地网要改善其地电位散布,避免地电位干扰,以保证水电站的平安稳定运行。