高土壤電阻率地區(qū)接地降阻措施
山區(qū)水電站、風(fēng)電站存在土層薄且土層大多為風(fēng)化石,砂子,甚至沒(méi)有土層,全是石頭,土壤電阻率通常在3000Ω●/m,甚至高達(dá)5000Ω●/m以上。土壤電阻率高,可用場(chǎng)地少,地勢(shì)險(xiǎn)峻,地形復(fù)雜,給施工及降阻帶來(lái)了極大的困難。盡管嚴(yán)格按照施工進(jìn)行施工,往往出現(xiàn)接地電阻偏高,不能滿足設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象,因此,采取先進(jìn)合理,因地制宜的降阻措施成為關(guān)鍵。
降低接地電阻的措施:
1.更換土壤
此方法是利用電阻率較低的土壤,替換原有電阻率較高的土壤,替換范圍一般在接地體周圍0.5m內(nèi)和垂直接地體三分之一處,但這種取土置換法費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
2.人工處理土壤
在接地體周圍土壤中加入化學(xué)物質(zhì)。如木炭,爐灰,電石渣,工業(yè)用鹽等,提高接地體周圍土壤的導(dǎo)電率。該法造價(jià)低,效果明顯,但會(huì)加速接地體的腐蝕,穩(wěn)定性低。
3.外引接地裝置
在電站周圍2KM范圍內(nèi)有低電阻率土壤或河流胡泊時(shí),可采用外引接地裝置的方法。但對(duì)外引接地裝置要經(jīng)嚴(yán)格的跨步電壓計(jì)算,要采取預(yù)防跨步電壓的措施,防止外延跨步電壓傷人,要有防止被破壞的保護(hù)措施,要采取多條連接線與主地網(wǎng)可考連接。
4.外引接地裝置
當(dāng)?shù)叵律钐幍耐寥阑蛩碾娮杪瘦^低時(shí)可采取深埋接地極來(lái)降低電阻,該方法對(duì)含沙土壤最為有效。
5.利用降阻劑進(jìn)行降阻
在接地極周圍敷設(shè)降阻劑后,可以起到增大接地體幾何尺寸,降低與周圍大地介質(zhì)之間的接觸電阻的作用。
另一方面,降阻劑成份中含有強(qiáng)電解質(zhì)物質(zhì),能改善降低土壤電阻率,因而能降低電阻。用于小型地網(wǎng)時(shí),效果較為顯著。對(duì)于大中型地網(wǎng)(S/100m2),必須考慮到相互間的屏蔽作用。可采取四周鋪設(shè)(外圍)網(wǎng)格每隔兩個(gè)敷設(shè)一個(gè)。
6.綜合利用自然接地體
如水壩,廠房,敷設(shè)于地下的各種金屬管道(油,氣管道除外)及敷設(shè)于地下的鎧裝電纜外皮等。在設(shè)計(jì)時(shí),可考慮將這些自然接地體連為一個(gè)整體并預(yù)留地點(diǎn)。
7.在水庫(kù)設(shè)置水下地網(wǎng)
一般水電站都建有水庫(kù)用于蓄水,可利用水庫(kù)建造水下地網(wǎng),施工是,在岸上焊好后再沉入水底。網(wǎng)絡(luò)大小為10m*10m或者15m*15m為宜,材料宜選Ф14熱鍍鋅圓鋼。建造水下地網(wǎng)前應(yīng)測(cè)試出水的電阻率及水庫(kù)面積,并估算出枯水期和豐水期水域面積,計(jì)算出最大及最小接地電阻值,最好在周邊設(shè)置沿岸地網(wǎng),并于水下地網(wǎng)相連。
8.沿河兩岸設(shè)置河岸地網(wǎng)
對(duì)于沒(méi)有大片水域可供利用的河道式水電站,可在沿河道2km范圍內(nèi)上下游兩邊設(shè)置河岸式接地網(wǎng),在每隔30m處建一道跨河橫線,同時(shí)起到水下地網(wǎng)的作用,河岸地網(wǎng)約每10米設(shè)置一個(gè)垂直接地體。
9.利用導(dǎo)電水泥降阻
可在自然接地體的底部和周邊用導(dǎo)電水泥處理,用以加強(qiáng)自然接地體與周圍土壤或山巖的接觸。電站內(nèi)部分硬化的底部也可用導(dǎo)電水泥處理。
10.常規(guī)深井接地法:
可看成是短垂直接地極在長(zhǎng)度上的延伸。主要利用下列措施來(lái)降低接地電阻:
11.增加接地極的長(zhǎng)度
l2.利用電阻率較低的深層土壤
l3.在接地極周圍形成低電阻率材料填充區(qū),等于有效加大了接地體幾何直徑。
條件:適用于上層土壤厚度小且下層土壤電阻率小的土壤結(jié)構(gòu)分層區(qū),因此,必須先仔細(xì)勘察測(cè)量,找出低電阻率土壤層。
11.深井爆破法
深井爆破接地極除利用常規(guī)深井接地極降阻的有利因素外,還利用人工爆破的方法使地下產(chǎn)生一定數(shù)量的裂縫,貫穿地下原先固有的裂隙,使用低電阻率材料進(jìn)行加壓填充,從而改善接地極周圍土壤的電阻率分布和散流性能,在地下較大范圍形成一個(gè)網(wǎng)狀,向外延伸的散流帶。加大了接地極與土壤的接觸,大幅度增大了接地極的等效直徑。
爆破注意事項(xiàng):
l放置位置不宜過(guò)高,防止鋼管在該處炸斷而影響埋人深度。
炸藥為TNT為主要成份的黑炸藥,以0.2kg為宜,過(guò)多,易使鋼管粉碎性炸斷,過(guò)少,不能炸成開(kāi)放狀。
炸藥防水包裝要可靠。優(yōu)點(diǎn):鋼管底部炸成由內(nèi)向外開(kāi)放狀,擠壓井底部泥土,使鋼管壁牢牢扎入土中,其間充滿降阻劑,也增加了接地體的幾何尺寸。
12.深水井接地
適合常年有地表水補(bǔ)充或在接地極所能到達(dá)深度有地下水流動(dòng)的地區(qū),利用聚積地下水的空間,充分利用土壤中的地下水,在深水井周圍形成一個(gè)由遠(yuǎn)到近,土壤濕度逐漸增大,土壤電阻率逐漸降低的區(qū)域,同時(shí),地下水使接地極導(dǎo)體與周圍土壤的空隙得到填充,從而降低了接地極與土壤的接觸電阻。
深井接地時(shí)應(yīng)注意:
1.選擇地勢(shì)較低處,相當(dāng)于等效增加了打井深度
2.選擇地下水較豐富及水位較高的地方
3.井間距離大于20米,以減小屏蔽影響
4.離主網(wǎng)距離不應(yīng)小于井深的2倍
尺寸及焊接要求
鋼管長(zhǎng)度、直徑盡可能大,以增大接地體幾何尺寸,壁厚滿足要求,鋼管焊接處涂瀝青等防腐材料,扁鋼與鋼管焊接宜采用兩根扁鋼。
深井爆破法接地適用于裂隙較多、土壤干燥或巖石地區(qū),如固堅(jiān)硬的沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖地區(qū),硬度稍差的各種砂巖、片巖地區(qū),特別是在地下水奇缺、土壤電阻率極高的巖石地區(qū)適用有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn),但不適用于硬度小、松散的土壤。
深水井接地適用于有一定地下水含量、透水能力強(qiáng)、空隙度大的土壤,更適用于土壤分層結(jié)構(gòu)、在各層土壤中有一層是明顯的含水層或隔水層的地區(qū)。
常規(guī)深井接地適用于中、低電阻率土壤,深井爆破接地適用于高電阻率土壤,深水井接地適用于中、高電阻率土壤,三種深井接地方式有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。