高压试验厅的接地设计核心思路 李振兴

发表时间:2019/3/27   来源:《电力设备》2018年第29期   作者:李振兴
[导读] 摘要:为保证电力系统稳定运行与正常供电,做好接地设计成为重要研究内容,对预防电气火灾、雷击起到了重要作用。
        (江门市电力工程输变电有限公司  广东江门  529000)
        摘要:为保证电力系统稳定运行与正常供电,做好接地设计成为重要研究内容,对预防电气火灾、雷击起到了重要作用。在高压试验厅接地设计过程中,对接地电阻参数、电压、最大跨步电压有着严格要求,怎样保证接地设计符合其要求成为重要研究内容。接下来,笔者结合实践研究,就高压试验厅的接地设计思路展开分析。
        关键词:高压试验厅;接地设计;核心思路
        高压试验厅电气设计包括屏蔽、安全、接地不同环节,做好接地设计有助于电压稳定、固定电位。因此,接地设计成为高压试验厅运行重要环节,关系着测量精准性、人员生命安全。本文就接地网面积、水平接地网格数、垂直接地体间距等展开分析,提出以水平接地为核心、复合接地的形式。
        一、高压试验厅接地条件
        根据标准规程要求,电厂、变电站接地系统设计需控制接触电压与跨步电位至安全参数下。有效接地与低电阻接地系统的电气装置保护接地电阻应符合标准要求,即最大接地电阻低于2000/I。接地电阻参数没有明确的参数值,根据最大入地电流确定。接地系统的安全阻值需注意:高压闪络最大的入地电流会导致多高的地电位提升、实验过程中安全性。第一,水平接地体。接地网采取接地环形式接地,对不同网宽与接地极等效直径,得出接地电阻计算结果。接地条件较好的条件下,接地环具有良好的接地作用。不过,对于高压试验厅而言是不可操作的。在实际工程建设中虽然尽量考虑水平接地,不过根据结算结果得出只有以接地环接地时达不到高压试验厅对接地电阻的要求。接地体的等效直径对接地电阻参数无直接影响。所以,接地体只需达到热稳定、机械强度、耐腐蚀性要求即可,无需降低接地电阻而扩大接地体截面。接地网格数在对接地电阻影响分析方面,以将平板接地极的接地电阻为核心即可得到各网格数接地电阻比,将所得数据在表格上标准即可看出接地网格数对接地电阻的影响(如图一)。第二,垂直接地配合的复合接地。采用短垂直接地体配合的复合接地,接地网格为6m*6m,长3m的圆钢垂直接地极。m、h为1.2m,d为0.02m时,不同的水平接地面积结合公式获得接地电阻结果。水平接地网面积较小时,垂直接地体对接地电阻降低具有直接作用。如果网格面积较大,垂直接地体的长度和地网等效半径低于一个数量级,垂直接地体对接地电阻的降低无直接作用。因为接地极在匀称土层电阻率的浅层具有降阻效果,水平接地体对接地电阻影响超过垂直接地体对接地电阻参数的影响。所以,需扩大水平接地网面积,水平接地体接地电阻满意满足要求时,应降低接地电阻辅以垂直接地体。在垂直接地体间距在接地体长度2倍时,降阻作用较大。垂直接地体间距离在接地体长度2倍内,大量的垂直接地极对接地电阻参数的减小无较大作用。究其原因,电流经过接地极开始散流将会受到相近接地极散流影响,也就是接地极间的电流屏蔽。不管地网中电极数量多少都不会影响接地险阻。所以,降低相近接地体的屏蔽影响,垂直接地体间距应超过长度的2倍。结合接地体集肤效应原理,长、深接地体适合应用迅速散流的实验设备周围。结合项目条件增加接地体等势面积,打破地网面积影响,让长接地体发挥更好的散流作用,使局部放电提供最短、最有利的放电手段。
 
        图一,接地网格数对接地电阻的影响曲线图。
        二、高压试验厅接地设计思路
        以某高压实验楼为例,该楼占地面积约5000㎡,高压试验大厅为单层建筑,包括东区、西区,西区试验厅28m*55m,高25m;东区试验厅45m*55m,高约35m。试验厅总建筑面积4000㎡。东区试验厅分为电容室与设备储存室、控制室、办公室。结合项目地质环境调查得出:土层电阻率为23Ω,设计时处于季节参数影响,土层电阻率为40Ω展开设计计算。工程要求接地电阻低于0.25Ω。高压试验厅墙、顶板的钢板、地坪的额双层钢板网形成6面屏蔽法拉第笼生成的接地回路。控制室内墙、顶板、地面钢板形成独立的六面屏蔽体接地回路。屏蔽体与主接地系统间采用1个固定接地井与11个活动接地井、主接地网连接。主接地系统采取12m*12m网格,网格数量为18个。根据项目要求在周围设置几排小间距均压环,接地网的外缘闭合,外缘各角呈圆弧形。圆弧半径不可低于均压带间距一半,地下安装两条与接地网连接的均压带。四周设置3m长,20mm的垂直接地极,设备放电接地井与接地固定接地井长6m,20mm垂直接地极,垂直接地极距离为12m水平接地体截面50mm*5mm长短垂直接地极的三维空间。主接地系统材料选择防腐蚀、机械强度高的铜包钢。通过计算可知,接地电阻0.23欧姆,满足工程要求。
        通过总结成功案例得出:高压试验厅接地和建筑接地存在较大不同,要求在设计过程中给予高度重视。第一,试验厅内墙、顶板的钢板、地坪内的双层钢板网形成6面屏蔽法拉第笼形成的接地回路。控制室内墙、顶板、地面钢板形成独立6面屏蔽体接地回路,冲击试验需提供该屏蔽体一点接地。第二,试验厅接地网选择垂直接地体配合的复合接地状态,扩大水平接地网面积,主接地网的网格数量超过20个。第三,垂直接地体距离不可低于长度2倍,垂直接地体在2.6--3m之间。深长垂直接地体只应用在设备放电点和扩大接地体等势面积,缩减电流经过的电阻。第四,试验厅主接地网和6面屏蔽法拉第笼选择绝缘材料隔离,其他设备、组件只可以接一个地。第五,冲击实验应提供一点接地途径,放电点和接地点存在一定距离。所以,放电点应以最短途径引向一点接地点,放大接地线截面、降低接地线电阻。
        第六,在接地井位置设置接地端子与主接地网、六面屏蔽法拉第笼的地坪内钢板网的电气连接。一点接地连接电气,设备放电点活动接地井两接地端子之间为活动联结刀分合。
        结语:
        综合分析,接地系统必须满足以下要求:保证测量设备(包括显示和记录仪表)的可靠性和精确。防止冲击试验时。冲击波在低压控制回路或其他试验设备产生过电压。避免冲击试验的冲击波影响到高压试验,压试验厅的接地系统室建筑物外及对电源的干扰。使外部对高压试验干扰降低到最小,为局部放电提供最短、最有利的放电途 验厅六面屏蔽法拉第笼形成的接地回路。对试验室人身安全提供可靠的等电位、为工频试验(稳态过程)提供稳定可靠体的接地。
        参考文献:
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