(清远电力规划设计院有限公司广东清远511517)
摘要:电气接地装置是电力系统安全技术中的重要组成部分,对人身和设备安全具有重要意义。本文根据电气接地装置的各项技术要求,结合多年工作中经验,就接地装置管理中存在的典型问题进行了分析,从设计、施工到运行管理方面提出建议,为提高电气接地装置运行可靠性提供参考,达到保障人身和电气设备安全运行的目的。
关键词:接地装置;问题;管理电气
引言:接地装置也称接地一体化装置,是把电气设备或其他物件和地之间构成电气连接的设备。接地装置由接地极(板)、接地母线(户内、户外)、接地引下线(接地跨接线)、构架接地组成,实现电气系统与大地的连接。接地装置中与大地直接接触实现电气连接的金属物体为接地极,分为人工接地极和自然接地极。接地极还具备某种电气功能,例如用以作系统接地、保护接地或信号接地。接地母排是建筑物电气装置的参考电位点,通过它将电气装置内需接地的部分与接地极相连接。同时还有另一个作用,即通过它将电气装置内等电位联结线互相连通,从而实现建筑物内大件导电部分间的总等电位联结。接地极与接地母排之间的连接线称为接地极引线。由于接地装置简单,在安装、使用和维护中,电气接地装置中出现的问题,往往容易被忽视,一旦出现“失地”或接地不良情况,将对人身和电气设备的安全造成严重影响。
1电气接地装置存在的问题
1.1装置材料的选择使用
目前,电气接地装置普遍选用热镀锌圆钢、扁钢、角钢和钢管作为接地网材料,镀锌钢材表面镀锌层会形成致密的黑色氧化膜,不易被腐蚀,对钢材起到保护作用,增强钢材抗腐蚀能力。但有些施工现场存在用普通钢材替代热镀锌钢材现象。普通钢材埋于地下容易被腐蚀,接地钢材截面积不断减小,接地网的热稳定性能和导电性能不断降低,超过一定年限的导体就会被腐蚀断裂,接地网形同虚设造成事故。
1.2接地装置的敷设
人工接地体有垂直埋设和水平埋设两种基本结构型式。常用的垂直接地体为直径50mm、长2.5m的钢管或L50×5的角钢,为了减少外界温度变化对流散电阻的影响,埋入地下的垂直接地体上端距地面不应小于0.7m。当多根接地体相互靠近时,入地电流的流散相互排挤,这种影响称为屏蔽效应。这使接地装置的利用率下降,所以垂直接地体的间距不宜小于5m,水平接地体的间距也不宜小于5m。
接地网的布置,应尽量使地面的电位分布均匀,以减小接触电压和跨步电压。人工接地网外缘应闭合,外缘各角应作成圆弧形。35~110kV/6~10kV变电所的接地网内应敷设水平均压带。为了减小建筑物的接触电压,接地体与建筑物的基础间应保持不小于1.5m的水平距离,一般取2~3m。目前存在不符合施工规范的情况,例如:线路工程中,2.5m单极接地极顶端带孔,露在地表与上端接地引线采用螺栓相连做法、接地扁铁埋深不够等现象,存在连接部位腐蚀和接地电阻不合格等问题。
1.3接地体接地线的连接
接地体(线)的连接采用焊接和螺栓连接两种方式。焊接搭接长度必须符合规程强制规定。现场扁钢焊接长度为其宽度的2倍基本符合要求,“但至少3个棱边焊接”常被忽视;扁钢与钢管、扁钢与角钢焊接时,在其接触部位两侧进行焊接基本能够做到,但由钢带弯成弧形(或直角形)卡子或直接由钢带本身弯成弧形(或直角形)与钢管或角钢焊接做得不好,直接影响接地装置的防腐蚀能力和机械强度。
1.4运行中接地装置管理
接地装置正常状态时无电流、无电压,其日常检查维护工作常为人们所忽视,认为已经装设了接地装置便安全了。虽然按要求进行接地电阻测试,但对接地装置并没有全面细致的检查。由于巡检人员对接地网系统、众多接地连接点位置不能全面掌握,没有及时发现接地线的损伤、腐蚀、接地线连接处的完好性、连接螺栓是否松动等问题。接地引下线和电缆沟内的接地带等非可直接观察处的腐蚀情况,更是接地装置检查维护的难题。
1.5设备改造中的接地
当前设备改造、更新换代大量存在,设备改造拆除旧设备过程中,存在的接地问题如下:第一,由于不了解原接地网安装、敷设情况,不加区分地将附近原接地网主干线一并拆除,导致其他设备与主网失地。第二,设备改造中新设备并未与接地主网真正可靠连接,仅靠接地电阻测试来判断改造设备已经接地是不够的,还必须要靠眼睛观察到与主接地网连接的导体是否连接可靠[1]。第三,规程中强制性要求重要设备和构架应有两根与主地网不同地点连接的接地引下线,且每根接地引线均应符合热稳定和机械强度,在实践中也常被忽视,未能引起足够重视。
2电气接地装置问题的解决措施
2.1接地网的设计
首先,接地系统的设计使用年限宜与地面工程的设计使用年限一致。
其次,接地系统的防腐蚀设计宜按当地的腐蚀数据进行。
第三,敷设在电缆沟的接地导体和敷设在屋面或地面上的接地导体,宜采用热镀锌,对埋入地下的接地极宜采取适合当地条件的防腐蚀措施。接地导体与接地极或接地极之间的焊接点,应涂防腐材料。在腐蚀性较强的场所,应适当加大截面。
第四,垂直埋设的接地极,宜采用圆钢、钢管、角钢等。水平埋设的接地极宜采用扁钢、圆钢等,接地极及其连接导体应热镀锌,焊接处应涂防腐漆。在腐蚀性较强的土壤中,还应适当加大其截面或采取其他防腐措施。
第五,目前普遍使用的接地材料多选用热镀锌钢材,随着经济的发展、技术进步和接地可靠性要求的进一步提高,铜制、镀铜钢材或纳米碳钢等材料也开始逐步使用。在经济条件允许情况下,地下部分及潮湿环境应考虑使用铜质、镀铜钢材等新材料,减少多年后的维护成本。新材料的使用亦应考虑施工人员的水平和能力,地下连接部分连接施工工艺不达标,又会造成新的隐患[2]。
2.2强化施工管理
施工现场,特别是野外、零星施工现场必须严格按照设计施工,不得随意修改设计,如需修改,按照设计要求进行[3]。为杜绝施工单位偷工减料和施工人员的无知、投机取巧造成的施工质量问题,施工单位应严格施工质量管理,加强施工人员施工工艺培训,建设单位和监理单位要有专业人员负责整个接地施工过程的监督。电气装置安装工程接地装置的施工,特别是隐蔽的接地装置施工,应有专职的监理或旁站人员监督施工和参与检查验收。
2.3把好验收关
接地装置是电力系统安全技术中的主要组成部分,接地装置在日常运行中易受自然界外力及外力的影响与破坏,致使接地线腐蚀中断,接地电阻增大等等现象。除定期对接地装置进行检查维护外,根据实际需要进行临时性检查维护,发现接地线损伤、折断、腐蚀严重情、连接不良、螺栓松动等情况应立即处理。全面理解设备接地概念,不仅要加强接地主网连接部位检查,还要加强电气装置金属部分接地或接零的全面检查[4]。
结束语:
总之,接地电阻值大小和所处地质环境有关,与土壤潮湿程度关系不大,但地表电位分布、跨步电势、接触电势等工频特性参数与土壤潮湿程度关系密切。因此要进一步完善档案管理,积累运行资料和数据。维护管理人员应掌握整理原始设计资料,施工接线图,地下隐蔽工程竣工图纸,接地装置变更及历年接地电阻测试记录资料。定期对不同年代接地装置的地表下0.5m以上部位进行开挖检查,观察接地体的腐蚀情况,做好记录,检查后按规定做好回填工作,弄清腐蚀规律、做好接地网的使用年限的论证。同时不断研究开发接地网防腐蚀的新技术、新工艺,为接地网设计、使用积累经验。
参考文献:
[1]行耿顺.建筑电气施工中常见质量问题及治理措施[J].现代建筑电气,2016,7(03):65-67.
[2]王振朋.民用建筑电气施工接地保护问题浅述[J].江西建材,2018(02):170+173.
[3]杨启辉,车广路.接地装置使用时的常见问题及处理[J].河南科技,2014(10):139.
[4]张丹.浅谈变电站接地装置常见问题及其运行的技术维护[J].中国新技术新产品,2014(24):42.