西电宝鸡电气化公司厂房产品生产线接地方案.doc

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西电宝鸡电气化设备公司厂房产品生
产线接地方案

西安恩格电力技术有限公司

中国·西安
2014年10月

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西安恩格电力技术有限公司

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2014年10月

一、依据的规范
1.GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
2.国际电工委员会IEC60364-5-534《建筑物的电气设施规范》
3.GB50343-2004 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
4.IEC60364-5-534《建筑物的电气设施—过电压保护器件》
5.IEC61024-1-1《建筑物防雷—防雷装置保护、级别的选择》
6.GB50054-95《低压配电设计规范》
7.DL/T621—1997《交流电气装置的接地标准》
8.SDJ8-79《电力设备接地设计技术规程》
9.国电2000-9-28《防止电力生产重大事故的二十五项安全要求》
10. DL/475-92《接地装置工频特性参数的测量导则》
11. SDJ63-82《电力建设安全工作规程》
12.GB50169《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》
13.DL/T 621《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》

二、现场情况与分析
根据我公司技术人员到现场进行实际的勘察，现场为河滩地貌，该地质为部分回填沙石、沙土和黄土的混合地质，该生产线土壤电阻率按300Ω·m计算。
三、方案的设计
1）、所要解决的问题：
要求该生产线的工频接地电阻小于4Ω，满足跨步电压和接触电势。
2)、设计思路：
由于厂房生产线接地现场受场地限制，该生产线接地网采用传统的接地材料很难达到设计要求，为极大的提高接地效果，我公司建议水平接地网使用-40*4热镀锌扁钢，垂直接地体使用TT-QB-Ⅰ全保护置换型接地装置，接地引上线采用-25*4的热镀锌扁钢，以此综合实施降阻。
3）、经我公司研究，做出以下施工方案：
A）、 水平接地体使用-40*4热镀锌扁钢，长度为30米，（现场共三部分接地区域，每个接地区域使用长度为10米，共计30米）水平体埋深0.6米以下，接地体之间的联结采用电气焊接。并采用细土加水回填。
B）、垂直接地体采用TT-QB-Ⅰ型全保护置换型接地装置，规格为Φ60，L=1520mm，总数为15套，（现场共三部分接地区域，每部分接地区域采用5套全保护接地装置，共计15套）和水平接地体焊接采用电气焊接，其接地装置之间的间距不小于1m。采用电阻率较低的粘土回填并加水夯实。
C）、接地引上线采用-25*4的热镀锌扁钢（共3米）与产品生产线相连接，（现场共三部分接地区域，每部分接地区域采用1米的接地引上线，共计3米）水平接地体和垂直接地体的回填土填应加水填紧夯实。
4）接地电阻理论计算：
本变电站的土壤电阻率 r≈300（Ω·m）
A.水平接地体在接地电阻计算:

：水平接地网的接地电阻，Ω
ρ:土壤电阻率，300（Ω·m）
S：接地网面积，3m2；
≈86.71Ω
B、垂直接地体-全保护置换型接地装置接的地电阻计算：
单套全保护置换型接地装置：
Rc= Ln ----------(1)
Rc≈15.19(W)
(1)式中：Rc：单套接地装置接地电阻（Ω）
ρ：土壤电阻率 300（Ω·m）
L：接地装置长度（1.52m）
D：回填离子缓释剂回填料后的等效垂直接地体直径，取0.25m
K：降阻系数
当 ρ≤50Ω·m K取5
50≤ρ＜100Ω·m K取10
100 ≤ρ＜500Ω·m K取15
500 ≤ρ＜1000Ω·m K取20
ρ≥1000Ω·m K取25
2、多套接地装置的接地电阻计算：
Rz= ≈ 3.38（Ω）----------(2)
(2)式中：Rc：单套接地装置接地电阻（Ω）
n: 接地装置数量（5套）
: 利用系数0.9
Rz ：n套接地装置的接地电阻（Ω）

C、工频接地电阻计算：
【已知条件】
（1） 水平接地体接地电阻 ≈86.71（Ω）
（2） 全保护置换型接地装置接并联后接地电阻 Rz≈3.38（Ω）
R=1/(1/ +1/ Rz)
R≈3.25Ω<4Ω
经计算，按照该方案施工完全可以达到接地电阻小于4Ω的要求。
注：以上结果仅为理论计算得出，仅供接地施工时参考使用，和实际结果会有一定的误差，若未能满足要求，应适当增加接地极的数量！

四、产品简介
<一>、全保护置换型接地装置
1、 概述
接地装置是发电厂、变电站、通信站中确保工作接地、防雷接地、保护接地的必备设施。出于经济方面的考虑，接地装置一般采用镀锌碳钢（扁钢、圆钢）组成立体接地网；由于长期处于地下恶劣的运行环境中，土壤带来化学与电化学腐蚀不可避免，同时还要承受巨大的排流与杂散电流腐蚀，接地网的腐蚀是电网系统问题与事故的主要来源之一。因此，确保接地网免受腐蚀是电网稳定安全运行的前提，在各种接地网防护措施中，阴极保护是一项科学、可行的方法，尤其对于已运行的接地网的保护，有其独特的优点。
全保护置换型接地装置是我公司根据接地材料发展趋势和市场需求、电力系统及石油化工的接地特点及牺牲阳极保护阴极的原理所中和研发的新型接地产品。它以特殊钢和特殊锌为主要原料，通过特殊工艺形成双金属复合材料。该产品即具有钢的高强度、较高的热稳定性，又具有阴极保护的功能，接触电阻小于0.2Ω，设计更科学、更经济、使用年限更长，寿命一般可达60年以上。全保护置换型接地装置既可广泛运用于接地及阴极保护共同存在的场合，也可分别作为接地产品和阴极保护产品。
2、原理：
土壤是一个由气、液、固三相物质组成的复杂体系，其三相组成随温度、气候、季节等因素的变化而改变，由此导致土壤的电阻率、氧化还原电位、pH值、含水率、透气性等特性改变；同时土壤中伴有一系列微生物的新陈代谢活动，这些都是引起接地网腐蚀的因素。
（1）锌在潮湿环境下，表面形成一种致密的碳酸锌薄膜，有效保护其内部不在腐蚀，当某种原因使镀锌层被破坏而露出钢基时，锌与钢基本形成微电池，使钢基体成为阴极而受到保护；
（2）牺牲阳极法简单易行，无须维护，它是在被保护的接地网上连接电位更负、更容易腐蚀的金属或合金（如镁及镁合金阳极、锌合金阳极），靠阳极的腐蚀溶解达到保护阴极（接地网）的目的；
（3）用一种电位比所要保护的金属还要负的金属或合金与被保护的金属电性连接在一起，较活拨的金属在同一介质下，其释放离子较快一些，对其他金属起到一个保护作用，依靠电位比较负的金属不断地腐蚀溶解所产生的电流来保护其它金属的方法。
3、性能特点
· 全保护置换型接地装置是我公司与西班牙BARCELONAINTESCO公司合作开发的产品;
· 全保护置换型接地装置依照牺牲阳极保护阴极法原理，最大限度保护接地产品，使接地极被腐蚀速度降低，使接地极寿命远远加长，并且还对接地网的母线、地下金属构筑物和相关钢铁设备等有良好的保护;
· 全保护置换型接地装置采用特殊钢材，强度高、热稳定性能好，锌作为覆盖层金属，镀锌层厚度达到0.6mm，其导电性能是钢的2.5倍，因此导电性能大大提高，其自身内外热镀锌和足量的锌块，使寿命更加延长;
· 全保护置换型接地装置具有离子耗散功能，内部装有离子缓蚀剂可长时间向外释放离子，对于降低接地电阻及长期稳定起到很好的作用;
·全保护置换型接地装置可广泛应用于接地及阴极保护共同存在的场所，也可分别作为接地产品和阴极保护产品。
·施工简单，水平和垂直均可埋设;

4、规格与型号
名称
型号
规格
锌极规格
全保护置换型
接地装置
TT-QB-Ⅰ
Φ60 L=1520mm
Φ76 L=75mm
5、施工方法
·全保护置换型接地装置根据现场情况可采用垂直埋置或水平埋置，埋设深度一般为-0.6米以下；
·全保护置换型接地装置将锌极朝下，埋设间距不小于1m；
·全保护置换型接地装置与接地母线连接可靠焊接，焊接长度大于接地母线宽度的2倍，焊接处应清除焊渣并均匀涂抹防腐漆；
6、应用范围
·电力系统：发电厂、变电站、高低压输电线路等，各接地系统之接地极；
·交通系统：电气化铁路、轻轨、捷运、地铁、机场、港口等，各接地系统之接地极；
·通讯系统：电信机房、移动通讯基站、微波中继站、卫星接收站、网络机房、广播电视设备等，各接地系统之接地极；
·工业：各工业厂房、库房、机房等所需各接地系统之接地极；
·建筑：各高层建筑大楼、商（民）用楼、主要建筑物、名胜古建筑、高大纪念碑等，各接地系统之接地极；
·其他：需要接地系统保护的一切接地网。

<二>、离子缓释剂
1）、概述：
离子缓释剂是一种以无机非金属导电材料和强电解质组成的粉末状辅助接地材料。它常被用于配合接地模块和离子接地极使用，能极大地提高主接地体的接地散流降阻效果，是接地系统中不可或缺的产品！
2）、产品优点：
■ 自身固有电阻率极地，并可以与接地体良好接触，有效扩展了接地系统与大地的等效接触面积。
■ 极强的离子扩展效果，在短时间内能够极好地改善接地体周围的土壤电阻率，从而提高土壤的导电能力。
■ 具有较强的吸湿保湿（比接地降阻剂强10倍）、改善土壤极配、抗冻得作用，能使降阻效果保持最佳并不受季节影响。
■ 物理性质、无毒、无腐蚀、无害、对环境无污染，使用方便。
■ 性价比高，应用广泛。
3）、主要用途：
TT-HS-A离子缓释剂，它作为接地工程中的一种辅助添加剂，在地质条件较为复杂的情况下，如岩石、砂石、沙土等地质具有保持长期良好接地效果的特点。在雨季时，吸收土壤中的水分，并储存到TT-HS-A离子缓释剂中；当旱季来临时，离子缓释剂释放离子，保持并改善接地体周围的土壤湿度，以达到降低接地电阻的效果。
4）、施工方法
1、开挖接地体所需深度的沟槽。
2、后将离子缓释剂倒入沟槽内并加入适量水。
3、将接地体插入接地深坑中。
4、用细土回填将接地体完全包裹并分层加水。
5、将深坑填平后夯实以确保接地体和大地的良好接触。
五、材料表
序号
名 称
型号及规格
数　量
单　价
合　计
1
热镀锌扁钢
-40*4
30米

2
全保护置换型接地装置（每套标配10kg离子缓释剂）
TT-QB-Ⅰ
Φ60，L=1520mm
15套

3
热镀锌扁钢
-25*4
3米

4
总计

西安恩格电力技术有限公司

2014-10-31
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