整流裝置接地問題的探討

王永升

（中國石化股份有限公司齊魯分公司氯堿廠，山東 淄博 255411）

整流裝置接地問題的探討

王永升

（中國石化股份有限公司齊魯分公司氯堿廠，山東 淄博 255411）

為削弱電沖擊、干擾對整流裝置的影響，保證整流裝置穩(wěn)定、可靠地運行，整流裝置的接地尤為重要。敘述了整流裝置各部分的接地問題，接地網(wǎng)的選擇、要求、實現(xiàn)方法等，探討了直流系統(tǒng)的接地及漏電腐蝕問題。

整流裝置；網(wǎng)狀接地極；接地電阻；直流漏電腐蝕

目前，國產(chǎn)整流器廠家在產(chǎn)品說明書中對整流裝置的接地問題沒有詳細的說明、要求，而現(xiàn)場的安裝僅是依據(jù)設計院不很詳細的接地圖紙來施工，而施工時，為了施工方便很可能未嚴格按圖紙施工，業(yè)主在竣工驗收時，對于接地這樣的隱蔽工程，一是不重視；二是深埋地下根本無法查看，致使接地系統(tǒng)存在隱患。隨著高壓直降整流裝置的應用，變壓器中性點的接地操作增加了電沖擊的概率，而數(shù)字化控制對于抗電沖擊、干擾的抵御能力較弱，由于接地不好，造成PLC、直流CT損壞及莫名的干擾問題時有出現(xiàn)，故本文就整流裝置接地問題做一探討性介紹。

1 網(wǎng)狀接地極的選用

由于整流裝置需要接地的點較多，整流裝置又有較強的電磁場，為滿足不同的接地目的，最好的接地形式就是采用網(wǎng)狀接地極。

1.1 接地極的敷設與阻值要求

接地網(wǎng)格位于變壓器地坑油槽的混凝土以下，約1 m深的平面中，所有的網(wǎng)格連接點必須是焊接連接，網(wǎng)格邊長為1.5 m左右，所用接地極的材料最好為銅管，也可為鍍鋅鋼材、鍍銅鋼材（銅、鉛包鋼）等。每個整流裝置接地極的工頻電阻值應不大于1 Ω，具體地，應以整流器廠商的要求為準，有的廠商要求的較小，不大于0.1 Ω。

1.2 接地極阻值的估算

網(wǎng)狀接地極的接地電阻可以采用以下簡化的公式計算。

式中，re為等效半徑，對于正方形或近似正方形的場地，是面積相同的圓的半徑，m；I∑為網(wǎng)格內(nèi)所有網(wǎng)目側(cè)面長度的總和，m；ρ為土壤電阻率，Ωm。

計算舉例：水平敷設的正方形網(wǎng)狀接地極的尺寸見圖1。假定土壤具有一個均勻的結(jié)構(gòu)，ρ=100 Ωm。

在單一網(wǎng)格的支線長度總和為：1.5×4=6（m）。在網(wǎng)狀系統(tǒng)內(nèi)的所有網(wǎng)格的總長度為：IΣ=6×25=150（m）。

因此，接地極的電阻為：

在如此估算出接地電阻之后，如果達不到要求值，則看網(wǎng)狀接地極是否仍可做大，在最大的基礎上仍不滿足要求時，就要考慮在其四周打一些垂直接地極，以便有效地降低接地電阻值。即使是接地電阻值滿足要求，最好在4個角也各打一垂直接地極，以便于角的位置連接防雷接地和/或變壓器中性點臨時接地時，降低電沖擊、干擾對整流器的影響。

2 整流裝置各部分的接地

2.1 接地電纜的要求

對接地電纜的要求是：

（1）連接2個接地點間的電纜的距離要最小，且電纜的截面要足夠大；

（2）輔助電源、測量與控制電纜的鎧甲與屏蔽僅在整流器控制柜側(cè)接地；

（3）馬達必須就近接地，或通過電源電纜的PE（保護接地線）接地；

（4）高壓電纜離輔助、控制及接地電纜要有2 m以上的距離；

（5）高壓電纜的鎧甲接地必須在開關柜側(cè)實施；

（6）相鄰的2套整流裝置的接地極之間互相連接，且又都與總的接地系統(tǒng)相連；

（7）防雷接地、變壓器電涌吸收器的接地及其他的接地，決不能與整流裝置（整流器的接地、變壓器的接地、直流CT的接地、冷卻單元的接地）的地連接在一起，而應獨立的接地，且不同的地連在不同的網(wǎng)格連接點。

2.2 變壓器各部件的接地

（1）整流變壓器罐體須以最短距離連到接地極。

（2）高壓變壓器的避雷器（或電涌吸收器）及變壓器中性點的臨時接地線須單獨接地，且連接至接地網(wǎng)格的四角位置。

（3）連接變壓器輔助盤的電纜應依以下方法連接：

a.如果整流器現(xiàn)場控制盤到變壓器輔助盤用了屏蔽電纜，則僅在現(xiàn)場盤側(cè)接地，另一側(cè)懸空；

b.變壓器電流互感器的地直接連到輔助盤中的接地母線上；

c.如果變壓器輔助設施到變壓器輔助盤用了屏蔽電纜，則，僅在輔助盤側(cè)接地；輔助設備保護接地即可直接連到罐體上，也可連到輔助盤中的接地母線上；輔助盤中的接地母線將連到變壓器罐體的接地排上，再連到接地網(wǎng)格上。

2.3 整流器

（1）現(xiàn)場控制盤的地僅一點連到接地網(wǎng)格上。（2）直流CT的地直接連到接地網(wǎng)格上。

2.4 冷卻設備

整流器冷卻設備的地直接連到接地網(wǎng)格上。

3 直流系統(tǒng)的接地

3.1 電槽的對地電壓分布

由于電解槽的鹽水入口、堿液出口等物料的出入口所流液體都是易導電的強電解質(zhì)，漏電不可避免，漏電的后果主要是金屬設備的電腐蝕。漏電的規(guī)律是整個電解槽系列的中間槽對地理論上是地電位；正電位區(qū)漏電流由電槽流出；負電位區(qū)漏電流是流入電槽。整個電槽系列的對地電壓分布見圖 2。

3.2 單元槽無犧牲陽極時的接地

單元槽無犧牲陽極時，進出電解槽的鹽水總管、堿液總管最好由n0/2電槽處引出，理論上是地電位，無漏電電流流過，而實際情況是有漏電流和漏電腐蝕的，況且，大部分生產(chǎn)廠的總管都不是如此引出的，漏電流是比較大的。為防止漏電流對總管的腐蝕，需采用見圖3。在進、出電槽總管的第一道法蘭處，加電極接地的方法。

如此，將進出電槽系列的鹽水、堿液總管中的漏電流及早導入大地 （接地系統(tǒng)的接地電阻要不大于1 Ω）。這種接地的優(yōu)點是大大減小了漏電對進出電槽總管及相連設備的漏電腐蝕；不足點是在電槽運行時，直流中性點漂移現(xiàn)象較嚴重，尤其是在負荷調(diào)節(jié)時，另外，配管較繁雜。當然，由于無犧牲陽極，單元槽的進出管管口會有漏電腐蝕。

3.3 單元槽有犧牲陽極時的接地

有的單元槽陽極進、出口，進料鹽水總管及淡鹽水集管有犧牲陽極（輔助電極），見圖4。它是特殊的涂敷物覆蓋在鈦的表面制成的，有漏電腐蝕時，首先是將其腐蝕（依據(jù)腐蝕程度更換），以避免電槽的鹽水入口、淡鹽水出口、進料鹽水總管及淡鹽水集管的管口處腐蝕。這種電槽的接地方式最好也按3.2中的方法接地，但為了使配管簡易、直觀、節(jié)省，也可如圖5的方式接地。接地方法是在進、出電槽的總陽極管、總陰極管處，直接用導線把4條總管連接，然后，將連接導線接地即可，為保證接地效果，接地電阻同樣要求不大于1 Ω。

這種接地的優(yōu)點是電槽的漏電對進出電槽的總管及總管后設備無任何漏電腐蝕，且在電槽運行中，直流中性點幾乎無漂移現(xiàn)象，不足點是使漏電流有所增大。

4 結(jié)語

（1）在整流裝置的接地中，開關柜的接地也應與每一整流裝置的接地網(wǎng)及總的接地系統(tǒng)相連，進而構(gòu)成一個大的接地網(wǎng)，這樣，總接地網(wǎng)的接地阻值會更小，更能保證整流設備的安穩(wěn)運行。另外，需注意的是，整流裝置不用本文所述的方法接地時，整流器控制柜、直流互感器等設備的地最好單獨與接地網(wǎng)相連，不要與避雷器、變壓器中性點的地連接后再接地，這樣，可避免強電的沖擊、干擾。

（2）直流系統(tǒng)的接地中，盡管進、出電槽的總管有的是采用了非金屬管線 （在單元槽無犧牲陽極的情況下，采用的較多），漏電對其無腐蝕，但為避免漏電對其后的金屬設備腐蝕，最好仍采用本文所述的直流系統(tǒng)的接地方法，可大大地減輕漏電引起的設備腐蝕。

Research on the grounding of rectifier equipment

WANG Yong-sheng
(Chlor-alkali Factory of Qilu Branch SINOPEC,Shandong Zibo 255411)

To reduce the effect of electrical shock and interference on the rectifier,ensure rectifier has stable operation,rectifier equipment grounding is particularly important.In this paper,the detailed description of the every parts rectifier grounding problem,the select of grounding networks,the requirements,implementation and etc are given;in addition to the DC system grounding problems and leakage corrosion is also discussed.

rectifier;grounding network;grounding resistance;DC leakage corrosion

TM461

B

1009－1785(2012)03-0006-03

王永升（1963—），男，畢業(yè)于山東工業(yè)大學工業(yè)電氣自動化專業(yè)，高級工程師，任齊魯石化氯堿廠機動部副部長，主持研究的“電解槽漏電電流的監(jiān)測原理與計算方法”獲淄博市自然科技進步二等獎，在國內(nèi)多家刊物發(fā)表論文和專著。

2011-09-05