高鐵電力10kv配電所接地網施工工法

徐啟程

中鐵建電氣化局集團南方工程有限公司電力事業部

高鐵電力10kv配電所接地網施工工法

徐啟程

中鐵建電氣化局集團南方工程有限公司電力事業部

新建石武客運專線鄭州至武漢(湖北段)鐵路客運專線站后四電工程范圍內電力供電系統含有10kv配電所2座(大悟10kv配電所、蔡店10kv配電所)；在配電所施工建設過程中配電所的防雷接地(網)系統目前屬于的關鍵點、難點、熱點問題，其可靠性直接影響設備運行安全。

工法；配電；工藝

1.前言

本工法著重介紹10kv配電所室內水平接地線和室外環形接地母線制作工法。室內水平接地線采用50×5接地銅排進行各設備室間環形聯接，以實現室內各設備形成等電位網；銅排間采用螺栓連接，再由配電所室內水平接地線引出至室外接地母線與大地相接，形成一個室內外雙環形接地網從而達到防雷接地的穩定性。

配電所位于平原地區，當地的土壤為沙土，土壤干燥，土層很厚，土壤電阻率高。所以必須采用低電阻、導電好的銅材且應選擇最牢固的焊接方式，所以室外接地母線采用火泥熱熔導體連接法，這是一種較為普遍的新型導體連接方法。對接地網銅材連接具有很強的應用性。

2.工法特點

2.1 科學、合理，施工進度快，縮短工期。

2.2 施工過程中采用較為先進的施工工具及材料，保證了工程安裝質量、減輕了勞動強度、節省了人工，施工效率顯著提高。

2.3 接地極連接采用熱熔焊接技術，采用搪錫防腐；保證了連接牢固性，保障工程安裝質量。

3.工藝原理

3.1 本工法核心重點工藝

接地母線采用火泥熔接，火泥熔接(熱焊接)是放熱熔接的一種，是利用化學反應(燃燒)時產生的超高熱來完成熔接的。火泥熔接法由于化學反應速度非常快(僅數秒)，產生熱量極高，且通過模孔流到熔接部位，熔接部位瞬間熔化冷卻凝固，無需其它任何外加熱能，故金屬導體的連接是最佳的方法。使用火泥熔接時，必須使用特制的鑄模作工具，此鑄模是用耐高溫的半永久性的石墨加工制成，通常稱為熔模。熔模由模穴、注入孔、熔接室等組成。根據所要熔接的不同形狀選擇不同熔模。

3.2 火泥熔接法完成的接地母線連接頭特點

接點為分子結合，沒有接觸面，更沒有機械性壓力，因此，不會松弛或腐蝕；具有較大散熱面積，因此通電能力與導體相同；(3)熔點與導體相同，因此能承受大電流沖擊，不至熔斷；(4)抗張力強于導線。

3.3 接地母線間連接采用方式

3.3.1 室內水平接地線采用銅排-50×5；

3.3.2 室內水平接地線50×5銅排間連接采用M8×30鍍鋅螺栓連接；

3.3.3 室內50×5銅排與各設備扁鋼間采用鍍鋅螺栓連接；

3.3.4 室內50×5銅排與設備基礎槽鋼間采用鍍鋅螺栓連接；

3.3.5 室內50×5銅排與電力電纜鋼凱接地銅編織帶間采用編制帶壓接鼻子后用鍍鋅螺栓與銅排相連接；

3.3.6 室外環形接地母線采用銅排-50×5，接地極采用鍍鋅角鋼L50×5 L=2500mm；

3.3.7 室外環形接地母線與室內50×5銅排采用熱焊接；

3.3.8 室外接地母線與接地極采用熱焊接。

4.材料與設備

配電所接地網施工主要材料詳見表1。

表1 主要材料表

客專10kv配電所接地網施工主要機具設備詳見表2。

表2 主要機具設備表

5.質量控制

5.1 執行質量標準

5.1.1 《高速鐵路電力施工技術指南》鐵建設【2010】241號。

5.1.2 《高速鐵路電力工程施工質量驗收標準》 TB10757-2010

5.1.3 接地裝置安裝 國家建筑標準設計圖集03D501-4

5.2 施工質量控制和檢查重點

5.2.1 母排、配件加工：采用母排煨彎機進行接地銅排加工。銅排受力部位應抹上黃油，減少機械摩擦力，然后進行彎制。在冷彎處理后須再涂1層防腐漆。彎曲后成品應檢查扁鋼的彎曲部位是否有裂紋或扁鋼已斷裂等現象，如有，則重新彎制。

5.2.2 接地極埋設：接地極扁鋼頂面埋深1m。經監理檢查合格，同意隱蔽后方可進行回填，回填土不得夾有石塊及建筑垃圾，另外回填土應分層回填并夯實。

5.2.3 焊渣清潔：接地體焊接部位應清掉焊碴，清理干凈后作防腐處理。由項目部技術員、質檢員、監理工程師等共同檢查驗收，執行隱蔽驗收記錄，留存影像資料，合格后方可進行回填隱蔽。

5.2.4 接地測量：對接地網電阻進行測量，不大于1歐姆，并做好記錄。當電阻無法滿足設計要求時，采取相應降阻措施。

5.2.5 防氧化：接地極焊接處冷卻后將兩端外延各100mm以內的氧化層、殘留的焊藥、焊渣清理干凈， 銅排對接熱焊處使用搪錫進行防氧化處理。

6.安全措施

6.1 施工中應遵循以下安全規則

6.1.1 鐵路施工技術安全規則(TBJ404—87)。

6.2 電焊作業安全注意事項

6.2.1 電焊作業人員必須持證上崗，焊接時必須按照技術要領進行作業。

6.2.2 由于火泥熔接時產生大量的熱量，所以絕不能在易燃易爆場所施工；

6.2.3 火泥熔接作業要隨身配帶滅火器，以備緊急情況使用；

6.2.4 在室外、溝坑等不平地方作業時，告別要注意保證熔接部分的工具、材料固定牢固，以免熔焊過程中模具發生傾斜或翻轉，造成熔水外泄并引起安全事故；

6.2.4 引燃時要注意在模具的側面進行，并與模具保持1米以上的距離，引燃工具采用點火機或噴燈，不能用打火機等直接引燃；

6.2.5 施焊完畢后可用清水冷卻，但要注意身體不能位于模具上方，以免蒸氣傷人。

7.環保措施

7.1 現場運輸：采用人抬和機械運輸的方式。嚴禁在地面拖拽，嚴禁摔扔。保證鋅層完好及表面清潔。

7.2 現場保管：由于所用機具設備、材料較多，運到現場的設備、構件分類堆放整齊，做好有關標識。

7.3 文明施工：施工人員進入施工現場，必須做好標準化作業施工，正確使用安全帽、工作服等相關勞動防護用品。

7.4 挖溝：挖掘機在通行和挖掘時要注意保持與設備基礎和建筑物之間的距離，以保護土建成品。

7.5 廢棄物回收：施工過程中產生的余、廢料及時清理回庫，現場保持干凈，不得亂丟亂放亂棄。

7.6.恢復：施工結束后及時恢復現場，清潔現場。

8.技術經濟效益分析

8.1 接地銅排焊接質量比較

傳統焊接法：氣焊加銅焊條，焊槍只能焊一面，而且全面的焊接，使的焊接接觸面積小。在拉力的作用下易斷裂，另外對焊接人員技術要求高。

熱熔焊接方法：將所要焊接的部位放于模具中，熔接劑反應后的高溫液體通過模孔流入模穴，充滿模穴，讓高溫液體使所要焊接部位熔化后凝固，完成焊接熔接工作。模穴的斷面面積約為焊接部位斷面面積的兩倍，熔接后的部位比原導體要粗。

在導電能力、承受拉力的能力方面采用熱熔焊接方法熔接后部位都要強于原導體。另外熔接操作按操作程序進行，受外界的影響小，焊接速度快。

8.2 取得的經濟效益

采用此工法施工有效的控制了各施工工序、提高了工程質量。采用較為先進的工器具進行作業，機械化程度高，勞力減少，施工速度快，降低工程成本。