淺談電解離子接地系統(tǒng)在降阻施工中的應(yīng)用

姚 煒，鄭 棋

浙江省送變電工程公司

淺談電解離子接地系統(tǒng)在降阻施工中的應(yīng)用

姚 煒，鄭 棋

浙江省送變電工程公司

本文結(jié)合工程實際情況以某電力工程的工程實踐為例，簡要介紹了IEA電解離子接地極系統(tǒng)在電力工程降阻施工中的應(yīng)用，為其他電力工程工程降阻施工提供借鑒。

電力工程；接地電阻；電解離子接地系統(tǒng)；降阻

引言

電力工程接地網(wǎng)對于電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和電力工程工作人員的人身安全起著重要作用，其接地電阻、跨步電壓與接觸電壓是電力工程接地系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)，是衡量接地系統(tǒng)的有效性、安全性以及鑒定接地系統(tǒng)是否符合要求的重要參數(shù)[1]。現(xiàn)階段電力工程接地降阻方法主要采用深埋接地極與敷設(shè)水平接地主網(wǎng)相結(jié)合的方式，但是由于電力工程地理條件受限制，一般都建在高土壤電阻率地區(qū)，這導(dǎo)致在采用該降阻方式以后，接地電阻依然不符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，這就需要采取二次降阻，比如利用IEA電解離子接地極系統(tǒng)進(jìn)行降阻。

1 工程概況

某工程場地為山嶺所環(huán)抱，僅東南側(cè)開口與外圍的山前沖積平原相連，地貌單元包括山間凹地和低山丘陵。該工程采用深埋接地極與敷設(shè)水平接地網(wǎng)的方式進(jìn)行接地系統(tǒng)施工，施工完成后經(jīng)測量，主網(wǎng)接地電阻為1.6Ω，不滿足設(shè)計要求R≤1.0Ω的規(guī)定。故采用站內(nèi)打深井、內(nèi)置IEA電解離子接地系統(tǒng)以及利用接地扁鋼外引的方式進(jìn)行再次降阻。

2 降阻方案設(shè)計及施工

2.1 降阻方案設(shè)計

為達(dá)到接地降阻的目的，首先需從理論上分析研究接地降阻的方法。接地電阻理論公式[2]為：

其中，R（Ω）為接地電阻；ρ（Ω?m）為土壤電阻率；ε（F/m）為土壤的介電系數(shù)；C(F)為接地體的電容。

由理論公式可以看出，降低接地電阻分別有以下兩種途徑：一是增大接地體幾何尺寸，以增大接地體的電容；二是改善地質(zhì)電學(xué)性質(zhì)，減小地的電阻率和介電系數(shù)。本工程已完成的接地降阻施工采用的是第一種方法，若進(jìn)行再次降阻，采用本方法的施工難度較大，會涉及施工場地的重復(fù)開挖，破壞已完成的成品基礎(chǔ)、建筑物及電氣設(shè)備，影響施工進(jìn)度，從而不能保證工程按時投產(chǎn)。綜合考慮，采用改善地質(zhì)電學(xué)性質(zhì)這一降阻方法，即采用IEA電解離子接地極系統(tǒng)降阻施工方法。

IEA由先進(jìn)的合金化合物組成，電極外表是銅合金，以確保最高導(dǎo)電性能及較長使用壽命，能夠吸收空氣中的水分，通過潮解作用，將活性電解離子有效釋放到周圍土壤中，正是因為IEA不斷地自動釋放活性電解離子，大大降低了土壤的電阻率，才使得周圍土壤的導(dǎo)電性能可以始終保持在較高水平，于是故障電流就能很輕易地擴(kuò)散到周圍的土壤中，從而充分發(fā)揮接地系統(tǒng)的保護(hù)作用。

方案設(shè)計。根據(jù)電力工程接地網(wǎng)電阻要求及現(xiàn)場情況，接地降阻方案如下：

在電力工程站內(nèi)打六口50m深接地豎井，直徑為150mm。豎井內(nèi)敷設(shè)5套IEA電解離子接地極，規(guī)格為Φ50*3000mm，用于改善土壤電阻率，降低角部電位分布梯度，實現(xiàn)降阻的目的。

站內(nèi)接地豎井施工完成后，將IEA接地極放入豎井內(nèi)，用火泥將其與銅絞線和原接地網(wǎng)熔接，然后將接地網(wǎng)用80*8mm扁鋼外引，扁鋼埋深1.5m，外引長度約1000m。

2.2 施工工序

施工開始前首先需根據(jù)方案設(shè)計圖結(jié)合現(xiàn)場情況定出各處放置IEA接地極的豎井位置。然后按照以下施工工序進(jìn)行施工：

（1）鉆孔：在豎井位置開挖1m*1m，深度為0.8m的坑槽，然后采用履帶式液壓鉆機(jī)在指定豎井位置鉆孔，孔的直徑為150mm，深度為50m。

（2）制作并植入接地極：取80*8mm接地扁鋼50m，將五段IEA接地極用火泥熔接的方式固定在扁鋼上，剝開接地電極兩端密封電極上端水分吸收孔及電極下端離子釋放孔的膠帶。將IEA接地極放入孔內(nèi)。

（3）配置電極填充劑并灌入孔中：將外部填充材料與水安裝比例1:1進(jìn)行混合，攪拌均勻，直至攪拌至糊狀，然后將配好的填充材料灌注到接地極周圍至高出接地極頂端50mm為止，為避免空氣留在孔洞中影響填充劑與電極的緊密接觸，用長竹竿或者長木棍插入孔洞中并上下晃動，讓空氣冒出來。

（4）連接主接地網(wǎng)并回填土：將附有IEA接地極的扁鋼就近和接地主網(wǎng)連接，連接均采用火泥熔接。連接工作結(jié)束后，檢查連線的可靠性，確認(rèn)無誤后，用土填蓋至與地面齊平，并在填蓋過程中分層夯實，回填土中不能夾帶石塊、木棍、塑料等。

（5）接地扁鋼外引：將原先一次接地施工完成的接地主網(wǎng)用80*8mm扁鋼外引，扁鋼埋深1.5m，外引長度為950m。

（6）測量接地電阻：電極安裝完成三天后進(jìn)行初測接地電阻，實測結(jié)果為0.71Ω，滿足設(shè)計要求R≤1.0Ω的規(guī)定。

3 結(jié)束語

電力工程接地降阻施工能否成功，關(guān)鍵在于設(shè)計和施工這兩個環(huán)節(jié)。首先是設(shè)計必須根據(jù)實際情況，設(shè)計出有效的接地降阻方式，這是保證接地裝置效果的前提條件。其次在施工時，必須嚴(yán)格控制施工工藝及質(zhì)量，這是保證接地裝置效果的基礎(chǔ)，也是體現(xiàn)設(shè)計目的的手段。在高土壤電阻率的地區(qū)的電力工程設(shè)計與建設(shè)中，當(dāng)采用深埋接地極與敷設(shè)水平接地網(wǎng)等降阻方式不能滿足降阻要求的情況下，可以考慮使用IEA電解離子接地極系統(tǒng)，用以降低土壤電阻率，進(jìn)而降低接地電阻值，其具有降阻效率高、抗腐蝕性好、成份穩(wěn)定、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)。

[1]賀體龍等.淺談電力工程接地網(wǎng)的降阻措施.技術(shù)交流，2007（6）：47－49

[2]謝利英，李德超.關(guān)于電力工程接地及降阻措施的淺述.變壓器，2009（6）：26－29