淺談±500kV SUSWA（KENYA）換流站主接地網施工質量

孫浩

【摘 要】介紹了SUSWA換流站主接地網施工質量控制和技術要求，重點闡述了SUSWA換流站主接地網材質選型、焊接質量管理以及施工過程控制，給出了該站主接地網施工過程質量的控制措施，對超高壓換流站主接地網施工工藝改進有一定的參考價值。

【關鍵詞】換流站；主接地網；施工；質量控制

換流站接地網是保證電力系統正常運行的關鍵組成，與站外陽極接地極站構成電力系統的重要組成，二者結合實現雙極運行。換流站主接地網不僅為換流站內各種電氣設備提供中性點等接地，調整主網內電位差、跨步電壓差和接觸電位差，保護一、二次設備和人員運行安全，而且當站內電力系統發生故障時，能夠將故障電流安全的導入地下，限制故障電位上升，所以換流站內主接地網在直流輸電電力系統安全運行中起著非常重要的作用。特別是換流站內的接地系統相比常規變電站面積更大，接地點更多，故障時短路電流更大。埃塞俄比亞-肯尼亞±500kV特高壓直流輸電工程，對于兩個非洲國家清潔能源輸出和經濟增長有著重要的戰略意義。

1、肯尼亞SUSWA±500kV換流站主接地網介紹

SUSWA±500kV換流站采用以水平接地網為主，同時利用建筑物鋼筋等自然接地體，避雷線塔、避雷針、及變壓器中性點垂直接地等。室外主要電氣設備及構架引下線接地，均采用2根引下線與主接地網相連，并布置3m長的垂直接地體，閥廳和換流變壓器區域采用水平接地網，與沿墻敷設銅排的布置。

SUSWA±500kV換流站主接地網的設計是按照美標IEEE-80/2013完成的，施工技術要求如下：

1）水平接地網采用120mm2裸銅絞線，埋設深度為-0.9m，垂直接地體為Φ20mm的長度為3m的銅包鋼，埋設深度為-0.9m，室內、換流變壓器區域以及濾波器等高壓區域均采用50*5銅排連接至主接地網。

2）施工時局部可略作調整，但接地網不能斷開，各接地體間連接均采用熱熔焊接。

3）換流站內除設備和構架外，其他非關鍵部位金屬結構均需用50 mm2裸銅絞線連接至主接地網。

4）接地干線外輪廓與圍墻距離約1 m，靠近圍墻的接地網，其邊緣應閉合，外緣各角應做成圓弧形，圓弧半徑為5 m，建筑物四周需做接地環網，其距離建筑物約1 m。

2 主接地網施工質量控制

2.1 主接地網材料選型

主接地網的水平地網可采用軟裸銅絞線。與硬質銅材相比，軟裸銅絞線可以實現較小的轉彎半徑，施工過程可以有較多選擇性，有利于地網鋪設時拐彎，便于穿管等。同時，銅絞線搭接處的可以選擇放熱焊接的焊接方式，極大地增加操作便利性，簡化工藝流程，有效保證主接地網的連接質量。銅包鋼接地棒作為垂直地網接地棒。與普通鋼棒相比，銅包鋼不僅可大大降低接地棒截面積，也可以保證接地體在土壤中的耐腐蝕性，同時，可通過加大接地深度來降低接地電阻，更好的泄放故障電流，保障線路安全。

2.2熱熔焊接施工質量控制

熱熔焊接是指利用金屬氧化物與鋁之間的氧化還原反應，同時釋放出大量的熱量和高溫熔融金屬，進行焊接的方法。

SUSWA±500kV換流站各接地體間連接均采用熱熔焊接，熱熔焊接的熔接接頭需滿足：被連接的導體必須完全包在接頭里；連接部位的金屬完全融化，連接牢固；接頭表面平滑、無貫穿性氣孔.熱熔焊接的具體步驟如下：

①檢查及調整模具；放熱焊接前必須進行全面檢查，模具的開合不能出現外八字或內八字縫隙。

②清潔模具及焊接口。及時清理模具開合面內是否殘留焊渣或銅皮（銅水凝固物），以免模具開合面處密合不好，形成縫隙，導致熔焊時銅水外流。

③安裝藥粉；先把金屬隔離片放進模具反應腔的底部后，把焊粉倒入反應腔中，在反應腔形成一個朝向唇口的坡度。

④夾模；首先把待焊接的銅排或者鍍銅圓鋼用小木條墊在同一水平高度，并保證模具的底部能夠穿進去。

⑤點火；在模蓋上壓上重物，然后在模具的噴口方向放置鐵皮作遮擋板，防止銅水濺出損壞銅排；使用點火槍對引火粉點火。

⑥拆除模具并清理；5 min后，小心取出模具，打開模具頂蓋并清潔模具。

⑦驗收檢查；焊接完成后敲掉模渣，自檢合格后，請監理檢查合格簽證后方可回填。接地體引出線與接地裝置連接（焊接）部位外側100mm范圍內應做防腐處理，在做防腐處理前，表面需除去焊接連接處的殘留物。

2.3熱熔焊接接頭過程控制管理

換流站主接地網施工過程中，由于熱熔焊點數量繁多，為了保證接地網施工質量，防止出現漏焊虛焊，確保焊接質量，則需要全站主接地網熱熔焊接施工過程中，全程記錄跟蹤，以便于以后日常維護、故障排查。

1）水平接地網施工過程中，需詳細編號、繪制、留存各接頭照片，對完成的焊點逐個驗收。

2）按照區域留存錄入接地施工資料。

3）接地網敷設完成后及時回填，做到回填溝底部平整，無尖銳物，無積水，做到其他專業臨近施工中禁止損傷焊點焊線。

4）回填接地網溝時應按層回填并夯實，保證土壤的密度以及接地體與土壤接觸緊密。

3、結語

主接地網對換流站的安全運行有著非常重要的作用，是保證設備和人員安全的重要保障。特別是在施工過程中應建立嚴格的接地網檢查、監控制度，并留存施工隱蔽工程臺賬，以便于處理可能出現的接地網隱患，及時消除接地故障，保障系統安全穩定運行。

參考文獻：

〔1〕王東.特高壓換流站接地網施工控制方法〔J〕.湖南電力，2015（3），53-55.

〔2〕張先偉.高壓直流換流站接地設計應該注意的幾個問題〔J 〕華中電力，2010（3）：48-49.

〔3〕張馳.特高壓直流換流站不同材料接地網技術經濟比較〔J〕.企業技術開發，2012（06）：45-47.

（作者單位：中鐵十一局集團電務工程有限公司）