核電站防雷接地系統的安裝與測試

王啟聰 徐威

中國核電工程有限公司 江蘇連云港 222042

1 概述

核電站防雷接地系統設計主要用于提供全廠的等電位，它限制了危險的電位差和電磁干擾，保護了生命和電氣設備的安全，并防止了直流電，電源頻率電流和雷電流的影響。 防雷接地系統覆蓋整個核電站，所有裸銅電纜連接在一起形成一個巨大的等電位地下網絡。

2 防雷接地網的構成及其特殊性

防雷接地網主要由地下接地網，室內主接地干線，電纜托盤接地線，屋面防雷保護接地網及引下線等構成。按區域可以分為：核島區域、常規島區域、BOP區域的防雷接地網。核電站儀表控制系統需要完全屏蔽干擾信號，系統接地要求高，電氣高壓系統短路電流大，因此有必要設計一個特殊的深埋地網。 深埋地網通常安裝在建筑物的基礎平面下，具有大的安裝面積，高基礎或高壓電氣設備，在基礎上形成等電位地下網絡，并提供電氣障礙或雷擊 它可以生成。

3 防雷接地系統的安裝典型問題

防雷接地系統是電氣專業最早開始安裝的系統，在廠房基礎混凝土澆筑之前就需進行接地體的預埋，一直到廠房封頂避雷帶的安裝，以及廠房內部主接地干線和托盤接地線的安裝，設備接地線安裝等，貫穿整個土建和安裝階段，施工周期長，安裝要求高。

3.1 接地系統的接口劃分

土建單位負責地下接地網、屋面防雷保護接地網及引下線，安裝單位負責室內主接地網、電纜托盤接地線等。土建單位應將地下接地網的引上線接入室內的接地分配構架，該接地分配構架由安裝單位負責。該施工責任劃分本身并沒有太大的問題，但是在實際施工過程中，較易發生土建單位和安裝單位的接口位置施工不完善，導致廠房內部的接地形同虛設。因此，接地系統安裝質量監督過程中，重點檢查地下接地網與室內主接地網的連接，各子項之間接地干線的連接，確保一次接地網與二次接地網形成一個整體，確保接地的可靠性[1]。

3.2 接地系統的安裝進度滯后

接地系統屬于輔助系統，本身功能作用較容易被忽視。在工程各級進度計劃中，對于接地系統施工描述普遍較為簡單，甚至沒用體現。部分接地干線安裝與土建工程相關，前期不具備安裝條件。上述原因導致接地系統的施工進度往往滯后電氣設備的安裝和調試進展，給人員作業和設備受電帶來一定的風險。

3.3 可能受污染區域接地材料選用

核電工程的接地材料一般選用裸銅纜、帶絕緣護套的電纜、裸銅排，具體設計需按電壓等級以及用途選用相應的規格型號。針對可能受放射性污染的區域，考慮到被污染的風險以及去污的方便性，設計文件特別注明應使用矩形或者圓形截面的實心銅線，或者帶絕緣的電纜。同時主要考慮到次托盤到終端設備的連接段通常較短，敷設的路徑也不規則，做成實芯銅排或者銅棒進行安裝難度較大。設計在澄清單的形式中明確：與設備連接的末端及部分次托盤是可以采用裸銅纜。

3.4 接地電阻偏大的改善措施

核電站的選址通常是在基巖上，土壤電阻率較大，部分接地網引出線的接地電阻存在偏大的風險。雷擊接地井和接地檢查井一般設計在核工程建筑周圍，有三個裸銅接地極，深度為7米。 如果建筑物的接地阻抗不符合要求，可以通過機械鉆孔，增加垂直接地電極的深度和添加抗蝕劑來改善。

4 防雷接地網的測試

4.1 接地電阻的測量

（1）深埋接地網的連通性測試。深埋接地網在混凝土澆筑之前需進行隱蔽驗收，除了傳統的目視檢查外，還必須測量引線上各點之間連續性的連續性。 由于在深埋接地工作期間無法測量接地電阻，因此需要測量現場的阻抗，即必須用相鄰的引出點測量阻抗，并且在相同的布線形式中存在異常 如果你需要檢查阻抗的原因這種測量方法進一步有助于早期發現和及時糾正問題。

（2）全廠接地網接地阻抗的測試。全廠接地網全部完成以后應測量整網的接地阻抗。核電工程一般需選取500kV GIS、220kV GIS、主變壓器區域、核島區域等作為接地電阻的測試點，用于電流-電壓測量的引線使用等腰角為30度進行布線。電流和電壓線均使用4mm2的單根導線。電流線沿某一方向排列，電流線的端部為電流極的下降點，電壓極的放電方向與電流極的放電方向之間的夾角為30度，端部是電壓點的下降點[2]。必須盡量減小電壓樁和電流堆的電阻，如果需要，可以用水來降低電阻。

當使用工頻方法和頻率轉換方法來提高測量精度時，注入地網的電流應盡可能大，但最大電流峰值不超過50 A。

在測量過程中，請注意以下幾點：①使用接地和接地的中性線暫時斷開單相負載，使焊接機和其他回路成為可能。②進行特殊監測，使人不接近外部集電器和電壓極。③臨時電極接地電阻為8Ω以下，臨時電壓極接地電阻為100Ω以下。④為了不影響系統的正常運行，在測量過程中必須防止接地電位因接地而上升，因此測量應在晴天進行。⑤在測量過程中，禁止操作500kV的斷路器。

（3）區域接地網接地阻抗的測試。核電工程施工周期長，其中220kV備用電源倒送電，500kV主電源倒送電等重大工程節點均需要高壓設備帶電，涉及子項的接地電阻必須滿足要求，因此如220kV開關站、500kV開關站、TC繼電器樓等高壓配電設備區域的接地電阻在送電之前應滿足要求。整個接地網的測試是在整網完成以后進行，一般是在工程最后階段實施，時間上無法滿足。

5 結語

在核電工程的建設中，地網的結構質量和接地電阻是否滿足要求，與發電廠運行后設備和人員的安全有關。 核工程由于地網安裝時間長，測量過程復雜，在完成核電項目整體后，采用兩種以上方法測量整個地網，保證測量結果準確可靠 為了采用數據比較。