發(fā)電廠接地裝置的運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)探討
隨著電力事業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)中對(duì)接地裝置的要求越來越嚴(yán)格，變電所接地系統(tǒng)直接關(guān)系到變電所的正常運(yùn)行，更涉及到人身與設(shè)備的安全。然而由于接地網(wǎng)設(shè)計(jì)考慮不全面、施工不精細(xì)、測(cè)試不準(zhǔn)確等原因，近年來，發(fā)生了多起地網(wǎng)引起的事故，有的不僅燒毀了一次設(shè)備，而且還通過二次控制電纜竄入主控室，造成了事故擴(kuò)大，故接地網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到非常重要的作用。
1 接地概述
電氣設(shè)備的任何部分與大地(土壤)間作良好的電氣連接稱為接地。接地是確保電氣設(shè)備正常工作和安全防護(hù)的重要措施。電氣設(shè)備接地通過接地裝置實(shí)施。接地裝置由接地體和接地線組成。與土壤直接接觸的金屬體稱為接地體；連接電氣設(shè)備與接地體之間的導(dǎo)線(或?qū)w)稱為接地線。接地網(wǎng)是接地系統(tǒng)的基礎(chǔ)，由接地環(huán)（網(wǎng)）、接地極（體）和引下線組成，以往常有種誤解，把接地環(huán)作為接地的主體，很少使用接地體，在接地要求不高或地質(zhì)條件相當(dāng)優(yōu)越的情況下，接地環(huán)也能夠起到接地的作用，但是通常的情況下，這是不可行的，接地環(huán)可以起到輔助接地地作用，主導(dǎo)作用是用接地體來完成的。影響接地效果的幾個(gè)因素有土壤電阻率、接地體的選擇.接地材料的防腐和合理的布劃接地網(wǎng)絡(luò)。影響接地電阻的因素很多：接地樁的大?。ㄩL(zhǎng)度、粗細(xì)）、形狀、數(shù)量、埋設(shè)深度、周圍地理環(huán)境（如平地、溝渠、坡地是不同的）、土壤濕度、質(zhì)地等等。為了保證設(shè)備的良好接地，利用儀表對(duì)地電阻進(jìn)行測(cè)量是必不可少的。
接地裝置是由埋入土中的金屬接地體（角鋼、扁鋼、鋼管等）和連接用的接地線構(gòu)成。電力行業(yè)按接地的目的，電氣設(shè)備的接地可分為：工作接地、防雷接地、保護(hù)接地、儀控接地。
工作接地：是為了保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行所需要的接地。例如中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的變壓器中性點(diǎn)接地，其作用是穩(wěn)定電網(wǎng)對(duì)地電位，從而可使對(duì)地絕緣降低。
防雷接地：是針對(duì)防雷保護(hù)的需要而設(shè)置的接地。例如避雷針（線）、避雷器的接地，目的是使雷電流順利導(dǎo)入大地，以利于降低雷過電壓，故又稱過電壓保護(hù)接地。
保護(hù)接地：也稱安全接地，是為了人身安全而設(shè)置的接地，即電氣設(shè)備外殼(包括電纜皮)必須接地，以防外殼帶電危及人身安全。
儀控接地：發(fā)電廠的熱力控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、晶體管或微機(jī)型繼電保護(hù)系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)通信系統(tǒng)等，為了穩(wěn)定電位、防止干擾而設(shè)置的接地。也稱為電子系統(tǒng)接地。
接地電阻的基本概念：
接地電阻是指電流經(jīng)過接地體進(jìn)入大地并向周圍擴(kuò)散時(shí)所遇到的電阻。大地具有一定的電阻率，如果有電流流過時(shí)，則大地各處就具有不同的電位。電流經(jīng)接地體注入大地后，它以電流場(chǎng)的形式向四處擴(kuò)散，離接地點(diǎn)愈遠(yuǎn)，半球形的散流面積愈大，地中的電流密度就愈小，因此可認(rèn)為在較遠(yuǎn)處（15—20m以外），單位擴(kuò)散距離的電阻及地中電流密度已接近零，該處電位已為零電位。
2 防雷接地的作用
2.1 接 閃
接閃裝置就是我們常說的避雷針、避雷帶、避雷線或避雷網(wǎng)，接閃就是讓在一定程度范圍內(nèi)出現(xiàn)的閃電放電不能任意地選擇放電通道，而只能按照人們事先設(shè)計(jì)的防雷系統(tǒng)的規(guī)定通道，將雷電能量泄放到大地中去。
2.2 均 壓
接閃裝置在接閃雷電時(shí)，引下線立即產(chǎn)生高電位，會(huì)對(duì)防雷系統(tǒng)周圍的尚處于地電位的導(dǎo)體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò)，并使其電位升高，進(jìn)而對(duì)人員和設(shè)備構(gòu)成危害。為了減少這種閃絡(luò)危險(xiǎn)，最簡(jiǎn)單的辦法是采用均壓環(huán)，將處于地電位的導(dǎo)體等電位連接起來，一直到接地裝置。室內(nèi)的金屬設(shè)施、電氣裝置和電子設(shè)備，如果其與防雷系統(tǒng)的導(dǎo)體，特別是接閃裝置的距離達(dá)不到規(guī)定的安全要求時(shí)，則應(yīng)該用較粗的導(dǎo)線把它們與防雷系統(tǒng)進(jìn)行等電位連接。這樣在閃電電流通過時(shí)，室內(nèi)的所有設(shè)施立即形成一個(gè)“等電位島”，保證導(dǎo)電部件之間不產(chǎn)生有害的電位差，不發(fā)生旁側(cè)閃絡(luò)放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產(chǎn)生的反擊。 為了徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差，就特別需要實(shí)行等電位連接，電源線、信號(hào)線、金屬管道等都要通過過壓保護(hù)器進(jìn)行等電位連接，各個(gè)內(nèi)層保護(hù)區(qū)的界面處同樣要依此進(jìn)行局部等電位連接，并最后與等電位連接母排相連。
2.3 屏 蔽
屏蔽就是利用金屬網(wǎng)、箔、殼或管子等導(dǎo)體把需要保護(hù)的對(duì)象包圍起來，使雷電電磁脈沖波入侵的通道全部截?cái)?。所有的屏蔽套、殼等均需要接地。屏蔽是防止雷電電磁脈沖輻射對(duì)電子設(shè)備影響的最有效方法。
2.4 接 地
接地就是讓已經(jīng)內(nèi)入防雷系統(tǒng)的閃電電流順利地流入大地，而不能讓雷電能量集中在防雷系統(tǒng)的某處對(duì)被保護(hù)物體產(chǎn)生破壞作用，良好的接地才能有效地泄放雷電能量，降低引下線上的電壓，避免發(fā)生反擊。
2.5 分流（保護(hù)）
這是現(xiàn)代防雷技術(shù)迅猛發(fā)展的重點(diǎn)，是保護(hù)各種電子設(shè)備或電氣系統(tǒng)的關(guān)鍵措施。 所謂分流就是在一切從室外來的導(dǎo)體（包括電力電源線、數(shù)據(jù)線、電話線或天饋線等信號(hào)線）與防雷接地裝置或接地線之間并聯(lián)一種適當(dāng)?shù)谋芾灼鱏PD，當(dāng)直擊雷或雷擊效應(yīng)在線路上產(chǎn)生的過電壓波沿這些導(dǎo)線進(jìn)入室內(nèi)或設(shè)備時(shí)，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，雷電電流就由此處分流入地了。雷電流在分流之后，仍會(huì)有少部份沿導(dǎo)線進(jìn)入設(shè)備，這對(duì)于一些不耐高壓的微電子設(shè)備來說是很危險(xiǎn)的，所以對(duì)于這類設(shè)備在導(dǎo)線進(jìn)入機(jī)殼前，應(yīng)進(jìn)行多級(jí)分流（即不少于三級(jí)防雷保護(hù)）。 現(xiàn)在避雷器的研究與發(fā)展，也超出了分流的范圍。有些避雷器可直接串聯(lián)在信號(hào)線或天線的饋線上，它們能讓有用信號(hào)順暢通過，而對(duì)雷電過壓波進(jìn)行阻隔。 采用分流這一防雷措施時(shí)，應(yīng)特別注意避雷器性能參數(shù)的選擇，因?yàn)楦郊釉O(shè)施的安裝或多或少地會(huì)影響系統(tǒng)的性能。比如信號(hào)避雷器的接入應(yīng)不影響系統(tǒng)的傳輸速率；天饋避雷器在通帶內(nèi)的損耗要盡量?。蝗羰褂迷诙ㄏ蛟O(shè)備上，不能導(dǎo)致定位誤差。
2.6 躲 避
在建筑物基建選址時(shí)，就應(yīng)該躲開多雷區(qū)或易遭雷擊的地點(diǎn)，以免日后增大防雷工程的開支和費(fèi)用。 當(dāng)雷電發(fā)生時(shí)，關(guān)閉設(shè)備，拔掉電源插頭。
3 運(yùn)行與維護(hù)
接地裝置運(yùn)行中，接地線和接地體會(huì)因外力破壞或腐蝕而損傷或斷裂，接地電阻也會(huì)隨土壤變化而發(fā)生變化，因此，必須對(duì)接地裝置定期進(jìn)行檢查和試驗(yàn)。 一般情況下，應(yīng)每年對(duì)變(配)電所的接地裝置一般每年檢查一次，同時(shí)進(jìn)行接地電阻測(cè)量工作，對(duì)各種防雷裝置的接地裝置每年在雷雨季前檢查一次。特別是對(duì)化學(xué)附近，含有酸、堿、鹽等化學(xué)成分的土壤地帶應(yīng)檢查地面下500mm以上部位的接地體的腐蝕程度。防止酸堿等物質(zhì)對(duì)地網(wǎng)造成嚴(yán)重的腐蝕。接地網(wǎng)每次檢查時(shí)應(yīng)檢查電氣設(shè)備與接地線、接地線與接地網(wǎng)連接情況，要牢固可靠。近年來，南方地區(qū)多采用銅材料作為接地體，以提高接地效果，減少腐蝕程度，這無非要提高防雷裝置的造價(jià)，增加工程的成本，南方雨水天氣較多，接地體易腐蝕。而在北方天氣干燥，加之采用銅接地造價(jià)較高，因此北方易使用鍍鋅扁鋼做為接地體。
接地網(wǎng)的安裝過程中應(yīng)將主網(wǎng)干線上的鍍鋅扁鋼應(yīng)豎直放置，減少銹蝕速度?？刂剖业慕拥貞?yīng)形成環(huán)網(wǎng)，主干線穿過控制室時(shí)，應(yīng)從兩側(cè)往樓上引接地線，且樓房的基石鋼筋應(yīng)與接地主干線連接，以改善接地效果。 穿墻套管的接地應(yīng)設(shè)在室外，且每組的接地線都應(yīng)引至主干線，以提高運(yùn)行人員和室內(nèi)二次設(shè)備的安全性。一次設(shè)備的接地線不得往電纜溝內(nèi)的接地扁鋼上連接，也不應(yīng)懸空穿越電纜溝。接地網(wǎng)水平接地極鋪設(shè)后，回填土?xí)r，接地網(wǎng)下要用干凈的原土，不得將臟土或碎石填到下部。經(jīng)驗(yàn)表明，接地體的電阻主要決定于它與地的接觸電阻。我們?cè)诖蚪拥匕艉罅⒓礈y(cè)量其接地電阻值時(shí)測(cè)得某一數(shù)值；只要抓住接地棒的上端搖一搖，再測(cè)時(shí)其接地電阻值將增加。這是因?yàn)榻拥匕襞c其附近的土壤脫離的緣故。在鉆孔埋接地體的時(shí)候，灌水和填土后其接地電阻值將有一變化時(shí)期。開始其接地電阻值小，后來變大(土壤與接地體脫離)，長(zhǎng)時(shí)期后又變小(因土壤壓實(shí))。用碳棒和碳質(zhì)模塊做接地體時(shí)其接地電阻值并不如計(jì)算那樣理想，但是如果在它們的周圍涂以LRCP降阻劑則可較理想地達(dá)到預(yù)期的接地電阻值。這些都說明接地體與地的接觸電阻是決定接地電阻的重要因素。
4 結(jié)束語
發(fā)電企業(yè)的防雷接地是保證人身設(shè)備安全運(yùn)行的重要安全措施，防雷接地保護(hù)隨著科技的發(fā)展，對(duì)防雷接地有了新的地規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，特別對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行防雷，應(yīng)根據(jù)機(jī)房所在的地理環(huán)境進(jìn)行綜合考慮，經(jīng)過合理的雷電風(fēng)險(xiǎn)分析，針對(duì)雷害入侵機(jī)房設(shè)備的主要來源，進(jìn)行整體防護(hù)。發(fā)電企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格對(duì)照便準(zhǔn)進(jìn)行防雷接地從設(shè)計(jì)施工到日常維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，從而保證人身及設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
信息來源：中國(guó)大唐集團(tuán)公司 信息整理：www.ewkbg.com
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