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2010-11-26 來(lái)源:莊嚴(yán) 瀏覽數(shù):1360
3. 不同地質(zhì)環(huán)境下的優(yōu)選接地工藝
3.1 高山地區(qū)的地網(wǎng)制作工藝
一般高山地區(qū)都是地網(wǎng)制作的難點(diǎn),本文采用的是造井接地的方法;(主要針對(duì)巖石層面)
高山一般多巖石,在巖石上做地網(wǎng)并不是不可能的事情。在地表土層下采用鉆孔方式打孔φ200*2000~3000mm(視環(huán)境而定),底部采用爆破方式搗碎地層巖石形成縫隙,澆注填充劑垂直放入非金屬接地體(燒結(jié)型),之后加入高分子降阻劑后適當(dāng)加水,在加水下沉3~4小時(shí)后加入無(wú)水狀態(tài)的高分子降阻劑和適量填充劑后在距地表土層800mm 處夯實(shí),至此垂直接地體敷設(shè)完畢,開(kāi)始敷設(shè)水平接地網(wǎng);水平地網(wǎng)采用35平方以上銅纜撥皮后適當(dāng)涂刷導(dǎo)電膠并在距地表500mm 處做水平地網(wǎng)線槽,線槽寬為200mm ,在線槽上施放無(wú)水狀態(tài)高分子降阻劑和適量填充劑將刷好導(dǎo)電膠的電纜按照網(wǎng)格形狀敷設(shè)好后埋土夯實(shí);接地網(wǎng)的接地距離可以按照1.5×1.5/3.0×3.0m的距離敷設(shè),每個(gè)十字型交叉點(diǎn)作為一個(gè)垂直接地體的連接點(diǎn),最后把地網(wǎng)表層用細(xì)土填埋。
3.2 鹽堿風(fēng)化石等地質(zhì)條件下的地網(wǎng)制作
鹽堿地區(qū)的土壤中含有較高的腐蝕性物質(zhì),所以在一般這種環(huán)境下是不采用金屬材料作為接地體的,非金屬材料非常適合在這里使用,這里介紹膨脹石墨體在鹽堿風(fēng)化石地質(zhì)的埋植方法。風(fēng)化石類(lèi)的地質(zhì)條件一類(lèi)主要是由完全是風(fēng)化石,另一類(lèi)是由風(fēng)化石和巨大花崗石混合物組成,土壤電阻率都在2000Ω.m 以上,在這樣的條件下制作地網(wǎng)是非常困難的,工人施工難度陡然增大,有很多同行對(duì)此望而卻步。
在這里給大家介紹改善施工難度的方法,在施工前把要開(kāi)挖澆灌充足的水,由于風(fēng)化石組織結(jié)構(gòu)較疏松,水分能滲透風(fēng)化石內(nèi)部當(dāng)中,最好讓其泡12小時(shí)以上,這時(shí)風(fēng)化石強(qiáng)度只相當(dāng)于沙子被壓實(shí)的狀態(tài),很容易施工的,這時(shí)在挖深1.2m 寬0.2m 的溝槽,如遇到巨大花崗石可繞過(guò)其安裝,這時(shí)在安裝膨脹石墨接地體水平放置,外面包裹填充劑,接地體之間用扁鋼連接,節(jié)點(diǎn)防腐處理,只需十?dāng)?shù)塊膨脹石墨接地體就可達(dá)到技術(shù)要求。注意回填土最好使用細(xì)黑土,如無(wú)條件也可使用挖出來(lái)的風(fēng)化石,但一定要注意在剛回填的時(shí)候不要用大塊的風(fēng)化石,盡量用細(xì)小的風(fēng)化石土,一定要分層夯實(shí)。
還有一類(lèi)情況是土壤表面為10cm 厚的黑土,而在黑土下面完全是顆粒差不多的大小的鐵板砂,這是制作地網(wǎng)非常頭痛的事,把表層的黑土去掉,挖開(kāi)下面的鐵板砂,每個(gè)接地極挖1.5m 深的坑,這時(shí)每個(gè)坑由于鐵板砂的松散性很容易塌方的,如有擋板擋住周?chē)蔫F板砂最好,若無(wú)有擋板把坑挖的大一些即可,這時(shí)在坑的底部垂直于地面打一根長(zhǎng)1.5~2m 直徑φ30mm 的鍍鋅鐵管,在松散的鐵板砂上施工是很容易的,在在安裝好的鐵管上垂直連接膨脹石墨接地體,在距地表0.5m 處作橫向扁鐵連接,十字交叉點(diǎn)想互連接,節(jié)點(diǎn)防腐處理,直接回填鐵板砂即可,接電阻值都可滿足使用要求。
3.3 特殊環(huán)境下的接地體制作
在一些海邊會(huì)一些特殊的接地需要,這是可以采用非金屬接地棒制作活動(dòng)的接地裝置,由于非金屬接地體具有較高的抗腐蝕性所以非常適合在海邊使用,從使用效果看,膨脹形非金屬石墨體在浸入海水完全吸水后,比角鋼放置海水中的效果高7倍。一只角鋼放置海水中20m 的電阻是7~8Ω ,膨脹石墨的接地電阻達(dá)到0.6~1.0Ω 。
3.4 因地制宜的設(shè)計(jì)方案
通常,防雷接地的接地電阻是10Ω ,實(shí)際上有弱電設(shè)備的感應(yīng)防雷都要求4Ω 或1Ω 的接地電阻。需要特別指出的是:土壤電阻率是隨季節(jié)變化的,規(guī)范所要求的接地電阻只是接地電阻的最大許可值,而實(shí)際地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)該是:
R = Rmax/ω
式中: Rmax 為接地電阻最大值,即前述的10Ω、4Ω或1Ω; ω是季節(jié)因數(shù),根據(jù)地區(qū)和工程性質(zhì)取值,常用值為1.45 。因此,對(duì)應(yīng)前述的10Ω、4Ω、1Ω ,接地電阻實(shí)際應(yīng)是6.9Ω、2.75Ω、0.65Ω。按此電阻施工的地網(wǎng)才是合乎規(guī)范要求的,在土壤電阻率最高時(shí)(常為冬季) 也能滿足設(shè)計(jì)要求。接地工程本身的特點(diǎn)決定了周?chē)h(huán)境對(duì)工程效果有決定性的影響,脫離了工程所在地的具體情況設(shè)計(jì)接地工程是不可行的,設(shè)計(jì)的優(yōu)劣取決于對(duì)當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境的諸多因素的綜合考慮。土壤電阻率、土層結(jié)構(gòu)、含水情況、季節(jié)因數(shù)、氣候和可施工面積等因素都會(huì)影響接地網(wǎng)的形狀、大小、工藝材料的選擇。
4.接地系統(tǒng)的防腐
接地網(wǎng)的防腐處理是直接影響地網(wǎng)接地效果和有效接地壽命的關(guān)鍵,接地網(wǎng)的防腐主要取決于以下幾個(gè)因素:
1)接地體材料選擇;
2)地質(zhì)條件因素;
3)采用的防腐措施。
4.1 不同的接地材料有效的抗腐蝕能力也不同,從理論上講,多數(shù)有色金屬如銅、鋁、鉛、鋅都具有較好的抗腐蝕能力,其中銅和鉛在接地材料中用得較多。但是直接用有色金屬作接地體也有不足之處。其一價(jià)格昂貴,成本提高;其二鋼性不夠,施工困難。解決剛性不夠的唯一方法又得增大截面積。據(jù)計(jì)算,接地體的直徑增加30%,截面積可增大70%;直徑增加50%,截面積可增加125%,也就是要多耗70%~125%的有色金屬。這無(wú)疑又使一次性投入成本成倍地增加。有資料報(bào)道,美國(guó)等地大都采用銅作接地體,雖然使用壽命提高了1~2倍,但成本卻增加了5~6倍。(主要使用銅包鋼接地棒)所以在一般環(huán)境下非金屬接地材料是最好的金屬材料替代品。銅包鋼這種新型產(chǎn)品有很多生產(chǎn)商說(shuō)其產(chǎn)品防腐等性能優(yōu)良。這樣就有一些疑問(wèn):
其一是防腐的問(wèn)題,在銅包鋼施工的過(guò)程中,產(chǎn)品是垂直于地面打進(jìn)土壤中的,大家都知道銅是較軟的,而土壤中的情況又千差萬(wàn)別的,銅包鋼進(jìn)入土壤中,表面的銅很容易被劃傷的,劃傷后的產(chǎn)品會(huì)露出內(nèi)部的鋼鐵的,二種不同的金屬在土壤中會(huì)加速其腐蝕的,不知道這個(gè)問(wèn)題如何解決。
其二是銅包鋼接地電阻值的問(wèn)題,銅包鋼是一節(jié)一節(jié)相互連接的,每節(jié)之間的連接用的是連接器,連接器的直徑要比銅包鋼產(chǎn)品直徑大,這時(shí)第一節(jié)打入地面后,打入第二節(jié)由于連接器的直徑比銅包鋼產(chǎn)品直徑大,第二節(jié)以上的產(chǎn)品是不會(huì)與土壤接觸的,至少不會(huì)完全接觸的,接觸的是連接器,這對(duì)接地電阻值是有影響的。其三是銅包鋼本身電阻的問(wèn)題,國(guó)內(nèi)銅包鋼的生產(chǎn)廠家是采用鋼桿穿入銅管中,然后拉長(zhǎng)銅管,讓其管徑縮小使其附在鋼桿上,為了讓鋼桿順利地穿入銅管當(dāng)中,生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)在鋼桿的外壁和銅管的內(nèi)壁涂抹大量的潤(rùn)滑油,拉伸銅管后大部分潤(rùn)滑油被擠出。但是還是有少量的潤(rùn)滑油殘存在里面的,而這點(diǎn)殘存會(huì)在鋼桿與銅管之間形成很薄的油膜,這層油膜是絕緣的同時(shí)油也會(huì)分解成酸性物質(zhì)從內(nèi)部腐蝕鋼棒,所以既影響本身的電阻又影響故障電流順利地通過(guò)它散流到土壤中。
4.2 地質(zhì)條件決定所選用的接地材料:離子接地棒適合在城市不具備施工空間的地方使用,例如城市建筑群等;而對(duì)于山地條件則比較適合使用非金屬接地棒,由于在山野離子棒自身的吸水性并不能滿足自身穩(wěn)定接地電阻的需要常常需要增加鹽類(lèi),而巖石環(huán)境又是失水環(huán)境,所以這種環(huán)境下就應(yīng)該選用吸水性好的有具有較高強(qiáng)度的非金屬接地棒作為接地體,同時(shí)在野外也要考慮使用離子接地棒的可能的丟失問(wèn)題;在一般土壤環(huán)境比較適合使用壓制的非金屬接地體,和金屬接地體,所以根據(jù)環(huán)境不同采用不同的材料作為接地體也是延長(zhǎng)有效接地壽命的方法;
4.3 采用不同的接地保護(hù)方法也是關(guān)鍵的問(wèn)題,對(duì)于金屬材料的地網(wǎng)往往采用犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法是一種電化學(xué)保護(hù)方法,就是將被保護(hù)金屬和一種可以提供陰極保護(hù)電流的金屬或合金(即陽(yáng)極)相連,使被保護(hù)體極化以降低腐蝕速率的方法。在被保護(hù)金屬與犧牲陽(yáng)級(jí)所形成的大地電池中,被保護(hù)金屬體為陰極,犧牲陽(yáng)極的電位往往負(fù)于被保護(hù)金屬體的電位值,在保護(hù)電池中是陽(yáng)極,被腐蝕消耗,故稱(chēng)之為“犧牲”陽(yáng)極,從而達(dá)到對(duì)陰極(被保護(hù)金屬體)保護(hù)的目的。這里所常用的“犧牲陽(yáng)極”的材料通常是高純鎂及鎂合金、高純鋅及鋅合金、鋁合金等。
4.4 犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法,在我國(guó)常用于長(zhǎng)距離的地下輸油管道的防腐技術(shù)中,近幾年也有引進(jìn)用于變電站的接地網(wǎng)的防腐技術(shù)中。由于此種方法需要每隔數(shù)年開(kāi)挖檢查,對(duì)“犧牲”的陽(yáng)極要進(jìn)行更換,故在電力系統(tǒng)中的推廣存在著一定的局限性。
5.結(jié)束語(yǔ)
把接地作好是很關(guān)鍵的一件事,這也是復(fù)雜的系統(tǒng)工程,在不同的條件下選用適合本地區(qū)的接地材料,在有限的資金情況下,作好一個(gè)合格的地網(wǎng)不僅要考慮資金的因素更要考慮性能因素,比如使用金屬材料的傳統(tǒng)接地,在工程造價(jià)上可能不會(huì)太高的,但是它的使用壽命短,使用非金屬接地體要比金屬材料的傳統(tǒng)接地高一些,但其使用壽命要比傳統(tǒng)接地的壽命高出好幾倍,根據(jù)其壽命傳統(tǒng)接地平均每年造價(jià)不低于3~4千元,而非金屬接地體根據(jù)其壽命平均每年造價(jià)不高于3~4百元,這還不包括因地網(wǎng)不合格改造的的工程費(fèi)用,這些都是應(yīng)該在選擇接地材料時(shí)加以考慮的。在現(xiàn)代隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,它對(duì)環(huán)境要求也越來(lái)越高,有一個(gè)很小的流涌就可以使設(shè)備損壞,人們對(duì)接地系統(tǒng)的重視程度也逐步提高,接地作的好與壞直接關(guān)系到設(shè)備能否正常運(yùn)行,是否有安全隱患的大問(wèn)題
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