降阻劑在牽引變電所接地網(wǎng)中的應(yīng)用研究

1、降阻劑在牽引變電所接地網(wǎng)中的應(yīng)用研究中鐵七局電務(wù)公司 馬洪濤摘要：本文敘述了在鐵路牽引變電所接地網(wǎng)施工中降阻劑的使用方法并通過(guò)計(jì)算、測(cè)試、分析、總結(jié)采用該方法所產(chǎn)生的降阻效果。 關(guān)鍵詞：接地工程 降阻劑 土壤電阻率 接地電阻 接地導(dǎo)體一、 前言防雷接地裝置是關(guān)系到建筑物和使用中的設(shè)備乃至人身安全的極為重要的設(shè)施。在鐵路牽引變電所施工過(guò)程中，接地網(wǎng)埋設(shè)的目的是降低整個(gè)變電所區(qū)的接地電阻，將地面山的接地故障電流以及雷電產(chǎn)生的電流迅速引導(dǎo)到地下，并在建筑基礎(chǔ)下行程一個(gè)等電勢(shì)地下網(wǎng)絡(luò)，從而消除危害。其主要功能是：、 在所有電源操作條件下，保護(hù)人和設(shè)備免受過(guò)電壓危害；、 用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)、 為開(kāi)關(guān)

2、涌流、雷擊電流提供一個(gè)泄漏入地途徑，以保護(hù)設(shè)備；、 消除接地故障；、 穩(wěn)定電力回路對(duì)地的電勢(shì)差。由于鐵路牽引變電所運(yùn)行的可靠性要求較高，并且牽引變電所的選址一般較為復(fù)雜，使接地網(wǎng)的施工難度大、周期長(zhǎng)，而施工計(jì)劃則要求這部分設(shè)施必須在前期完成施工并達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而一般現(xiàn)場(chǎng)的土壤電阻率多在5001000.m以上，要降低接地電阻到設(shè)計(jì)值，選用降阻劑是最有效可行的辦法。二、 地網(wǎng)狀況1、 以黔桂線(xiàn)南丹110kV牽引變電所為例，接地面積為S=70×604200m2的長(zhǎng)方形水平接地網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)間距為5m×5m。2、 設(shè)計(jì)要求埋深為0.6m，地址構(gòu)造為軟堅(jiān)石，沙土和碎石，土壤電阻率較高，參

3、考值為5001000.m.3、 為了滿(mǎn)足對(duì)接地網(wǎng)的要求，我們采用物理降阻劑。三、 接地網(wǎng)中降阻劑的施工方法接地網(wǎng)施工的工藝流程圖：降阻劑灌注接地導(dǎo)線(xiàn)敷設(shè)土石方開(kāi)挖施工放線(xiàn)測(cè)量定位大面積回填覆蓋接地網(wǎng)的穩(wěn)定電阻測(cè)量回填細(xì)土保護(hù)施工各環(huán)節(jié)介紹：1、 測(cè)量定位：由專(zhuān)業(yè)測(cè)量人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行坐標(biāo)定位，經(jīng)驗(yàn)證形成測(cè)量結(jié)果報(bào)告記錄。2、 施工放線(xiàn)：施工人員依據(jù)測(cè)量坐標(biāo)點(diǎn)和地網(wǎng)網(wǎng)格放線(xiàn)，3、 土石方開(kāi)挖：根據(jù)土建現(xiàn)場(chǎng)地坪的標(biāo)高進(jìn)行開(kāi)挖，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，接地體的埋設(shè)深度為0.6m，因此開(kāi)挖的溝槽深度為0.7m，底部寬0.2m，按照設(shè)計(jì)降阻劑的灌注深度為0.2m，降阻劑的使用量為（物理降阻劑的比重為1.35噸/

4、m3）：W=0.2×0.2×L×1.35 根據(jù)設(shè)計(jì)工程數(shù)量，水平接地體為1000m，因此降阻劑的理論用量為54噸。4、 溝槽開(kāi)挖后應(yīng)人工進(jìn)行場(chǎng)地整平，出去溝槽底部大粒徑碎石，進(jìn)行模板支護(hù)，采用200×1500的鋼模版支護(hù)成200×200的接地溝槽。5、 本方案選用GD-200K物理降阻劑，本降阻劑是以強(qiáng)堿弱酸鹽為膠凝物，對(duì)金屬有較強(qiáng)的親和力，并用非電解質(zhì)的碳素體粉末為導(dǎo)電體與防腐劑混合而成，使用時(shí)現(xiàn)場(chǎng)加水調(diào)制成漿狀即可，與水的配合比為1：0.8。由于降阻劑與水調(diào)和后，粘性大，附著力強(qiáng)，施工澆灌困難，所以應(yīng)保證降阻劑呈流體狀態(tài)，便于其發(fā)揮滲透作用

5、，增加滲透層面積。6、 降阻劑初凝后，大約需經(jīng)12小時(shí)以上方可拆去支護(hù)模板，降阻劑凝固強(qiáng)度似水泥凝固強(qiáng)度，可進(jìn)行回填土保護(hù)，一定要用細(xì)粘土保護(hù)，進(jìn)行人工回填，將降阻劑四周包裹嚴(yán)實(shí)、完全，且包裹厚度達(dá)400mm以上。細(xì)粘土的回填是保證降阻劑充分與土壤接觸，增大散流面積，改善接地土壤環(huán)境，包裹之后再進(jìn)行大面積的回填，可采用機(jī)械，但要注意大塊巖石切勿填進(jìn)降阻劑區(qū)域，以免損傷降阻劑和接地導(dǎo)體。四、 降阻效果的初步探討1、 降阻機(jī)理：降阻劑降阻的作用主要有以下三個(gè)方面：1、 降阻劑本身的電阻率很低，本項(xiàng)目使用的降阻劑電阻率小于1歐·米，把它包裹在接地體周?chē)珊雎越底鑴┑碾娮瑁喈?dāng)于將電極尺寸擴(kuò)

6、大，接地電阻因而降低。2、 減小電極與土壤之間的接觸電阻，并具有吸潮性，而保持電極附近土壤的潮濕性。3、 在接地體四周使用降阻劑，敷設(shè)時(shí)漿狀降阻劑溶液會(huì)向土壤四周一定的范圍內(nèi)滲透，使局部土壤的電阻率大大降低。2、 降阻劑有助于降低接地電阻、改善接地條件，通過(guò)對(duì)已施工的局部網(wǎng)區(qū)域，通過(guò)理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)略分析如下：1、 大地自然電阻率測(cè)試：采用ZC29B-2型 接地電阻測(cè)試儀110KV開(kāi)關(guān)站區(qū)域土壤自然電阻率 =2IR I為接地探針間距測(cè)得R=410 帶入上式=250628歐·米，測(cè)試證明土壤電阻率去取500歐·米是可行的。2、 降阻劑包裹接地導(dǎo)體前后，接地阻值比較分

7、析：由于采用的主要是水平接地體，其形狀參照建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)取形狀參數(shù)，為了計(jì)算方便，本次計(jì)算擬用接地體長(zhǎng)度為60m，以此作為比較。a. 水平接地體接地電阻（降阻劑施工前） 其中：土壤電阻率L:接地體長(zhǎng)度h：水平接地體埋深d：接地體的直徑（本案例為60×6鍍鋅扁鋼接地體，所以d取寬度的一半，為0.03m）A：水平接地體的形狀系數(shù) b. 水平接地體接地電阻（降阻劑施工后） k：有降阻劑電極尺寸修正系數(shù)c. 計(jì)算：取500，L=50 m，h=0.6m，d=0.03m,A=0， k取100，分別代入、兩式中，計(jì)算得出：R前=16.2R后=9.43、 地網(wǎng)接地電阻的計(jì)算：地網(wǎng)面積 S=70&#

8、215;604200m2 接地電阻R=0.5/ =3.864、 以上僅就單條水平接地體進(jìn)行了計(jì)算，由于本設(shè)計(jì)中采用了垂直接地體與水平接地體組成的綜合二維接地網(wǎng)，垂直接地體采用50×5，L=2500mm，不使用降阻劑。垂直接地體位于水平接地體的網(wǎng)格焦點(diǎn)上。根據(jù)以下公式以及、單根垂直接地體接地電阻： 水平接地體上有垂直接地體時(shí)水平接地體的接地電阻： 多根垂直接地體的接地電阻： 垂直接地體與水平接地體組成的復(fù)合接地裝置的接地電阻： b：垂直接地體邊長(zhǎng) 單位cm：水平接地體利用系數(shù)：垂直接地體利用系數(shù)計(jì)算出各階段不加降阻劑的計(jì)算接地電阻值以及添加降阻劑的實(shí)際測(cè)量值的列表，如下表（在本案中，、分別取值為0.35、0.7）：序號(hào)水平接地體 施工數(shù)量（m）降阻劑使用數(shù)量（T）計(jì)算值（無(wú)降阻劑）測(cè)試值第一次測(cè)試值第二次（10天后）降阻率%11206.483.83.452.4765250016.21.751.360.68613100032.40.90.730.4649經(jīng)過(guò)最終測(cè)試結(jié)果為0.46，小于0.5，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。五、 結(jié)論1、 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)分析表明，降阻劑施工后，降阻作用明顯。2、 隨著降阻劑使用量的增加，降阻效果降阻效果逐漸鈍化。3、 降阻劑對(duì)接地體有良好的保護(hù)作用。4、 經(jīng)過(guò)