接地新技術(shù)在應(yīng)用中的探討及分析

于 良，王曉東

山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司，山東 濟(jì)南 250101

0 引言

由于土壤成分隨季節(jié)變化較大,在北方地區(qū)土壤電阻率變化較大,冬季土壤電阻率偏高。在這種環(huán)境下接地網(wǎng)嚴(yán)重老化。在這種情況下一般金屬材料在冬季往往無法達(dá)到接地電阻要求。本文結(jié)合萊蕪市鋼城區(qū)萊蕪鋼鐵總廠實(shí)際情況，在滿足接地電阻要求情況下，如何更經(jīng)濟(jì)有效選擇接地方案。

1 接地標(biāo)準(zhǔn)及其重要性

接地是將電力系統(tǒng)或電氣裝置的某一部分經(jīng)接地線連接到接地極稱為接地，電氣設(shè)備是指發(fā)電、變電、輸電、配電或用電的所有設(shè)備。

長期以來，雷擊事故，給電氣系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，不完全統(tǒng)計(jì)，2006年萊鋼地區(qū)由于雷擊造成的經(jīng)濟(jì)損失超過3000萬元。雷擊主要危害供電設(shè)備、變電設(shè)備及通信設(shè)備，它不僅造成上述部門設(shè)備上的直接損壞，更嚴(yán)重的是它給工礦生產(chǎn)及城市生活造成影響，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)遭受雷擊至使設(shè)備損壞的主要原因之一為接地不合格或接地系統(tǒng)嚴(yán)重老化。

接地是防雷的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，不管是直擊雷還是感應(yīng)雷或是其它形式的浪涌，都會(huì)由于接地系統(tǒng)的缺陷，造成地網(wǎng)與設(shè)備之間產(chǎn)生一個(gè)很大的電位差，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備損壞?，F(xiàn)在電力系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)大多采用了大量高科技，使系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、集成化、自動(dòng)化，因此它們對環(huán)境要求也越來越高，有一個(gè)很小的浪涌就有可能使設(shè)備損壞。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，通信系統(tǒng)要求接地電阻小于等于5Ω，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要求小于0.6Ω，變電所要求小于0.5Ω等，而目部分接地裝置建成時(shí)間均已超過10年甚至20年。接地網(wǎng)絡(luò)已嚴(yán)重老化，有的接地網(wǎng)已被腐裂，由于深埋地下因此不宜被發(fā)現(xiàn)，接地網(wǎng)的腐烈給設(shè)備安全造成很大隱患。

我們在改造萊蕪鋼鐵廠特鋼廠一35kV變電站時(shí)，其變電站建于1998年，其接地網(wǎng)的老化已讓人慘不忍睹，40×4熱鍍鋅扁鋼，經(jīng)挖開后其截面已不足原來的1/3，Ф10圓鋼大部分已被腐蝕斷裂，接地網(wǎng)的接地電阻值普遍升高，已不能滿足安全使用要求，給現(xiàn)有設(shè)備及人員留下較大的安全隱患。

2 接地新技術(shù)與傳統(tǒng)方式的比較

2.1 傳統(tǒng)接地概述

傳統(tǒng)的接地方式基本有3種，一種是普通直埋式，將角鋼，扁鋼直接連成地網(wǎng)埋入地下，此種方法施工量大，壽命在5年～7年左右，而且接地電阻逐年升高，另一種是鹽碳法，將直埋扁鋼、角鋼周圍加上木碳和食鹽澆充足的水份，這種方法雖說能夠把接地電阻降低，但是增加施工量，扁鋼、角鋼腐蝕嚴(yán)重，壽命也在6年～8年左右，還有一種方法是在扁鋼、角鋼周圍加大量降阻劑，降阻劑能夠在當(dāng)時(shí)很快降低接地電阻，但降低劑在二三年后即失效，反而使接地電阻有一快速升高的過程，這是安全生產(chǎn)的一個(gè)大的隱患。我們在改造萊鋼型鋼廠一變電站時(shí)，其地網(wǎng)原來使用降阻劑，經(jīng)開挖后發(fā)現(xiàn)其降阻劑已板結(jié)象混凝土一樣堅(jiān)硬，不僅起不到降阻作用，反而對整個(gè)地網(wǎng)的接地電阻起到阻礙作用。

2.2 接地新技術(shù)的應(yīng)用

隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對接地系統(tǒng)的認(rèn)識性也逐步提高，接地技術(shù)在最近二三十年得到長足的發(fā)展。出現(xiàn)了一系列先進(jìn)技術(shù)和高科技產(chǎn)品。

在空間要求比較高的，不可能大面積破土做地網(wǎng)，而現(xiàn)代電子技術(shù)對接地電阻值要求也越來越高，如室內(nèi)變電所要求接地電阻值不大于0.5Ω，這是常規(guī)接地很難達(dá)到的一個(gè)數(shù)值。隨著電解離子接地體實(shí)踐應(yīng)用，完全可以滿足現(xiàn)代電子通信技術(shù)對接地的要求，它獨(dú)有的內(nèi)填充劑能長時(shí)間的緩慢地向周圍土壤釋放無機(jī)鹽離子，使接地電阻不斷呈下降趨勢，而精制的外填充劑具有環(huán)保型保濕因子使外填充劑始終處于濕潤狀態(tài)，而又能保護(hù)接地極免受外界腐蝕，其壽命可達(dá)30年，且無須有專人維護(hù)，它的長效緩釋降阻，免維護(hù)，防腐性是原始降阻技術(shù)無法比擬的。

在土壤電阻率較大的環(huán)境中，使用原有接地技術(shù)已無法應(yīng)用，這時(shí)我們采用膨脹石墨非金屬接地體，配以獨(dú)制外填充劑，它具有接地電阻值穩(wěn)定，不反彈，防腐性能好，大電流沖擊性能穩(wěn)定，它特別適合山區(qū)、沙石地等惡劣的自然環(huán)境，萊鋼型鋼廠四周均為石山，其表土為石塊與沙土混合物，厚度約為20cm，以下為巖石，采用膨脹石墨非金屬接地體及其外填充劑，改造后其接地電阻由原來20Ω降為2.7Ω,效果明顯。

2.3 傳統(tǒng)接地方式與接地新技術(shù)的比較

施工方法價(jià)格 使用年限 年均造價(jià) 備注傳統(tǒng)接地 復(fù)雜 低 3年～5年 不低于3000元維護(hù)3年～5年必須必改造電解離子接地體 簡單 較免維護(hù)30年無須改造石墨接地體 一般 一高 30年以上 不高于400元般 30年以上 不高于400元免維護(hù)30年無須改造

3 結(jié)論

從上表可以看出，電解離子接地棒，膨脹石墨非金屬接地體年均造價(jià)均不高于400元，且30年內(nèi)免維護(hù)，其性能價(jià)比顯而易見，傳統(tǒng)的接地方式工藝方法及性能價(jià)格比已不適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展，新的接地技術(shù)應(yīng)用已是大勢所趨。