電位下降法 (即補償法)在九峰水庫工程接地電阻測量中的應用

張利明,王淑芳,林秀松,張榮飛

(1.金華市沙畈水庫管理處,浙江 金華 321062;2.金華市九峰水庫管理處,浙江 金華 321075;3.浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 工程概況

金華市九峰水庫,又稱雙峰水庫,是以防洪、灌溉為主,結(jié)合供水、發(fā)電等綜合利用的水利工程。壩址位于錢塘江水系衢江支流厚大溪上游的婺城區(qū)陶寺村附近,距金華市區(qū)35 km,流域面積170.9 km2,壩址以上集雨面積119.5 km2,多年平均來水量13 980萬m3。

水庫大壩最大壩高66.5 m,總庫容9 805萬m3,正常蓄水位140 m。發(fā)電引水系統(tǒng)由進水口、引水隧洞、調(diào)壓井、岔支管等組成。電站裝機規(guī)模2×3 200 kW,35 kV輸電線路7.8 km,年發(fā)電量1 317萬kW·h。水電站建成后將投入主電網(wǎng)運行,在電力系統(tǒng)中承擔峰荷。

水庫建成后,年減災效益在2 000萬元以上,并保障金西開發(fā)區(qū)的防洪安全,同時有助于緩解蘭溪市的防洪壓力;為沙金安灌區(qū)調(diào)劑水量,通過置換農(nóng)田灌溉增強沙畈、金蘭水庫向金華市區(qū)供水的能力;每年向金西各鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水1 168萬m3,有力地促進金西城市化進程和工農(nóng)業(yè)發(fā)展。電站于2011年6月投產(chǎn)運行。

2 工程接地設計及要求

電站工作接地、保護接地采用自然接地網(wǎng)和人工接地網(wǎng)相結(jié)合的方式,水工建筑物基礎鋼筋焊接形成自然接地網(wǎng),在電站升壓站及周圍敷設尺寸60 mm×6 mm長350 m的鍍鋅扁鐵形成人工接地網(wǎng)。

接地干線與接地支線采用暗敷的方式埋設。水工建筑物基礎鋼筋和排架鋼筋以及屋面板結(jié)構(gòu)選點焊接并與接地干線連接,各層接地干線連成電氣通路,使整個發(fā)電廠形成一個統(tǒng)一的接地網(wǎng)。35 kV升壓站接地網(wǎng)接地干線進入地面,水平埋深0.8m,垂直接地極頂部埋深0.8 m。

35 kV升壓站內(nèi)設置獨立避雷針。獨立避雷針附近設置集中接地裝置,與主接地網(wǎng)地中距離大于4 m。

設計要求廠房及升壓站接地網(wǎng)的接地電阻應≤1.0 Ω,升壓站避雷針接地網(wǎng)的接地電阻應≤10.0 Ω。

3 測量原理

4105A型接地電阻測試儀是利用補償法測量接地電阻的,其基本原理與ZC-8型接地電阻測試儀一樣(見圖1)。接地極E、電壓極P、電流極C對地中零電位O分別呈現(xiàn)電阻Rx、Rp、Rc。測量時,調(diào)節(jié)K點位置,使通過表計V的電流為零,即P支路無電流,K點電位為零,可以得到:I1Rx=I2R1

圖1 用補償法測量接地電阻的原理圖

現(xiàn)場檢測時,接線原理見圖2。

通常,P極導線長度為接地體最長射線長度的2.5倍,C極為4倍。九峰電站接地體最長射線長120 m,則P極、C極導線長度可選300,480 m。

圖2 現(xiàn)場檢測接線原理圖

4 測量注意事項

測量接地電阻時,應注意以下幾點:

(1)主接地網(wǎng)宜與避雷接地分開檢測。

(2)C極和P極宜布置在與線路或地下金屬管道垂直的方向上。

(3)應避免雨后立即測量。為確保一年四季接地電阻均合格,最好在干燥季節(jié)測量。

(4)檢測時試驗范圍內(nèi)無大的用電設備,以免產(chǎn)生干擾。

5 測量結(jié)果

根據(jù)測量要求,確定測量日期為2011年8月3日。測量前站址已連續(xù)無雨水3 d以上,測量時天氣晴朗,環(huán)境溫度為38℃,環(huán)境濕度為60%。

測量時試驗范圍內(nèi)主變、廠變等大的用電設備均已停用,避免影響檢測結(jié)果的準確性。

采用直線法布置E極、C極和P極,其中E極分別接升壓站主變接地扁鐵、開關室接地扁鐵和獨立避雷針接地扁鐵,C極、P極布置點從E極往東沿小溪布置,連線為截面2.5 mm2的銅芯電纜,長度分別為300,500 m,2電極布線時避免交錯,保持1 m以上的距離。接地棒打入農(nóng)田后用水濕潤。實測結(jié)果見表1。

表1 接地網(wǎng)接地電阻測量結(jié)果表 Ω

根據(jù)設計要求,廠房及升壓站接地網(wǎng)的接地電阻應≤1.0 Ω,升壓站避雷針接地網(wǎng)的接地電阻應≤10.0 Ω。接地網(wǎng)和獨立避雷針的接地電阻符合設計要求。

6 結(jié) 語

接地裝置的可靠運行是確保廠內(nèi)外電氣設備及人身安全的基本保障。參考本次測量過程,電站運行管理人員可以初步掌握接地電阻測量方法及步驟,以便嚴格按照DL/T 596—1996電力設備預防性試驗規(guī)程要求,定期、規(guī)范地進行該項目檢測工作。

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