風(fēng)電機(jī)位防雷接地方案研究

黎卓豪

（廣州市晉豐實(shí)業(yè)有限公司，廣東 增城511340）

在風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)建設(shè)中，風(fēng)電機(jī)位的防雷接地問題一直是影響風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)工期以及導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)建成后事故的主要原因之一。而針對(duì)風(fēng)電機(jī)位防雷接地制定出性價(jià)比高，施工快捷簡(jiǎn)便的方案也是各方一直以來研究攻克的難題。研究小組以廣東韶關(guān)乳源大布風(fēng)電場(chǎng)為例，介紹一種防雷接地方案，并簡(jiǎn)單分析其中的優(yōu)缺點(diǎn)。

1 測(cè)量風(fēng)機(jī)位土壤電阻率

粵水電乳源大布鎮(zhèn)風(fēng)電場(chǎng)工程場(chǎng)地位于廣東省韶關(guān)市乳源瑤族自治縣大布鎮(zhèn)的天堂梗、鷂婆山一帶山地，場(chǎng)區(qū)規(guī)劃面積為35km2。場(chǎng)內(nèi)地勢(shì)起伏較大，局部坡度較陡，且該地全年雷暴日為較多，所以風(fēng)電場(chǎng)遭雷的概率較大，風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)要求中規(guī)定接地電阻應(yīng)控制在4Ω 以下。

圖1 1#機(jī)位電阻測(cè)量示意圖

研究小組在實(shí)際的工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)接地方案存在有便利性不佳，降阻效果不明顯的問題，研究小組特意以1#，3#，6#，9#共4 臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)為例分別對(duì)比使用傳統(tǒng)方案以及柔性接地體方案的兩種方案進(jìn)行試驗(yàn)。

研究小組通過在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)1#，3#，6#，9#風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)地采用對(duì)稱四極法對(duì)風(fēng)機(jī)所在土壤進(jìn)行土壤電阻率測(cè)定，詳情如圖1。

研究小組以圖1 的方式在1#、3#、6#、9#風(fēng)機(jī)四周分別選取了四個(gè)位置進(jìn)行電阻率的測(cè)量，每極間隔為5m，各測(cè)量點(diǎn)測(cè)量所得電阻值應(yīng)用公式ρ=2πaR 計(jì)算得出電阻率，測(cè)量的電阻見表1。

表1 風(fēng)機(jī)機(jī)位電阻測(cè)量統(tǒng)計(jì)表

可見該地風(fēng)機(jī)位電阻率較高，急需一個(gè)較好的方案降低土壤電阻率。

2 方案分析

柔性接地體HD-R10 是一種新型接地材料，是專門為高山巖石地區(qū)的接地降阻而開發(fā)的新產(chǎn)品。柔性接地體的用量參考表2。

圖2 柔性接地體

圖3 水平接地體敷設(shè)圖

表2 柔性接地體用量參考表

由上表可知，結(jié)合前文所測(cè)各風(fēng)機(jī)位阻值，1#、3#、6#、9#的柔性接地體用量可得為35 桶、35 桶、25 桶、20 桶。下面開始介紹柔性接地體降阻方案。

2.1 柔性接地體降阻方案

（1）溝槽開挖：溝槽開挖一般采用挖掘機(jī)開挖即可，若遇構(gòu)支架基礎(chǔ)較多的位置不能用挖掘機(jī)挖掘時(shí)，則采用人工開挖。當(dāng)溝槽開挖完畢，進(jìn)行接地網(wǎng)敷設(shè)。其中開槽深度不小于0.8M，寬度不小于0.3M。

（2）接地網(wǎng)敷設(shè)：接地網(wǎng)施工時(shí)先放主干線，后放分支線。接地網(wǎng)的接地裝置由接地干線、垂直接地極、接地連接線組成。接地干線采用60X6 鍍鋅扁鋼敷設(shè)在距離基礎(chǔ)平臺(tái)1 米處，埋深0.8M。所有的連接部分均采用焊接，焊接處涂瀝青漆防腐。垂直接地極選用DN50 熱鍍鋅鋼管，采用鐵錘擊打的方式插入到土層規(guī)定深度，頂端露出150MM與水平接地體焊接。

（3）柔性接地體施工：柔性接地體是一種復(fù)合配方的產(chǎn)品。包括：導(dǎo)電劑、防腐劑、調(diào)和劑、柔性劑、通道劑、凝固劑、催化劑等。使用時(shí)將柔性接地體1-7 號(hào)材料依次加水混入桶中。每放一種材料須用木棍攪拌至融化后，再添加下一種材料。然后將配置好的溶液延溝槽方向均勻倒入溝槽，且倒且走。每桶可倒2～3 延米，但寬度不小于0.2M。

以上為柔性接地體方案，下面進(jìn)行方案分析。

2.2 方案分析

該方案已在乳源大布風(fēng)電場(chǎng)試驗(yàn)組的3#、6#、9#風(fēng)電機(jī)位以及剩余的10 個(gè)風(fēng)電機(jī)位進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，經(jīng)過研究小組的測(cè)量，電阻值均在要求的目標(biāo)阻值4Ω 以內(nèi)。整體工程較好地達(dá)成了預(yù)定的目標(biāo)。該方案相對(duì)于傳統(tǒng)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）降阻效率高，速度快。柔性接地體降阻系數(shù)0.16，比國家標(biāo)準(zhǔn)0.8 高了5 倍，而且可以在最短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)降阻，效果穩(wěn)定。

（2）防腐蝕效果顯著。柔性接地體完全包裹金屬接地極隔絕了空氣中的氧氣，杜絕了氧化反應(yīng)，隔絕了酸性土壤，減少了酸蝕。

（3）減少了施工費(fèi)用和施工周期，減少了無謂的浪費(fèi)，接地體施工量大大節(jié)約。

表3 3#，6#，9#號(hào)風(fēng)電機(jī)位柔性接地方案施工用料統(tǒng)計(jì)表

由上表可見，柔性接地體方案可以用最小的造價(jià)獲得最好的效果，效費(fèi)比較高。

3 結(jié)論

本文以乳源大布風(fēng)電場(chǎng)防雷接地工程為例，介紹了傳統(tǒng)接地方案和柔性接地體方案，并做了簡(jiǎn)要的分析。其中柔性接地體方案具有降阻效率高，防腐蝕效果顯著、電荷存貯性以及降阻保持性良好、施工便捷、適用范圍廣泛的特點(diǎn)。除文中所舉例的乳源大布風(fēng)電場(chǎng)外，柔性接地體HD-R10 也在五菱公司窯坡山風(fēng)電場(chǎng)、中南院管家嘴風(fēng)電場(chǎng)以及福建福能集團(tuán)石塘風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)平臺(tái)和升壓站接地工程中有過良好的應(yīng)用例子?？梢灶A(yù)見，柔性接地體作為一種新型接地材料，將在風(fēng)機(jī)平臺(tái)和升壓站接地工程方面有更開闊的發(fā)展應(yīng)用前景。