淺談CCS電站機電安裝工程的接地安裝及選材

張發迪

（中國水利水電第十四工程局有限公司，云南昆明650041）

淺談CCS電站機電安裝工程的接地安裝及選材

張發迪

（中國水利水電第十四工程局有限公司，云南昆明650041）

接地工程是水電站建設施工中重要的一個分項，由于環境的不同接地網的設計也存在較大差異。系統的接地工程主要由接地體、連接線組成接地網絡，其中影響接地效果的幾個因素有土壤電阻率、接地體的選擇、安裝工藝等。在接地安裝中需要綜合考慮設備的可靠運行、工作人員的絕對安全、最好的經濟效果。下面將對接地工程各個關鍵環境進行分析比較，來說明CCS電站接地安裝的合理性。

接地安裝；分類；選材

1　 CCS電站接地安裝工程中接地網的組成及施工工序

1.1明敷接地

明敷接地的安裝布置主要以設計圖紙尺寸為參考，整體應做到橫平豎直，美觀大方。接地線應水平或垂直敷設，敷設時用紅外放線儀或劃線的方式進行放線，敷設位置應不妨礙設備的拆卸與檢修，接地線表面應有明顯標示，端部預留或連接應符合設計要求。銅包鋼絞線和接地銅排鋁熱焊接后應對焊點處的焊渣進行清理，檢查焊接的可靠性。對使用螺絲連接的接地銅排等，應用板手檢查連接螺栓的緊度。施工程序如圖1所示：

圖1　明敷接地程序框圖

1.2暗敷接地

對應澆筑在混泥土內的銅絞線，在建筑物伸縮縫段用PVC管套住銅絞線，需注意銅絞線受力不可太緊，以配合建筑物的熱脹冷縮。對于埋入大地的暗敷接地施工前，檢查預埋坑位置和深度等符合設計圖紙要求后，方可進行銅包鋼絞線、接地扁銅和接地極的預埋。施工程序如圖2所示：

圖2　預埋接地程序框圖

2　重點施工工序介紹

2.1接地極安裝

接地極安裝前，要根據現場情況判定是否需要鉆孔，對于直徑小于25 mm，且土壤為粘土的情況無需鉆孔，可以直接用錘頭套在銅包鋼接地極頂部，敲打錘頭打入接地極。敲打接地體時應平穩，錘擊接地體正中，接地極應與地面保持垂直，防止打偏。對于巖石、沙夾石土壤均需要土建進行鉆孔，鉆孔直徑和深度根據設計圖紙和施工需要進行，接地極放入孔中后，根據圖紙要求的材料回填并夯實。

2.2鋁熱焊接

根據設計圖紙的接頭形式，采用廠家提供的相應模具、配套工具和對應接頭的焊接試劑。焊接接頭截取時要垂直于焊縫軸線方向截取，截取前用鐵絲將端頭扎緊，截取方式采用機械加工方式（例如用鋼鋸、切割機、磨光機、銑床等），不能使用剪切方法和熱切割方式，截取完成后檢查對接端頭的平整度，對于不齊的接頭應重新截取。在施工現場進行鋁熱焊接時若遇到下雨，要采取防雨措施，在焊接部位用腳手架管搭設防雨棚，避免雨水落在焊接模具上；若遇到大風，要采取防風措施，在焊接部位放置擋風板，防止焊劑被吹散。

2.3避雷器、避雷針的安裝

將按照批復的設計圖紙和廠家安裝說明書進行安裝，安裝前根據設計圖紙采用全站儀放置測量控制點，質量要求遵循圖紙上提到的安裝質量規范以及設備廠家提供的安裝要求。安裝程序如下：

（1）避雷器、避雷針吊裝時采用軟吊帶以及卸扣進行吊裝，使用鋼絲繩時采取保護措施；吊裝過程中檢查穩定性，防止傾斜。

（2）避雷器組裝前，檢查其各節位置的出廠標志的編號，禁止互換，做到法蘭間連接可靠（部分產品法蘭間有連接線），連接處的金屬接觸表面，除去氧化膜及油漆，并涂一層電力復合脂。

（3）根據設計圖紙安裝避雷器支架，放電計數器底座接地確保牢固可靠。

（4）避雷器安裝時確保水平和垂直，并列安裝的避雷器三相中心在同一直線上。（5）按照圖紙安裝接線盒及銘牌，并朝向一致。（6）根據制造廠家隨設備到貨的安裝說明書進行安裝、檢查和試驗。

3　 CCS電站接地保護類型的分類、主要分布位置及施工工藝

3.1防雷接地

防雷接地由避雷針、避雷帶、接地網組成，電源（強電）防雷接地是受到雷電襲擊（直擊）時，為防止造成損害的接地系統。主要是用避雷器的一端與被保護設備（如通信塔、出線構架等）相接，另一端連接地裝置。當發生直擊雷時，避雷器將雷電引向自身，雷電流經過其引下線和接地裝置進入大地。在CCS電站主要安裝于室外高層設備及建筑物。下面將對其種類、布置及工藝分別介紹。

（1）較高的金屬構架。主要分布在首部進水口通信塔及路燈、調蓄水庫通信塔、出線廠出線構架、室外控制樓通信塔等。施工工藝均是將避雷針安裝于設備頂部，采用1×185 mm2銅包鋼將避雷針與主接地網連接。

（2）室外建筑物。CCS電站所有室外建筑房屋均安裝避雷針，并沿建筑頂部護欄頂端用Φ12 mm純銅棒橫向焊接成避雷帶，再與主接地網連接。

（3）建筑物內的金屬設備、金屬管道和鋼筋結構等。由于雷電引起靜電感應副效應，為了防止造成間接損害，如房屋起火或觸電等。另外雷電波會沿著低壓架空線、電視天線侵入房屋，引起屋內電工設備的絕緣擊穿，從而造成火災或人身觸電傷亡事故，所以CCS電站對建筑物內的金屬設備、金屬管道和鋼筋結構等均有接地，如壓力鋼管、上下樓梯扶手、裝潢金屬骨架。其施工根據設備構造進行，若設備有螺栓可用銅牌或銅鼻子壓接，若無螺栓可焊接4mm×40mm的鍍鋅扁鐵，焊接完成后涂防腐漆。

3.2工作接地

工作接地是為了使系統以及與之相連的儀表均能可靠運行并保證測量和控制精度而設的接地。在CCS電站主要分為機器邏輯地、信號回路接地、屏蔽接地。

（1）機器邏輯地、信號回路接地主要根據設備說明書，采用壓接銅芯黃綠接地線的方式進行接地。

（2）屏蔽接地。CCS電站電纜屏蔽層接地根據電纜分類接地方式也有不同。但接地工藝均是采用纏繞銅編織軟線后套熱縮管的方式進行。

1）計算機電纜：電站計算機監控系統的模擬信號回路電纜屏蔽層，作為信號返回回路的同軸電纜，不得構成兩點或多點接地，應集中一點接地。如計算機電纜采用雙重屏蔽，內屏蔽層為一點接地，外層蔽層為兩點接地。

2）動力電纜采用兩端接地。

3.3等電位接地

在電力系統中，通常有許多不同型號不同性能的電氣設備同時工作。由于這些設備的工作狀態不同，當發生故障時，不同的設備，其外露金屬部分可能有不同的電位，因此當人體同時接觸這些設備時，會產生一定的接觸電壓，從而造成觸電事故。所謂等電位接地，就是用金屬導線將上述設備的外露金屬部分相互連接在一起，并將它們進行共同接地。這樣，當人體同時接觸不同的設備時，就不會產生危險電壓差。CCS電站等電位接地主要布置在各處通信室、直流配電室和繼電保護室。安裝程序如下：

（1）沿成排電氣盤柜敷設4 mm×40 mm銅牌，并用絕緣子支起加固。

（2）將各排銅牌兩端用同等規格銅牌連接，使其連接成一個整體的方格網。再將其與主接地網連接（不少于兩處）。次工序可用螺栓壓接。

（3）將各個盤柜接地點與就近接地銅牌連接。連接線依據圖紙中導體截面積要求用銅質軟芯黃綠接地線壓接。

4　各部位接地材料的比較及選材

4.1主接地網

CCS電站主接地網在設備集中區域均有設計，主要分布于首部進水口、調蓄水庫及出線場。主要材料有銅包鋼接地極、銅包鋼絞線、降阻劑及黏土。其選材有以下幾項理由。

（1）銅包鋼接地極及銅包鋼接地絞線耐腐性強，放熱焊接電阻小。可靠的保證了電站的長期運行，施工期間無需電源配裝，節約成本的同時對施工安全及進度起到了積極作用。

（2）降阻劑及黏土。在接地安裝中降阻劑屬常規用材，CCS電站主接地網首先采用降阻劑包圍銅包鋼絞線敷設，再使用黏土對其外包，對CCS電站的沙質土壤電阻高這一條件進行了改善。

4.2接地干線

CCS電站接地干線采用銅包鋼絞線外套PVC管的方式安裝。充分發揮了銅包鋼絞線機械性能強、導電性好的特點，集成了傳統接地扁鐵和純銅導體的優勢。外套PVC管的安裝方式使管內的銅包鋼絞線有更好的活動量，對接地體形成保護的同時建筑物伸縮縫處也得到了補充。

4.3設備接地端

機電安裝中為使安全可靠性、安裝強度及經濟成本達到最優組合，各種設備的接地安裝材料各不相同。CCS電站設備與主接地網連接的設備端用材主要包括：接地銅牌、銅質軟芯電纜、接地扁鐵。下面就其應用理由進行說明。

（1）接地銅牌耐腐蝕性強、導電率高載流量大。主要用于大型裝置和高壓設備，如GIS組合開關，變壓器、中性點接地裝置，各種電機等。

（2）銅質軟芯電纜導電率高、轉彎靈活、安裝方便，根據不同設備可選擇不同截面導體。主要應用于各種盤柜、樓梯扶手、門窗等轉彎較多地點。

（3）接地扁鐵相對于銅牌和銅芯軟線其優勢主要是與設備連接時可焊接，對于無螺栓連接點設備適用性強。如盤柜基礎，油壓裝置等可焊接設備的連接。

5　防雷接地施工要注意的事項

（1）安裝前材料質量的把關。材料質量是工程質量的基礎，材料質量得不到保證，施工人員的施工水平再高也無法保證施工質量。安裝前需要查看銅包鋼絞線和銅芯線是否斷絲。

（2）安裝時即要保證跟其他專業的配合工作要及時高質地完成，又要保證安裝質量，主要需注意以下3點：

1）放熱焊要飽滿可靠；

2）與設備的焊接搭接面要符合相關要求，即大于2.5倍導體寬度；

3）各處壓接需清除接觸面間的雜物，保證可靠的金屬連接，保證螺栓緊固。

（3）安裝后要清除焊渣雜物，及時防腐刷漆、做好標識。對各處抽頭要及時固定保護、以免土建工作對其破壞。

6　結論

CCS電站機電安裝工程的接地安裝，針對環境特點對安裝材料做出了相應補充加強，如圖紙中無敷設黏土要求，但安裝時結合條件及時交流增加，并對圖紙進行完善。在與各種設備連接時，根據各種結構所選用材料各不相同，充分考慮了各種優缺點后進行安裝。最終順利通過各種測試驗收，在國際工程中見證了技術的合理可靠。

［1］IEEE Std80-2000交流變電站接地安全導則［S］.

［2］成都桑萊特廠家產品手冊［Z］.

［3］UL467接地與連接設備［S］.

TM862

B

1672-5387（2016）09-0046-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.09.016

2016-04-15

張發迪（1989-），男，助理工程師，從事機電安裝施工及技術指導工作。