接地模塊是一種用(yòng)于電(diàn)力系統的重要裝(zhuāng)置,其作(zuò)用(yòng)是保持電(diàn)氣設備的平穩運行并保護人身。接地模塊通過建立一個電(diàn)氣連接,将電(diàn)氣設備與地面之間形成導電(diàn)路徑,從而将電(diàn)流引導到大地,避免電(diàn)擊等事故的發生。
接地模塊的原理(lǐ)可(kě)以分(fēn)為(wèi)兩個方面來理(lǐ)解:保護系統和保護人身。
首先,接地模塊的作(zuò)用(yòng)是保護電(diàn)力系統,其原理(lǐ)可(kě)以歸結為(wèi)以下幾點:
1. 保護設備運行:當電(diàn)力系統存在故障時,如線(xiàn)路短路或設備失效,電(diàn) 流會通過接地模塊引導到大地中(zhōng)。這樣可(kě)以迅速将故障電(diàn)流分(fēn)流到地面,防止電(diàn)流繼續流經設備,避免設備的損壞。接地模塊還可(kě)以幫助系統及時檢測故障,并觸發斷路器等保護設備,以便快速切斷電(diàn)源。
2. 保持電(diàn)勢平衡:在電(diàn)力系統中(zhōng),接地模塊的安(ān)裝(zhuāng)可(kě)以将電(diàn)勢平衡。通過接地模塊,電(diàn)力系統的各個設備可(kě)以連接成一個共同的參考地,确保在系統中(zhōng)電(diàn)壓和電(diàn)勢的分(fēn)布是均勻的。這樣有(yǒu)助于減少電(diàn)壓的波動和不穩定,提高電(diàn)力質(zhì)量。
其次,接地模塊的作(zuò)用(yòng)也是保護人身,其原理(lǐ)主要有(yǒu)以下幾個方面:
1. 降低接觸電(diàn)壓:當人體(tǐ)意外接觸電(diàn)力系統的帶電(diàn)部分(fēn)時,如金屬外殼、線(xiàn)纜等,電(diàn)流會通過接觸點流入人體(tǐ)。如果沒有(yǒu)接地模塊,電(diàn)流可(kě)能(néng)會一直通過人體(tǐ),導緻觸電(diàn)事故發生。而有(yǒu)了接地模塊,電(diàn)流會通過接地體(tǐ)進入大地,形成一個流回路徑,降低了接觸電(diàn)壓,減輕了觸電(diàn)傷害。
2. 提供電(diàn)流回路:在電(diàn)力系統中(zhōng),為(wèi)了防止電(diàn)流通過人體(tǐ)和大地形成閉合回路,而避免觸電(diàn)事故發生,接地模塊提供了一個可(kě)靠的電(diàn)流回路。當人體(tǐ)意外接觸帶電(diàn)部分(fēn)時,電(diàn)流會通過接地模塊進入大地,構成一個電(diàn)流回路。這樣一來,電(diàn)流就可(kě)以沿着這個回路流動,而不是通過人體(tǐ),保護人身。
結合石墨基柔性接地體(tǐ)原材料特性,對接地外觀、尺寸及允差、石墨覆金屬線(xiàn)、電(diàn)氣性能(néng)和機械性能(néng)的接地條件展開分(fēn)析。接地模塊廠家通過實際案例,驗證了柔性石墨纜在接地中(zhōng)的應用(yòng)研究,有(yǒu)效控制接地電(diàn)阻在規程範圍内,具(jù)有(yǒu)實用(yòng)價值。
山(shān)區(qū)杆塔建設一直是電(diàn)網發展重點,杆塔接地電(diàn)阻偏大是引起線(xiàn)路跳閘的主要原因。山(shān)區(qū)杆塔接地具(jù)有(yǒu)的特點:山(shān)區(qū)海拔高,地勢起伏,地形複雜,塔周圍土壤較差,土壤電(diàn)阻率較高;采用(yòng)接地體(tǐ)為(wèi)金屬接地體(tǐ),經過長(cháng)時間的運行後局部腐蝕嚴重,難以維護;山(shān)區(qū)交通不便,大型接地系統運輸存在問題,實際施工(gōng)難度較大。
針對傳統扁平式設計無法在高電(diàn)阻、高腐蝕情況下得到使用(yòng)的問題,需結合非金屬導電(diàn)體(tǐ)柔性石墨纜結構屬性,設計接地技(jì )術條件,并通過實例驗證柔性石墨纜在山(shān)區(qū)線(xiàn)路杆塔接地中(zhōng)的應用(yòng)情況。以往山(shān)區(qū)線(xiàn)路杆塔接地通常以鍍鋅鋼塔為(wèi)基礎材料,鍍鋅能(néng)夠對接地線(xiàn)起到一定保護作(zuò)用(yòng),降低腐蝕程度。
但焊接頭作(zuò)為(wèi)鍍鋅鋼塔的基點,易受外界腐蝕,容易損壞,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能(néng)滿足輸電(diàn)線(xiàn)路接地材料使用(yòng)壽命的标準。近年來,銅包鋼材料在腐蝕性較強的地區(qū)得到了廣泛應用(yòng),銅作(zuò)為(wèi)防腐層,具(jù)有(yǒu)良好的防腐性能(néng)。然而,當接地體(tǐ)受到外界因素影響而出現彎曲現象時,其表面的銅線(xiàn)開始損壞,内置的線(xiàn)頭開始外漏。
而柔性石墨纜結構,屬于一種非金屬導電(diàn)體(tǐ),具(jù)有(yǒu)耐腐蝕、耐酸堿、穩定性強、不生鏽、安(ān)裝(zhuāng)便捷的優勢,在高電(diàn)阻率、高腐蝕領域得到更多(duō)應用(yòng)。石墨電(diàn)纜結構采用(yòng)編織網的形式,較傳統扁平式設計方法,具(jù)有(yǒu)方便設備連接,承載能(néng)力相對較強等優點。此外,石墨電(diàn)纜溫度使用(yòng)範圍為(wèi)-60℃, 200℃,具(jù)有(yǒu)耐腐蝕、阻燃、易形成的優勢。
接地模塊的基本構成為(wèi)石吊(200目以上),吸水劑、保濕劑、凝固劑、環保離子等材料組合而成。接地模塊的降阻性能(néng)特點:
1、接地模塊的尺寸為(wèi)500mmx400mmx60mm,接地模塊與大地的接觸面積較大,大約為(wèi)0.4平方米。采用(yòng)穩定的非金屬導電(diàn)材料作(zuò)為(wèi)模塊的導電(diàn)介質(zhì),其導電(diàn)性不受季節影響。接地模塊可(kě)很(hěn)好地與各種類型的土壤、岩石形成良好的接觸,達到降低接觸電(diàn)阻的效果。
2、接地模塊具(jù)有(yǒu)吸濕、保濕特性,接觸電(diàn)阻小(xiǎo)并能(néng)保持長(cháng)期穩定。接地模塊内以石墨作(zuò)為(wèi)載體(tǐ).加人離子緩釋劑、保水劑、凝固劑等多(duō)種材料,可(kě)使其與土壤的接觸面積成倍增加,從而降低上壤的散流電(diàn)阻。離子的耗散可(kě)通向較遠(yuǎn)的上壤中(zhōng),與土壤低電(diàn)阻率區(qū)域相連:地下電(diàn)阻率較低的上壤層、地下水層及金屬礦物(wù)質(zhì)層來改善散流。
3、接地模塊自身呈弱堿性(pH值約為(wèi)10),且含有(yǒu)防腐劑可(kě)使其理(lǐ)論壽命大于30年,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鍍鋅鋼材的使用(yòng)年限。經多(duō)次大電(diàn)流沖擊後,模塊電(diàn)阻值不增大,也不變硬、發脆,無斷裂現象。接地模塊方使埋設的特點,減小(xiǎo)了施工(gōng)難度。基本組成為(wèi)非鹽類,對環境的影響減小(xiǎo)到Z低。接地模塊與化學(xué)降阻劑的比較所具(jù)有(yǒu)的Z突出優點為(wèi)接地效果好,使用(yòng)年限長(cháng)且環保。
接地模塊是一種以非金屬資料為(wèi)主的接地體(tǐ),由導電(diàn)性,穩定性較好的非金屬礦物(wù)和電(diàn)解物(wù)質(zhì)組成,工(gōng)廠供電(diàn)防雷接地較好的的處理(lǐ)了金屬接地體(tǐ),在酸性或堿性土壤中(zhōng)親合力差,且易發作(zuò)金屬體(tǐ)外表鏽蝕而使接地電(diàn)阻改變。
當土壤中(zhōng)有(yǒu)機物(wù)質(zhì)過多(duō)時,簡單形成金屬體(tǐ)外表被油墨包裹的現象,導緻導電(diàn)性和瀉流能(néng)力削弱的狀況,增大了接地體(tǐ)本身的散流面積,減小(xiǎo)了接地體(tǐ)與土壤之間的觸摸電(diàn)阻,具(jù)有(yǒu)強吸濕保濕能(néng)力,使其周圍鄰近的土壤電(diàn)阻率下降,介電(diàn)常數增大,層間觸摸電(diàn)阻減小(xiǎo),耐腐蝕性增強,因而能(néng)獲得較小(xiǎo)的接地電(diàn)阻和較長(cháng)的使用(yòng)壽命。
承重:一是防雷接地材料混泥土根底支撐物(wù)的承重;二是防雷接地材料本身的承重,接受施工(gōng)荷載、雨水、風壓、粉塵、雪(xuě)壓、修補、人工(gōng)施工(gōng)荷載。水電(diàn)站防雷接地也要注意這方面,防雷接地模塊的寬度厚度對承重功用(yòng),與接地特性的強度厚度力傳遞,類型導電(diàn)有(yǒu)關。
抗腐蝕,要考慮是否能(néng)抵擋本地風壓,環境,接地模塊會不會被環境影響無法導電(diàn)。耐腐蝕功用(yòng)與接地模塊的密度有(yǒu)适當的關系。接地模塊埋入大地後,其間的非金屬材料與大地構成一個觸摸傑出的整體(tǐ)。一方面它可(kě)以與土壤緊密觸摸,擴展散流面積,下降與土壤間的觸摸電(diàn)阻。
另一方面它向周圍土壤孔隙中(zhōng)流動滲透,下降周圍土壤電(diàn)阻率,在接地體(tǐ)四周構成一個電(diàn)阻率改變陡峭的低電(diàn)阻區(qū)域,使整個地網接地電(diàn)阻下降。因為(wèi)鐵塔防雷接地具(jù)有(yǒu)很(hěn)強的保濕、吸濕性和安(ān)穩的導電(diàn)性,金屬接地體(tǐ)經過外圍的非金屬的模塊材料,與大地的觸摸電(diàn)阻将大大減小(xiǎo),到達傑出的降阻效果。
接地電(diàn)阻的安(ān)穩,接地模塊不會因土地幹旱或許濕潤電(diàn)阻率忽上忽下。接地模塊本身有(yǒu)很(hěn)強的吸濕保濕才幹,使它周圍的土壤堅持濕潤,接地模塊有(yǒu)用(yòng)發揮導電(diàn)效果。接地體(tǐ)中(zhōng)導電(diàn)物(wù)的導電(diàn)特性不受幹濕度、高低溫等時節改變的影響,因而能(néng)供給安(ān)穩的接地電(diàn)阻。運用(yòng)接地模塊要周圍土壤電(diàn)阻率值安(ān)穩不變。
在進行變電(diàn)站址選擇的時候要綜合考慮各方面的因索,往往對于土壤電(diàn)阻率是否能(néng)夠符合要求的考慮不是很(hěn)多(duō)。接地模塊廠家介紹當站址選定工(gōng)程開工(gōng)建設後,設計部門才能(néng)根據現場實測土壤電(diàn)阻率,進行接地設計。
對于高上壤電(diàn)阻率的地區(qū),通常采用(yòng)的是深埋接地極、接地極外延、換土及增添化學(xué)降阻劑等措施,來解決和控制接地裝(zhuāng)置的接地電(diàn)阻達到設計要求,但在實際實施過程中(zhōng)往往會出現一些問題。有(yǒu)些站址山(shān)于地勢較高、砂石層較厚、地下水位偏低、土壤電(diàn)阻率很(hěn)高。采用(yòng)深埋接地和将接地極向站外延伸增加接地面積的方法不理(lǐ)想。
為(wèi)解決變電(diàn)站接地電(diàn)阻偏高的問題。設計部門先是采用(yòng)在站内深挖接地極,效果欠佳。後又(yòu)采用(yòng)将接地極向站外延伸的辦(bàn)法來解決。工(gōng)程完工(gōng)後經實測接地電(diàn)阻仍未達到設計規範要求。使用(yòng)化學(xué)降阻劑帶來的問題,其具(jù)有(yǒu)時效性,數年失效後尚需要重新(xīn)添加一定量的化學(xué)降阻劑,增加了日後的運行維護費用(yòng)。
化學(xué)降阻劑具(jù)有(yǒu)腐蝕性,對于金屬接地裝(zhuāng)置氧化腐蝕嚴重,使其使用(yòng)壽命大大縮減;三是化學(xué)降陰劑具(jù)有(yǒu)有(yǒu)較強的污染擴散能(néng)力,不符合國(guó)家環保相關政策。在一些城市變電(diàn)站組然上壤電(diàn)阻率并不太高,但山(shān)于受地形限制,設備需技(jì )戶内布置方式。安(ān)裝(zhuāng)于建築面積非常小(xiǎo)的區(qū)域内.接地網的布置面積非常有(yǒu)限。
且周邊為(wèi)居民(mín)區(qū)或重要的辦(bàn)公(gōng)場所,打深接地極和将接地極向站外延伸的施工(gōng)方法難度較大。如2006年開工(gōng)建設的20kV解放變電(diàn)站工(gōng)程,該站位于市區(qū)中(zhōng)心,變電(diàn)站周舊是居民(mín)樓和精(jīng)密儀器設備廠。原打算采用(yòng)的打深接地極和将接地極向站外延伸的施工(gōng)方法,由于遭到當地居民(mín)樓和精(jīng)密儀器設備廠業主的強烈反對而被迫停止。
不反擊、耐高低溫、接地電(diàn)阻穩定、免維護、免更新(xīn)、可(kě)靠。
主要性能(néng)特點:良好的導電(diàn)性與沖擊電(diàn)流耐受特性。可(kě)靠的耐腐蝕性。力學(xué)結構穩定。良好的熱穩定性。運輸及施工(gōng)方便,與土壤貼合度高。預防偷盜及人為(wèi)破壞。
與其它傳統接地極比較優勢:軟體(tǐ)石墨接地極與軟體(tǐ)石墨接地模塊配合使用(yòng),降低電(diàn)阻率性能(néng)優于其它傳統接地極,節約開挖土方量50%,減少施工(gōng)強度,縮減施工(gōng)時間,減少費用(yòng)50%,使用(yòng)壽命長(cháng)達50年以上,無二次維護費用(yòng),在交通不便的山(shān)區(qū),不需要再搬運焊機等笨重設備,安(ān)裝(zhuāng)流程簡化,搭接連接即可(kě),大大縮短安(ān)裝(zhuāng)施工(gōng)時間,總體(tǐ)性價比高,各方面都有(yǒu)巨大的優勢。
石墨接地線(xiàn)因其強大的優勢在防雷接地産(chǎn)業中(zhōng)得到了廣泛的應用(yòng),但随之而來的則是産(chǎn)品的質(zhì)量保障問題,現在市面上已經出現了很(hěn)多(duō)仿造産(chǎn)品,如何辨别優劣,便成了頭等大事。柔性石墨接地線(xiàn)是用(yòng)膨脹石墨分(fēn)别與各種纖維及金屬絲等增強材料,加入粘合劑而加工(gōng)制成。
膨脹石墨盤根又(yòu)稱柔性石墨盤根,采用(yòng)柔性石墨線(xiàn)經穿心編織而成,由玻璃纖維增強石墨線(xiàn)編織而成,降低産(chǎn)品的燒失量。膨脹石墨盤根具(jù)有(yǒu)良好的自潤滑性及導熱 性,摩擦系數小(xiǎo),通用(yòng)性強,柔軟度好,強度高。判斷那種盤根好,要根據工(gōng)況來選擇。
盤根的好壞,要通過外觀和強度判斷,看看外觀色澤是否光滑,優質(zhì)石墨盤 根色澤黑亮,看看用(yòng)手輕輕折彎會不會有(yǒu)有(yǒu)石墨屑落下,差的石墨盤根會有(yǒu)石墨屑掉下來。石墨盤根主要應該看石墨的含碳量和裏面加的金屬絲,石墨含碳量Z好的一般在98%以上,金屬絲的是加的鎳絲的,這些從表面看不出來,一般需要進行化驗。
根據實際可(kě)使用(yòng)土地面積,平均分(fēn)布各接地體(tǐ),并在地面劃好線(xiàn),作(zuò)好施工(gōng)準備。每塊接地模塊的間隔距離,盡量不小(xiǎo)于4m,如果因為(wèi)實際使用(yòng)過程中(zhōng),樹脂砂生産(chǎn)線(xiàn)無法滿足間隔要求,則在計算是,其利用(yòng)系數需要取值進行計算。根據計算估算用(yòng)量,按偏差5%~10%處理(lǐ),得出總接地體(tǐ)用(yòng)量。
根據劃好的位置,開挖适合尺寸的槽。可(kě)以采取縱橫槽的方式,也可(kě)以采用(yòng)深坑加連接槽的方式進行開挖。要求槽的深度,不低于0.5m,佳為(wèi)0.8~1.5m。其實際的深度,可(kě)以參考如下的原則:土壤電(diàn)阻率越高,埋設深度就要越大;地下水位越低,埋設深度就要越大。
挖好槽後,在槽的底面,敷設一層降阻劑,然後将模塊平放于降阻劑上方,并用(yòng)力夯實。利用(yòng)熱鍍鋅扁鋼或是銅等導體(tǐ)(建議尺寸不小(xiǎo)于3×30mm),将模塊之間的極芯連接起來,其連接方式,建議采用(yòng)焊接方式,如果現場不充許,接地模塊可(kě)采用(yòng)鉚接的方式。無論何種方式,均需要表面過兩遍漆進行防腐蝕處理(lǐ)。用(yòng)同樣的方式,連接一根到地面觀測井的彙流排上。
如果現場挖出的土壤為(wèi)砂石黃泥等類型,建議回填土部分(fēn)換成其它導電(diàn)率更高的泥土,以增加降阻效果。在回填過程中(zhōng),需要澆适量的水,分(fēn)層夯實。完成後,在模塊及連接扁鋼或是銅排上面,再用(yòng)降阻劑敷設一層,直至将模塊完全密封為(wèi)止。施工(gōng)過程中(zhōng),需要加少量的水,使降阻劑與模塊之間完全接觸。
接地模塊在整個防雷中(zhōng)占據重要地位,而接地效果的好壞不僅取決于設計,還受接地裝(zhuāng)置的影響,對于城市的普通土壤,其土壤質(zhì)量本身不錯。用(yòng)普通的金屬就能(néng)達到要求。但對于高土壤電(diàn)阻率的土壤,腐蝕性強,高寒地區(qū)的土壤,使用(yòng)普通接地體(tǐ)既加大成本,又(yòu)達不到很(hěn)好的效果。在這種情況下使用(yòng)非金屬接地模塊,效果更佳。