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1、沿海高土壤電阻率地區(qū)牽引變電所接地降阻設(shè)計(jì) 摘要：牽引變電接地系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電氣化鐵路安全運(yùn)行的重要保障措施之一，其設(shè)計(jì)直接關(guān)系到電氣設(shè)備和人身的安全、鐵路系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。各種接地材料的類(lèi)型及導(dǎo)體連接方式的選擇則直接影響到接地系統(tǒng)的成本、安全和壽命。本文以海南東環(huán)鐵路高土壤電阻率地區(qū)牽引變電所為例，結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件進(jìn)行充分研究，推出了一套行之有效的接地降阻方案。關(guān)鍵詞：牽引變電所沿海高土壤電阻率接地降阻Abstract:Thegroundingsystemoftractionsubstationisoneofimportantsafeguard
2、softheelectrifiedrailway,itsdesignisdirectlyrelatedtoelectricalequipment,personalsafetyandrailwaysystemrunningstatus.Allkindsofearthingconductormaterialtypesandthechoiceofconnectionmodearedirectlyaffectingtheearthingsystemofthecost,safety,andusefullife.Takingthehighsoilres
3、istivityareatractionsubstationofHainan-EastRailwayasanexample,thisarticleadequatelyresearchaneffectivegrounding8resistancereductionschemewitchiscombiningwithlocalgeologicalconditions.Keywords:Tractionsubstation,Coastal,highsoilresistivity,groundingresistancereduction中圖分類(lèi)號(hào)：
4、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2013）引言牽引變電接地系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電氣化鐵路安全運(yùn)行的重要保障措施之一，其設(shè)計(jì)直接關(guān)系到電氣設(shè)備和人身的安全、鐵路系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，各種接地材料的類(lèi)型及導(dǎo)體連接方式的選擇則直接影響到接地系統(tǒng)的成本、安全和壽命。本文以海南東環(huán)鐵路高土壤電阻率地區(qū)牽引變電所為例，結(jié)合當(dāng)?shù)氐刂窏l件進(jìn)行充分研究，推出了一套行之有效的接地方案。海東線(xiàn)牽引變電接地網(wǎng)設(shè)計(jì)原則根據(jù)本線(xiàn)地質(zhì)勘測(cè)資料，各所場(chǎng)坪的土壤條件差異很大，土壤電阻率最低為新三亞牽引變電所59Ω·m，最高為英州牽引變電所2238Ω·m。具體情況見(jiàn)下表：牽引變電所
5、本線(xiàn)牽引變電所亭的接地網(wǎng)主要設(shè)計(jì)原則如下：8（1）各所均設(shè)置以水平接地體為主、相隔適當(dāng)距離加垂直接地體為輔的網(wǎng)格式接地裝置。牽引變電所、分區(qū)所接地網(wǎng)埋深為0.8m，均壓帶平均間距為5m至10m。（2）接地體采用銅鉸線(xiàn)作水平接地網(wǎng)，用銅鍍鋼棒作垂直接地極，接地體之間的連接采用熔焊焊接。（3）牽引變電所接地網(wǎng)的接地電阻不大于0.5Ω；分區(qū)所接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)不大于4Ω。以常用復(fù)合接地網(wǎng)工頻接地電阻計(jì)算公式：，可初步測(cè)算出不采取特殊措施時(shí)，各所接地網(wǎng)接地電阻值見(jiàn)下表：海東線(xiàn)接地降阻計(jì)算案例以本線(xiàn)土壤電阻率最高的英州牽引變電所為例進(jìn)行接地降阻設(shè)計(jì)。
6、根據(jù)本所地質(zhì)勘測(cè)返回資料，本所為沖洪積平原地貌，地形平坦開(kāi)闊，土壤構(gòu)成主要為松軟土、粉質(zhì)黏土及花崗巖，平均土壤電阻率為2238Ω·m。（1）降低接地電阻最最簡(jiǎn)單有效的方式是擴(kuò)大接地網(wǎng)面積，根據(jù)接地網(wǎng)計(jì)算公式，反推當(dāng)R取目標(biāo)值0.5Ω時(shí)，接地網(wǎng)面積S為5008644m2。而目前英州牽引變電所現(xiàn)有有效接地面積僅3380m2，與5008644m2相差懸殊，所以，本所僅靠擴(kuò)大接地網(wǎng)面積的方法降低接地電阻是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。8（2）另一傳統(tǒng)降低接地電阻的方法是敷設(shè)降阻劑，它的原理是將所內(nèi)部分土壤用降阻劑替換，并輔助打多口深井，即可將接地網(wǎng)等效于一個(gè)半球接地
7、體，根據(jù)接地電阻計(jì)算公式，其中r為等效球體的半徑，即為接地井深度，反推出當(dāng)R取目標(biāo)值0.5Ω時(shí)，r為713m。根據(jù)本所的地質(zhì)條件，如打多處深達(dá)713m的深井，成本相當(dāng)高，且施工難度巨大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)。（3）從接地電阻計(jì)算公式可看出，r取值越大，接地電阻值就越小。而采用打深井的方法成本很高，在海南東環(huán)線(xiàn)牽引變電所接地降阻設(shè)計(jì)中，選用了防腐電解極產(chǎn)品。該電解極內(nèi)填裝無(wú)毒化合物晶體，敷設(shè)于土壤中，作為釋放電解質(zhì)的載體，電解極表面設(shè)有呼吸孔，可以吸收土壤中的水分，使內(nèi)部的晶體變?yōu)殡娊赓|(zhì)溶液從呼吸孔中排出，逐漸向四周砂紙粘土的縱深方向和巖石表面滲透，使原
8、來(lái)砂巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)形成一個(gè)良好的電解質(zhì)導(dǎo)電通道，大范圍地降低土壤電阻率。接地降阻具體計(jì)算過(guò)程如下：①水平復(fù)合接地網(wǎng)接地網(wǎng)總面積S=3380m2水平接地極總長(zhǎng)度L=856m水平接地極埋
