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1、電氣化鐵道牽引變電所接地降阻技術(shù)措施李和平(中鐵二十一局集團(tuán)電務(wù)電化工程公司蘭州730000)摘要針對高土壤電阻率地區(qū)復(fù)合接地體的施工,結(jié)合現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),給出了接地網(wǎng)施工的方案、降低接地電阻的具體措施、施工方法及注意事項(xiàng)等。關(guān)鍵詞牽引變電所接地降阻分析處理隨著國家“十一五”規(guī)劃鐵路建設(shè)規(guī)模的不斷加大,全國新建和改建的電氣化線路四通八達(dá),遍布在國家各個行政地域。在電氣化鐵道供電系統(tǒng)中,由于采用了相當(dāng)于中性點(diǎn)不接地的一線一地或兩線一地三相系統(tǒng)。因此,系統(tǒng)一相電流是流經(jīng)鋼軌和地中的,也就是說牽引網(wǎng)包括接觸
2、網(wǎng)—軌道回路和軌道—地回路。那么牽引變電所的接地網(wǎng)既是牽引供電系統(tǒng)正常工作電流回路的一部分,同時也是牽引變電所電氣設(shè)備的工作接地和保護(hù)接地。所以,關(guān)于牽引變電接地裝置的施工方法和地網(wǎng)降阻的分析處理,對于牽引變電所投運(yùn)后的安全可靠運(yùn)營是十分重要的。但在實(shí)際施工當(dāng)中卻往往被忽視,給電氣化鐵路安全帶來嚴(yán)重隱患,甚至影響人身、設(shè)備和運(yùn)輸安全。長期以來,尤其是對于地處西北干旱、沙漠、戈壁、石質(zhì)地質(zhì)地區(qū),如何很好的解決牽引變電所接地網(wǎng)降阻是牽引變電所施工中的一個難題。本文以蘭新線武嘉段清水牽引變電所為例,來闡述
3、高電阻率土壤接地裝置的施工方案及降阻措施。慮接地時,繼電保護(hù)工作,在這類系統(tǒng)中規(guī)定最高允許接地電壓為2000V是安全的,因此接地電阻應(yīng)滿足下式要求RJd≤2000/Id式中:Id—計(jì)算用的流經(jīng)接地裝置的入地短路電流,A;Rjd—考慮到季節(jié)變化時的最大接地電阻,Ω。當(dāng)Id>4000A時,可取RJd≤0.5Ω。在牽引變電所接地電阻計(jì)算當(dāng)中,因不再考慮Id的變化,而把RJd≤0.5Ω作為一個最低的要求值。電氣化鐵路牽引變電所在所址選定設(shè)計(jì)中,是隨線路按規(guī)定距離設(shè)置,其移動范圍相對很小,而西北地區(qū)鐵路沿線地
4、質(zhì)狀況多為干旱、戈壁、沙漠地帶,土壤電阻率非常高。根據(jù)測量可知多在2500Ω·m以上。我們知道,對于接地降阻問題,在實(shí)際施工當(dāng)中常用的降阻處理措施是:外引接地體、打井深置接地體、接地體敷設(shè)于水下、填充電阻率低的物質(zhì)。可是,在西北地區(qū)由于土壤電阻率高、地域面積大,地上、地下缺水,一般降阻劑對接地體腐蝕性較大且耐久性差。因此,要確保牽引變電所接地裝置安裝施工,既安全可靠又經(jīng)濟(jì)又能使接地網(wǎng)電阻滿足設(shè)計(jì)和運(yùn)營要求,就必須因地制宜分析采取相應(yīng)新的施工方案和措施。1牽引變電所接地技術(shù)要求及現(xiàn)場狀況分析在不同電壓
5、等級的電力網(wǎng)中,根據(jù)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,其中性點(diǎn)可以采用大電流接地系統(tǒng)或小電流接地系統(tǒng)兩種運(yùn)行方式。對牽引變電所,其主變壓器二次繞組多采用一相接軌、接地運(yùn)行。牽引電流的一部分將由地經(jīng)接地裝置返回變壓器,是屬于大電流接地系統(tǒng)的不規(guī)則運(yùn)行方式。因此,若發(fā)生單項(xiàng)接地就會有強(qiáng)大的短路電流從接地點(diǎn)流入地中,產(chǎn)生很高的接地電壓。根據(jù)我國運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)考2高電阻率土壤接地裝置的施工方案及降阻措施在電氣化鐵道牽引變電所施工中,接地網(wǎng)敷設(shè)一般屬前期隱蔽工程,一次處理不好會造成很大的收稿日期:2007-04-15鐵道建筑技
6、術(shù)RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2007(增)217·電氣化與通信信號·經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。因此,施工單位必須引起足夠的重視。首先要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、地形、土質(zhì)、設(shè)計(jì)勘測資料數(shù)據(jù)及運(yùn)營、建設(shè)單位的要求,確定接地網(wǎng)施工的技術(shù)方案和措施。我公司長期在西北地區(qū)承建了天蘭、石蘭、蘭武、武嘉等線電氣化鐵路改造工程,所遇牽引所的地質(zhì)狀況均屬高電阻率土壤。2.1高電阻率土壤接地裝置施工方案的制訂蘭新線武嘉段清水牽引變電所地處戈壁灘,氣候常年干燥干旱,土壤電阻率經(jīng)在2500Ω·m左右。根據(jù)
7、施工調(diào)查和前期房建基礎(chǔ)開挖發(fā)現(xiàn),該址地下1～1.5m為砂土和卵石地層,若按常規(guī)自然接地的施工方法,顯然無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。針對具體情況,我們根據(jù)已往施工經(jīng)驗(yàn),首先高度重視,同時依據(jù)現(xiàn)場現(xiàn)狀和初測土壤電阻率數(shù)據(jù),結(jié)合經(jīng)濟(jì)節(jié)約的原則,及時制訂了如下所述的初步處理方案。(1)接地網(wǎng)溝開挖以人工為主,加寬0.5m、加深1m,接地極改砸入為埋入。接地網(wǎng)均壓帶長度和接地極安裝數(shù)量按設(shè)計(jì)要求數(shù)量實(shí)施。(2)在接地帶和接地極敷設(shè)安裝處增加適用有效的降阻劑。(3)接地裝置埋設(shè)周圍換填電阻率較低的土壤。(4)按此辦法施工
8、完成后,若仍達(dá)不到要求,再在牽引變電所圍墻外周圍敷設(shè)一周,加大地網(wǎng)面積,增大接地極坑的開挖、換土量和降阻劑,然后從四面與所內(nèi)接地網(wǎng)雙連接。直至達(dá)到要求為止。(5)施工方案的實(shí)施須經(jīng)建設(shè)單位批準(zhǔn)。根據(jù)運(yùn)營單位提議并經(jīng)建設(shè)單位同意,清水牽引變電所為增強(qiáng)接地裝置長久耐用,方案補(bǔ)充將水平接地帶扁鋼改為銅絞線,垂直接地極角鋼改為銅棒。2.2具體降阻措施按照接地網(wǎng)敷設(shè)方案,接地裝置材質(zhì)由鋼改為銅后,由于接地均壓帶為多股銅絞線,接地極為銅棒,其與地接觸面積,同角鋼、扁鋼與地接觸面積
