浅谈CCS电站机电安装工程的接地安装及选材

张发迪

（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南昆明650041）

浅谈CCS电站机电安装工程的接地安装及选材

张发迪

（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南昆明650041）

接地工程是水电站建设施工中重要的一个分项，由于环境的不同接地网的设计也存在较大差异。系统的接地工程主要由接地体、连接线组成接地网络，其中影响接地效果的几个因素有土壤电阻率、接地体的选择、安装工艺等。在接地安装中需要综合考虑设备的可靠运行、工作人员的绝对安全、最好的经济效果。下面将对接地工程各个关键环境进行分析比较，来说明CCS电站接地安装的合理性。

接地安装；分类；选材

1　 CCS电站接地安装工程中接地网的组成及施工工序

1.1明敷接地

明敷接地的安装布置主要以设计图纸尺寸为参考，整体应做到横平竖直，美观大方。接地线应水平或垂直敷设，敷设时用红外放线仪或划线的方式进行放线，敷设位置应不妨碍设备的拆卸与检修，接地线表面应有明显标示，端部预留或连接应符合设计要求。铜包钢绞线和接地铜排铝热焊接后应对焊点处的焊渣进行清理，检查焊接的可靠性。对使用螺丝连接的接地铜排等，应用板手检查连接螺栓的紧度。施工程序如图1所示：

图1　明敷接地程序框图

1.2暗敷接地

对应浇筑在混泥土内的铜绞线，在建筑物伸缩缝段用PVC管套住铜绞线，需注意铜绞线受力不可太紧，以配合建筑物的热胀冷缩。对于埋入大地的暗敷接地施工前，检查预埋坑位置和深度等符合设计图纸要求后，方可进行铜包钢绞线、接地扁铜和接地极的预埋。施工程序如图2所示：

图2　预埋接地程序框图

2　重点施工工序介绍

2.1接地极安装

接地极安装前，要根据现场情况判定是否需要钻孔，对于直径小于25 mm，且土壤为粘土的情况无需钻孔，可以直接用锤头套在铜包钢接地极顶部，敲打锤头打入接地极。敲打接地体时应平稳，锤击接地体正中，接地极应与地面保持垂直，防止打偏。对于岩石、沙夹石土壤均需要土建进行钻孔，钻孔直径和深度根据设计图纸和施工需要进行，接地极放入孔中后，根据图纸要求的材料回填并夯实。

2.2铝热焊接

根据设计图纸的接头形式，采用厂家提供的相应模具、配套工具和对应接头的焊接试剂。焊接接头截取时要垂直于焊缝轴线方向截取，截取前用铁丝将端头扎紧，截取方式采用机械加工方式（例如用钢锯、切割机、磨光机、铣床等），不能使用剪切方法和热切割方式，截取完成后检查对接端头的平整度，对于不齐的接头应重新截取。在施工现场进行铝热焊接时若遇到下雨，要采取防雨措施，在焊接部位用脚手架管搭设防雨棚，避免雨水落在焊接模具上；若遇到大风，要采取防风措施，在焊接部位放置挡风板，防止焊剂被吹散。

2.3避雷器、避雷针的安装

将按照批复的设计图纸和厂家安装说明书进行安装，安装前根据设计图纸采用全站仪放置测量控制点，质量要求遵循图纸上提到的安装质量规范以及设备厂家提供的安装要求。安装程序如下：

（1）避雷器、避雷针吊装时采用软吊带以及卸扣进行吊装，使用钢丝绳时采取保护措施；吊装过程中检查稳定性，防止倾斜。

（2）避雷器组装前，检查其各节位置的出厂标志的编号，禁止互换，做到法兰间连接可靠（部分产品法兰间有连接线），连接处的金属接触表面，除去氧化膜及油漆，并涂一层电力复合脂。

（3）根据设计图纸安装避雷器支架，放电计数器底座接地确保牢固可靠。

（4）避雷器安装时确保水平和垂直，并列安装的避雷器三相中心在同一直线上。（5）按照图纸安装接线盒及铭牌，并朝向一致。（6）根据制造厂家随设备到货的安装说明书进行安装、检查和试验。

3　 CCS电站接地保护类型的分类、主要分布位置及施工工艺

3.1防雷接地

防雷接地由避雷针、避雷带、接地网组成，电源（强电）防雷接地是受到雷电袭击（直击）时，为防止造成损害的接地系统。主要是用避雷器的一端与被保护设备（如通信塔、出线构架等）相接，另一端连接地装置。当发生直击雷时，避雷器将雷电引向自身，雷电流经过其引下线和接地装置进入大地。在CCS电站主要安装于室外高层设备及建筑物。下面将对其种类、布置及工艺分别介绍。

（1）较高的金属构架。主要分布在首部进水口通信塔及路灯、调蓄水库通信塔、出线厂出线构架、室外控制楼通信塔等。施工工艺均是将避雷针安装于设备顶部，采用1×185 mm2铜包钢将避雷针与主接地网连接。

（2）室外建筑物。CCS电站所有室外建筑房屋均安装避雷针，并沿建筑顶部护栏顶端用Φ12 mm纯铜棒横向焊接成避雷带，再与主接地网连接。

（3）建筑物内的金属设备、金属管道和钢筋结构等。由于雷电引起静电感应副效应，为了防止造成间接损害，如房屋起火或触电等。另外雷电波会沿着低压架空线、电视天线侵入房屋，引起屋内电工设备的绝缘击穿，从而造成火灾或人身触电伤亡事故，所以CCS电站对建筑物内的金属设备、金属管道和钢筋结构等均有接地，如压力钢管、上下楼梯扶手、装潢金属骨架。其施工根据设备构造进行，若设备有螺栓可用铜牌或铜鼻子压接，若无螺栓可焊接4mm×40mm的镀锌扁铁，焊接完成后涂防腐漆。

3.2工作接地

工作接地是为了使系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。在CCS电站主要分为机器逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地。

（1）机器逻辑地、信号回路接地主要根据设备说明书，采用压接铜芯黄绿接地线的方式进行接地。

（2）屏蔽接地。CCS电站电缆屏蔽层接地根据电缆分类接地方式也有不同。但接地工艺均是采用缠绕铜编织软线后套热缩管的方式进行。

1）计算机电缆：电站计算机监控系统的模拟信号回路电缆屏蔽层，作为信号返回回路的同轴电缆，不得构成两点或多点接地，应集中一点接地。如计算机电缆采用双重屏蔽，内屏蔽层为一点接地，外层蔽层为两点接地。

2）动力电缆采用两端接地。

3.3等电位接地

在电力系统中，通常有许多不同型号不同性能的电气设备同时工作。由于这些设备的工作状态不同，当发生故障时，不同的设备，其外露金属部分可能有不同的电位，因此当人体同时接触这些设备时，会产生一定的接触电压，从而造成触电事故。所谓等电位接地，就是用金属导线将上述设备的外露金属部分相互连接在一起，并将它们进行共同接地。这样，当人体同时接触不同的设备时，就不会产生危险电压差。CCS电站等电位接地主要布置在各处通信室、直流配电室和继电保护室。安装程序如下：

（1）沿成排电气盘柜敷设4 mm×40 mm铜牌，并用绝缘子支起加固。

（2）将各排铜牌两端用同等规格铜牌连接，使其连接成一个整体的方格网。再将其与主接地网连接（不少于两处）。次工序可用螺栓压接。

（3）将各个盘柜接地点与就近接地铜牌连接。连接线依据图纸中导体截面积要求用铜质软芯黄绿接地线压接。

4　各部位接地材料的比较及选材

4.1主接地网

CCS电站主接地网在设备集中区域均有设计，主要分布于首部进水口、调蓄水库及出线场。主要材料有铜包钢接地极、铜包钢绞线、降阻剂及黏土。其选材有以下几项理由。

（1）铜包钢接地极及铜包钢接地绞线耐腐性强，放热焊接电阻小。可靠的保证了电站的长期运行，施工期间无需电源配装，节约成本的同时对施工安全及进度起到了积极作用。

（2）降阻剂及黏土。在接地安装中降阻剂属常规用材，CCS电站主接地网首先采用降阻剂包围铜包钢绞线敷设，再使用黏土对其外包，对CCS电站的沙质土壤电阻高这一条件进行了改善。

4.2接地干线

CCS电站接地干线采用铜包钢绞线外套PVC管的方式安装。充分发挥了铜包钢绞线机械性能强、导电性好的特点，集成了传统接地扁铁和纯铜导体的优势。外套PVC管的安装方式使管内的铜包钢绞线有更好的活动量，对接地体形成保护的同时建筑物伸缩缝处也得到了补充。

4.3设备接地端

机电安装中为使安全可靠性、安装强度及经济成本达到最优组合，各种设备的接地安装材料各不相同。CCS电站设备与主接地网连接的设备端用材主要包括：接地铜牌、铜质软芯电缆、接地扁铁。下面就其应用理由进行说明。

（1）接地铜牌耐腐蚀性强、导电率高载流量大。主要用于大型装置和高压设备，如GIS组合开关，变压器、中性点接地装置，各种电机等。

（2）铜质软芯电缆导电率高、转弯灵活、安装方便，根据不同设备可选择不同截面导体。主要应用于各种盘柜、楼梯扶手、门窗等转弯较多地点。

（3）接地扁铁相对于铜牌和铜芯软线其优势主要是与设备连接时可焊接，对于无螺栓连接点设备适用性强。如盘柜基础，油压装置等可焊接设备的连接。

5　防雷接地施工要注意的事项

（1）安装前材料质量的把关。材料质量是工程质量的基础，材料质量得不到保证，施工人员的施工水平再高也无法保证施工质量。安装前需要查看铜包钢绞线和铜芯线是否断丝。

（2）安装时即要保证跟其他专业的配合工作要及时高质地完成，又要保证安装质量，主要需注意以下3点：

1）放热焊要饱满可靠；

2）与设备的焊接搭接面要符合相关要求，即大于2.5倍导体宽度；

3）各处压接需清除接触面间的杂物，保证可靠的金属连接，保证螺栓紧固。

（3）安装后要清除焊渣杂物，及时防腐刷漆、做好标识。对各处抽头要及时固定保护、以免土建工作对其破坏。

6　结论

CCS电站机电安装工程的接地安装，针对环境特点对安装材料做出了相应补充加强，如图纸中无敷设黏土要求，但安装时结合条件及时交流增加，并对图纸进行完善。在与各种设备连接时，根据各种结构所选用材料各不相同，充分考虑了各种优缺点后进行安装。最终顺利通过各种测试验收，在国际工程中见证了技术的合理可靠。

［1］IEEE Std80-2000交流变电站接地安全导则［S］.

［2］成都桑莱特厂家产品手册［Z］.

［3］UL467接地与连接设备［S］.

TM862

B

1672-5387（2016）09-0046-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.09.016

2016-04-15

张发迪（1989-），男，助理工程师，从事机电安装施工及技术指导工作。