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A红光停车场综合接地工程系统降阻方案四川桑莱特润吉防雷工程有限公司二0一二年三月十一日1.该建筑物接地防雷重要性该建筑物是电力系统的中的中控室,存放着高电压等级的开关柜等设备,在发生雷电流侵入或者故障电流的侵入时有可能使重要设备遭到严重损坏,电力系统陷入瘫痪状态,造成大面积的停电,严重影响正常的设备运行。该建筑物遭受的雷害事故主要来自:一是雷直击于变电站的电气设备上;二是输电线路在雷电时产生感应雷过电压或遭受雷击时产生直击雷过电压形成的雷电波沿着线路侵入变电站。对直击雷的防护一般采用避雷针或避雷线,对雷电波侵入防护的主要措施是采用避雷器限制过电压幅值,同时辅之以相应措施,以限制流过避雷器的雷电流和降低侵入波的陡度。2.接地电阻意义(1)接地电阻的定义接地电阻为接地体的电位与通过接地体流入地中电流的比值。它与土壤特性及接地体的几何尺寸有关。接地体的接地电阻可以通过求解电流场得到。电流流经接地体向地中散流时所遇到的土壤电阻为散流电阻,通常所说的接地电阻包括接地引线的电阻、接地引线与接地装置的接触电阻、接地体本身的电阻、接地体和土壤间的接触电阻及土壤的散流电阻。因为散流电阻比其他四种电阻大得多,因此可以近似的认为接地电阻等于散流电阻。(2)接地电阻与电容的关系接地体的接地电阻与它的电容成反比,在电阻率ρ和介电常数ε一定的情况下,接地体的电容与它的几何尺寸成反比。因此,接地网的面积愈大,电容就愈大,则接地电阻就愈小。一个由很多水平导体构成的接地网可以近似地当作一块孤立的平板,它的电容主要由它的面积大小来确定。如果在此平板上装有较短的垂直接地体,不足以改变决定电容大小的几何尺寸,因此对电容的影响不大,而接地电阻减小亦很小。(3)接地体间的屏蔽效应在实际的接地工程中,一个接地装置往往由多个接地导体组成,当电流通过其中某个接地导体向地中散流时,将会受到其他接地导体的影响。严格地讲,只有当各个接地体间的距离为无限大时,各接地导体产生的电场之间才没有相互作用。由于各接地体之间的相互作用,接地装置的接地电阻R不等于各接地体接地电阻的并联值RP。工程上一般采用利用系数来表示接地体之间的屏蔽效应,利用系数η为:η=RP/R利用系数η1。3.项目情况简述及土壤电阻率情况与要求该项目为于成都市犀团路,为地铁运行停靠列车头的停车场,防故障电流与雷电流的侵入危害设备安全时做地网时考虑的重要点。该项目所处土壤多为粉质粘土、细砂,经测量土壤电阻率为60Ω.m;该项目的接地电阻要求值为R≤0.4Ω。4.地网材料的选择随着接地技术的不断向前发展,现在已出现了不少的接地新材料和降阻新方法,如铜覆钢材料、离子接地材料等.铜覆钢材料与传统镀锌钢材具有如下优点:1具有良好的导电性。传统镀锌导体在承受25KA电流2秒钟导线截面积是需要300mm2。铜覆钢导体在承受25KA电流2秒钟导线截面积是只需要200mm2。也就是说在常规设计中采用300mm2的镀锌导体在用铜包钢导体时只需要200mm2就可以了,从而可以大大的节约材料和施工难度。2雷电的二次效应。镀锌导体在强电流通过时在其周围会产生很强的电磁场,从而会产生很强的感应电流,这也就是我们平常说的雷电二次效应;铜覆钢材料是将电解铜加热至1200℃熔化成液态以后,再次结晶在钢芯上,在1200℃时铜钢结合面形成合金化过镀层,分子链结构,双金属界面完全结合,从而实现铜与钢之间可延性冶金熔接,从而具有良好的导瓷性,可以减少产生雷电二次效应。3防腐性。大家都知道传统镀锌导体外的镀锌只有0.06mm,在常规环境中只能保持10年左右的使用寿命。铜覆钢材料钢导体外的铜层厚度≥0.3mm,而铜的年腐蚀率为0.01mm,可以保证30年以上的寿命,减少维修周期,减少维护费用。4机械强度。传统镀锌导体在作为水平接地体时,由于金属与土壤的摩擦外层的镀锌层很容易脱离,从而降低了导体的防腐性。铜覆钢材料钢接地体由于其铜层厚度大,在与土壤的摩擦中不会致使铜层脱落,从而很小的影响其防腐性。5铜、铜覆钢、钢三者的比较材料名称在常规环境中的腐蚀率相对导电率相对导磁率软铜线0.01mm/年100%100%铜包钢外层0.01mm/年内层0.2mm/年97%80%1020号钢0.2mm/年40%0.5%根据以上多方面的分析与比较,从实际中考虑本工程的安全性、经济性、合理性。接地材料采用50×5mm纯铜扁带与SRB1730D铜覆钢接地极(铜层厚度不小于1mm)。5.解决方案1、水平接地极采用-50×5mm纯铜扁带,有效提高接地网的使用年限;2、接地网应埋设在水平面小0.6米;3、垂直接地极选用铜覆钢接地极,起着固定接地网和快速泄放电流的作用;4、垂直接地极顶部埋设深度为0.6米,根据本项目的地质特点,垂直接地极长度选取3米;5、水平接地网与建筑物基础距离不小于1.5米;6、用物理降阻剂包裹水平接地极,改善金属接地极周围的土壤导电环境,有效降低接地电阻,每米敷设25Kg;7、用HC高能回填料包裹垂直接地极,有效降低接地电阻,每3米4袋HC高能回填料。6.地网接地电阻的理论推算地网接地电阻受土质、天气条件、地网接地极长度、接地极数量、深度、材质、接地极形状、地网结构等多个因素影响。准确地计算其数值非常困难。但可以尽量客观地进行测算,减少地网设计的盲目性。6.1已知条件本计算以DL/T621-1997等规范中提供的各项计算为依据。6.1.1接地电阻允许值R≤0.4Ω;6.1.2土壤电阻率ρ=60Ω.m;6.1.3建筑物长为42.5m,宽为10m,则地网长为49m,宽为16.5m;6.1.4水平接地极的材料50×5mm纯铜扁带,敷设物理降阻剂;垂直接地极采用镀铜钢接地极SRB1730D,敷设HC高能回填料。6.2地网接地电阻理论推算6.2.1水平接地网的接地电阻值:SkR5.011R:水平接地网的接地电阻,Ω:土壤电阻率,60Ω·mS:地网面积,16.5*49m2K:降阻系数,1.31R=0.812Ω0.812Ω>0.4Ω,因此我们需要增加垂直接地极组成的垂直接地系统与水平地网共同组成三维地网来满足降阻的要求。6.2.2理论计算地网垂直接地电阻122121111)(RRRRRRRRR:接地网总接地电阻,0.41R:水平接地极的接地电阻,0.8122R:垂直接地体并联后的接地电阻,:利用系数,0.82R=0.5286.2.3单套镀铜钢接地体的电阻KDLLRv)18(ln2vR:单套镀铜钢接地体的接地电阻,Ω:土壤电阻率,60Ω.mL:接地体长度,3mD:接地体等效直径,0.15mK:土壤调节系数,40%vR=5.196.2.4理论上离子接地体数量:nRRv2;2RRnv2R:为镀铜钢接地体并联接地电阻,0.528vR:单套镀铜钢接地体的接地电阻,5.19n:垂直接地体数目:多套镀铜钢接地体并联利用系数,0.65n=16套6.3计算验证6.3.1安装16套镀通过接地体垂直接地系统的电阻值3R为:nRRv33R:为镀铜钢接地体并联接地电阻vR:单套镀铜钢接地体的接地电阻,5.19n:镀铜钢接地体数目,16套:多套镀铜钢接地体并联利用系数,0.653R=0.5016.3.2地网总接地电阻)(3131RRRRRR:接地网总接地电阻,1R:水平地网的接地电阻,0.8123R:镀铜钢接地体并联接地电阻,0.501:利用系数,0.8R=0.3873<0.4,满足接地电阻要求。由于接地装置施工过程中存在诸多不可预见因素,施工完成后实测地网电阻。如达不到设计要求时,可适当外延地网面积增加垂直接地极的数量或采取其他降阻措施。7.设计依据7.1DL/T621-1997《交流电气装置的接地》7.2DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》7.3GB50169-2006《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》7.4GB50057-94《建筑物防雷设计规范》7.5GBJ79-85《工业企业通信接地设计规范》7.6DL475-2006《接地装置工频特性参数的测量导则》7.7DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》7.8DL/T5161.6-2002《电力装置施工质量检验》材料表统计序号名称型号单位数量标注1纯铜扁带50×5米175水平接地体2镀铜钢接地极SRB1730D根16垂直接地体铜层厚度大于1mm3物理降阻剂ISWL-I吨3.5敷设水平接地体4HC高能回填料吨1.6敷设垂直接地体5放热焊接模具SBB1-505套1SW-250P106放热焊接模具SBB3-505505套1SW-250P107放热焊接模具SBR2-172505套1SW-400P108焊粉SW-250P10袋409焊粉SW-400P10袋2010模具夹HK个111模具夹HK5个112工具箱TB016个1
本文标题:红光停车场综合接地方案
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