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摘要:为了加深对山区地段接地技术及应用的研究,笔者根据京九线(粤北山区)的特点,介绍了适合山区接地技术一些措施,主要分析如何降低山区地段的电阻率,其中包括接地体的有效长度和增大接地网面积、将接地体深埋于低电阻率的土壤中、换土、敷设降阻剂、以及爆破接地技术等。
关键词:山区;电阻率;接地技术;龙川县
Abstract: in order to deepen our understanding of the mountainous area technology and application of ground, the author, based on the integrate (north mountainous area) features, this paper introduces some measures for mountain grounding technology, mainly analyzes how to reduce the resistance of the mountainous area rate, including the effective length of grounding body and increasing the ground net.through introducing area, will the grounding body buried in low resistivity in the soil, in soil, laying down resistance agent, as well as blasting grounding technology, etc.
Keywords: mountain; Resistivity; Grounding technology; Longchuan county
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
在山区,土壤的电阻率一般较高而且不均匀,降低电阻率就显得非常重要,如换地点的话会导致成本大大增加[1]。笔者以京九线(粤北山区)接地为例,根据京九线(粤北山区)的地质特点以及环境来分析山区接地技术的特点,笔者主要介绍在山区中降低电阻率的方法,探讨山区地段接地技术的发展及应用,为山区地段接地技术的应用提供一些参考意见。
一、电装中的接地概念
就算是在电阻率接近零的导体上,两点表面之间渡越时间的延迟也还是会出现某种电抗效应,故不存在理想的接地平面。不是所有接地平面上的点都常处于零电位,就算在比较理想的情况下,在个两接地点之间也还是会产生微弱的电位差。因此,在电装的过程中应当充分分析地电位的分布情况,在接地平面上寻找电位相对低点,用来作为电路、敏感元器件或设备的接地点,并可靠接地。
二、增大接地网面积,增加接地体的有效长度
大地介电系数ε和电阻率ρ相对不容易改变,而接地网电容C与接地电阻R成反比,接地网面积与接地网电容C成正比,所以接地网的面积与接地电阻成反比,为了能减小接地电阻采用增大接地网面积是一种可行的有效途径。以京九线(粤北山区)为例:京九线(粤北山区)的可使用坡地面积较广,这为增大接地网面积提供了非常有利的条件。
图1 人工接地网的布置图2复式接地法
按图1 布置人工接地网,具体接地网的形状则由当地的地形来决定,若接地电阻达不到所需求,就可以再适当扩大接地网面积的方法[2]。在图1 中的人工水平接地体可采用40mm×4mm的热镀锌扁钢,人工垂直接地体可采用如图所示的长2.5m的50mm×50mm×5mm的热镀锌角钢。在京九线(粤北山区)坡地上主要由巨次坚石和风化石混合或风化碎石构成,土壤的电阻率一般都在3000Ω•m左右,在这种条件下要敷设接地网的难度较大,施工难度同样也非常大。笔者在此介绍一种能改善施工的难度技术。
准备施工前在开挖地点浇灌充足的水,因风化石组织的结构比较疏松,水分可以渗透到风化石的内部,在泡上一天一夜后风化石的强度也就只等于沙子被压实的状态,施工相对就容易。这时再一个挖为0.5~0.7m,宽为0.3m的沟槽,用来安装水平接地体,如遇到的是巨大花岗石则应绕过其来进行安装。注意回填的土最好应采用细黑土,如果没有这种条件也可采用挖出来的风化石,不过要注意不要使用大块的风化石,应尽量使用细小的风化石土,且一定要进行分层夯实。
三、深埋接地体于低电阻率土壤中
在土壤的电阻率随地层深度增加而减小较快的地方,则可以采用加深接地体的接地深度的方法来减小接地的电阻[3]。土壤的电阻率会随深度增加而减小的规律,会在深度达到一定的深后,电阻率就会突然的减小很多。我们可以利用这种规律,深埋这些接地体,让接地体深埋到电阻率低的地层中,通过土壤的小电阻率从而达到减小接地电阻的目的。在京九线(粤北山区)中,大部分都是风化石类的地质条件,山区的地质较硬,甚至有些在地面下0.1m深的地方就出现岩石,采用深埋接地体也存在一定的局限性。但是在其它的一些山区,因地质的原因,采用深埋接地体的方法来降低电阻率有非常好的效果,要深埋接地体还应考虑一些问题,如;深埋接地体应该远离山区中房屋人员相对集中的地方,以免出现安全隐患。通过深埋接地体技术施工,对降低电阻率具有事半功倍的效果,同时还能大大减小跨步电压。
四、人工改善土壤电阻率
在山区中要降低土壤的电阻率主要有两种方法:一是敷设降阻剂;二是换土。
降阻剂是一种化学处理的方法,它是将离子生成物質加入到接地体的周围,用来改善土壤的导电性能,采用这种物质的能增大接地体的有效半径,从而增大接地体的散流面积,最终使接地的电阻降低。
降阻剂的材料可分为凝胶和盐类(无机盐与有机盐)两种。盐类(如硫酸铜、氯化钠等) 能溶解于水,会受降雨以及地下水的冲刷而流失掉,目前采用的非常少;而目前常用的都是凝胶类降阻剂。它们有:亚铁氰化铜凝胶、硅酸盐凝胶、丙烯酰胺凝胶、水与石墨的混合物等。不管那种化学物质组成的降阻剂,必须具有以下几点基本性能: ①降阻时间长;②导电性能好;③具有耐蚀、缓蚀性;④具有一定的负阻特性;⑤能耐受大电流的冲击; ⑥降阻剂的本身应无毒,且对环境没有污染。在京九线(粤北山区)风化石坡地就可以采用在接地极周围敷设降阻剂的方法来达到降低电阻率的目的。
在山区中能采用换土法主要的对象是电阻率较高的土壤。采用电阻率较低的黑土、黏土及泥炭代代替电阻率较高的土壤,一般采用换掉接地体周围2~4m范围内的土壤[4]。
如果需要大面积的换土来处理接地网,如在文成县的这种电阻率较高的土壤的地方取材就是个非常困难的问题。而采用外地运输黑土、黏土等方法就会增加工程成本。建议采用敷设降阻剂与更换土壤两种方法搭配起来使用,先在接地体的周围敷设一圈厚度约为20mm的降阻剂(材料的用量按实际情况而定),然后再在降阻剂的周围再敷设一圈厚度约为300mm的低电阻率土壤,这样能保证接地效果。
五、山区在岩石层做接地网可采用爆破接地技术
在有火山盆地与中生代火山构造,部分山地的地表只覆盖着着一层厚为100mm的土壤,底下是固结坚硬的岩浆岩、变质岩、沉积岩,如土壤干燥电阻率会变得极高。在山区采用爆破接地技术是近年才发展起来的用来降低岩石地区接地装置的接地电阻的一种新技术[5]。通过爆破来制裂,在爆破的裂缝里安装接地极,再用压力机械将降阻剂浆料压入到裂隙中,从而能较大范围内改变土壤的电阻率,以达到降低接地电阻的效果。但是这种方法的造价很高,山区中只有在没有其他办法的情况下才使用。
六、结束语
综上所述,在山区地段接地技术中,最重要的就是降低接地电阻,以上所讲的几种降低接地电阻率的方法,具有非常好的效果。
参考文献:
[1] 韩仝,山区高速公路供配电工程降低接地电阻的方法与措施,华章, 2011年04期;
[2] 王小英,张赛忠,郑鸽,降低山区接地电阻的若干措施,建筑电气,2009年第10期;
[3] 蔡树军, 孙汝成,降低连云港山区配变接地电阻的研究与实践,江苏电机工程,2006年第04期;
[4] 廖华冲,朱文兵,赵国玉,实用接地技术在电装中的应用分析,兵工自动化,2011年 第2期;
[5] 黄卫东,刘家,采用非开挖技术降低接地电阻,电力建设,2009年第2期;
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:山区;电阻率;接地技术;龙川县
Abstract: in order to deepen our understanding of the mountainous area technology and application of ground, the author, based on the integrate (north mountainous area) features, this paper introduces some measures for mountain grounding technology, mainly analyzes how to reduce the resistance of the mountainous area rate, including the effective length of grounding body and increasing the ground net.through introducing area, will the grounding body buried in low resistivity in the soil, in soil, laying down resistance agent, as well as blasting grounding technology, etc.
Keywords: mountain; Resistivity; Grounding technology; Longchuan county
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
在山区,土壤的电阻率一般较高而且不均匀,降低电阻率就显得非常重要,如换地点的话会导致成本大大增加[1]。笔者以京九线(粤北山区)接地为例,根据京九线(粤北山区)的地质特点以及环境来分析山区接地技术的特点,笔者主要介绍在山区中降低电阻率的方法,探讨山区地段接地技术的发展及应用,为山区地段接地技术的应用提供一些参考意见。
一、电装中的接地概念
就算是在电阻率接近零的导体上,两点表面之间渡越时间的延迟也还是会出现某种电抗效应,故不存在理想的接地平面。不是所有接地平面上的点都常处于零电位,就算在比较理想的情况下,在个两接地点之间也还是会产生微弱的电位差。因此,在电装的过程中应当充分分析地电位的分布情况,在接地平面上寻找电位相对低点,用来作为电路、敏感元器件或设备的接地点,并可靠接地。
二、增大接地网面积,增加接地体的有效长度
大地介电系数ε和电阻率ρ相对不容易改变,而接地网电容C与接地电阻R成反比,接地网面积与接地网电容C成正比,所以接地网的面积与接地电阻成反比,为了能减小接地电阻采用增大接地网面积是一种可行的有效途径。以京九线(粤北山区)为例:京九线(粤北山区)的可使用坡地面积较广,这为增大接地网面积提供了非常有利的条件。
图1 人工接地网的布置图2复式接地法
按图1 布置人工接地网,具体接地网的形状则由当地的地形来决定,若接地电阻达不到所需求,就可以再适当扩大接地网面积的方法[2]。在图1 中的人工水平接地体可采用40mm×4mm的热镀锌扁钢,人工垂直接地体可采用如图所示的长2.5m的50mm×50mm×5mm的热镀锌角钢。在京九线(粤北山区)坡地上主要由巨次坚石和风化石混合或风化碎石构成,土壤的电阻率一般都在3000Ω•m左右,在这种条件下要敷设接地网的难度较大,施工难度同样也非常大。笔者在此介绍一种能改善施工的难度技术。
准备施工前在开挖地点浇灌充足的水,因风化石组织的结构比较疏松,水分可以渗透到风化石的内部,在泡上一天一夜后风化石的强度也就只等于沙子被压实的状态,施工相对就容易。这时再一个挖为0.5~0.7m,宽为0.3m的沟槽,用来安装水平接地体,如遇到的是巨大花岗石则应绕过其来进行安装。注意回填的土最好应采用细黑土,如果没有这种条件也可采用挖出来的风化石,不过要注意不要使用大块的风化石,应尽量使用细小的风化石土,且一定要进行分层夯实。
三、深埋接地体于低电阻率土壤中
在土壤的电阻率随地层深度增加而减小较快的地方,则可以采用加深接地体的接地深度的方法来减小接地的电阻[3]。土壤的电阻率会随深度增加而减小的规律,会在深度达到一定的深后,电阻率就会突然的减小很多。我们可以利用这种规律,深埋这些接地体,让接地体深埋到电阻率低的地层中,通过土壤的小电阻率从而达到减小接地电阻的目的。在京九线(粤北山区)中,大部分都是风化石类的地质条件,山区的地质较硬,甚至有些在地面下0.1m深的地方就出现岩石,采用深埋接地体也存在一定的局限性。但是在其它的一些山区,因地质的原因,采用深埋接地体的方法来降低电阻率有非常好的效果,要深埋接地体还应考虑一些问题,如;深埋接地体应该远离山区中房屋人员相对集中的地方,以免出现安全隐患。通过深埋接地体技术施工,对降低电阻率具有事半功倍的效果,同时还能大大减小跨步电压。
四、人工改善土壤电阻率
在山区中要降低土壤的电阻率主要有两种方法:一是敷设降阻剂;二是换土。
降阻剂是一种化学处理的方法,它是将离子生成物質加入到接地体的周围,用来改善土壤的导电性能,采用这种物质的能增大接地体的有效半径,从而增大接地体的散流面积,最终使接地的电阻降低。
降阻剂的材料可分为凝胶和盐类(无机盐与有机盐)两种。盐类(如硫酸铜、氯化钠等) 能溶解于水,会受降雨以及地下水的冲刷而流失掉,目前采用的非常少;而目前常用的都是凝胶类降阻剂。它们有:亚铁氰化铜凝胶、硅酸盐凝胶、丙烯酰胺凝胶、水与石墨的混合物等。不管那种化学物质组成的降阻剂,必须具有以下几点基本性能: ①降阻时间长;②导电性能好;③具有耐蚀、缓蚀性;④具有一定的负阻特性;⑤能耐受大电流的冲击; ⑥降阻剂的本身应无毒,且对环境没有污染。在京九线(粤北山区)风化石坡地就可以采用在接地极周围敷设降阻剂的方法来达到降低电阻率的目的。
在山区中能采用换土法主要的对象是电阻率较高的土壤。采用电阻率较低的黑土、黏土及泥炭代代替电阻率较高的土壤,一般采用换掉接地体周围2~4m范围内的土壤[4]。
如果需要大面积的换土来处理接地网,如在文成县的这种电阻率较高的土壤的地方取材就是个非常困难的问题。而采用外地运输黑土、黏土等方法就会增加工程成本。建议采用敷设降阻剂与更换土壤两种方法搭配起来使用,先在接地体的周围敷设一圈厚度约为20mm的降阻剂(材料的用量按实际情况而定),然后再在降阻剂的周围再敷设一圈厚度约为300mm的低电阻率土壤,这样能保证接地效果。
五、山区在岩石层做接地网可采用爆破接地技术
在有火山盆地与中生代火山构造,部分山地的地表只覆盖着着一层厚为100mm的土壤,底下是固结坚硬的岩浆岩、变质岩、沉积岩,如土壤干燥电阻率会变得极高。在山区采用爆破接地技术是近年才发展起来的用来降低岩石地区接地装置的接地电阻的一种新技术[5]。通过爆破来制裂,在爆破的裂缝里安装接地极,再用压力机械将降阻剂浆料压入到裂隙中,从而能较大范围内改变土壤的电阻率,以达到降低接地电阻的效果。但是这种方法的造价很高,山区中只有在没有其他办法的情况下才使用。
六、结束语
综上所述,在山区地段接地技术中,最重要的就是降低接地电阻,以上所讲的几种降低接地电阻率的方法,具有非常好的效果。
参考文献:
[1] 韩仝,山区高速公路供配电工程降低接地电阻的方法与措施,华章, 2011年04期;
[2] 王小英,张赛忠,郑鸽,降低山区接地电阻的若干措施,建筑电气,2009年第10期;
[3] 蔡树军, 孙汝成,降低连云港山区配变接地电阻的研究与实践,江苏电机工程,2006年第04期;
[4] 廖华冲,朱文兵,赵国玉,实用接地技术在电装中的应用分析,兵工自动化,2011年 第2期;
[5] 黄卫东,刘家,采用非开挖技术降低接地电阻,电力建设,2009年第2期;
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。