在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中,接地電阻扮演著至關(guān)重要的角色,其核心使命便是確保人身安全。
當(dāng)故障電流或是雷擊電流產(chǎn)生時(shí),必須借助接地裝置迅速將其導(dǎo)入地下,以此有效降低電擊以及火災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。
較低的接地電阻意味著能提供更優(yōu)的電流通路,加快故障電流的泄放速度,防止電壓在設(shè)備外殼或其他可供人員接觸的部位積聚,進(jìn)而極大程度地減少電擊危險(xiǎn)的發(fā)生概率。
比如,一旦某設(shè)備的外殼意外帶電,低接地電阻所構(gòu)建的低阻路徑就能及時(shí)將電流快速引入地下,避免人員因觸碰帶電外殼而遭遇電擊事故。
那么,究竟該如何降低接地電阻呢?下面為大家詳細(xì)介紹六種實(shí)用方法。
1、優(yōu)化土壤材質(zhì)降電阻
利用低電阻系數(shù)的土壤進(jìn)行置換是一種常見且有效的手段。
像粘土,泥炭,黑土以及砂質(zhì)粘土等都是理想的替代材料,必要時(shí)還可選用焦碳,木炭等。
具體的置換范圍設(shè)定在接地體周圍1-2米的區(qū)域內(nèi),以及近地面?zhèn)却笥诘扔诮拥貥O長度的1/3區(qū)域。
經(jīng)過這樣的處理后,接地電阻大致可減小至原來的3/5左右。
2、在接地體周圍的土壤中添加特定物質(zhì)也能顯著改善導(dǎo)電性能。
常用的有食鹽,煤渣,炭末,爐灰,焦灰等,其中食鹽的應(yīng)用最為廣泛。
由于食鹽對降低土填電阻系數(shù)效果顯著,受季節(jié)變化影響較小,且成本低廉,所以備受青睞。
操作時(shí),需在每根接地體周邊挖掘直徑約0.5-1.0米的坑,然后按照一層食鹽,一層土壤的順序交替填入。
一般而言,食鹽層厚度約為1厘米,土壤層厚度約10厘米,并且每層鹽都要適當(dāng)用水濕潤。
對于一根管形接地體來說,耗鹽量大約在30-40千克。
這種方法在砂質(zhì)土壤中可將接地電阻降至原來的1/6-1/8,在砂質(zhì)粘土中則可降至原來的2/5-1/3。
若再添加約10千克的木炭,效果會(huì)更佳,因?yàn)槟咎孔鳛楣腆w導(dǎo)電體,不易被溶解,滲透和腐蝕,作用時(shí)間較長。
不過,此方法也存在一定局限性,如對巖石及含石量較多的土壤效果不佳,會(huì)降低接地體的穩(wěn)定性,加速其銹蝕進(jìn)程,而且隨著鹽分逐漸溶化流失,接地電阻會(huì)慢慢增大。
因此,在使用人工處理方法后,大約每兩年就需要進(jìn)行一次重新處理。
3、外引式接地
特別是在山丘地區(qū),當(dāng)?shù)赝寥离y以滿足較低的接地電阻要求時(shí),如果附近存在水源或者電阻系數(shù)較低的土壤區(qū)域,就可以充分利用這些有利條件制作接地極或敷設(shè)水下接地網(wǎng),然后通過接地線(如扁鋼帶)將其引入作為外引式接地。
但需要注意的是,外引接地裝置應(yīng)避開人行通道,以防止跨步電壓觸電;當(dāng)穿過公路時(shí),外引線的埋深不得小于0.8米。
4、導(dǎo)電性混凝土
在水泥中摻入碳質(zhì)纖維來制作接地極也是一種新穎的方去。
例如,在1立方米的水泥中加入約100千克的碳質(zhì)纖維,制成直徑為1米的半球狀接地極,經(jīng)測試,其工接地電阻相較于普通混凝土可降低約30。
這種方法常用于防雷接地裝置。
為了進(jìn)一步降低沖擊接地電阻值,還可以同時(shí)在導(dǎo)電性混凝土中埋入針狀接地極,使放電電暈?zāi)軌驈尼樇獬掷m(xù)波及碳質(zhì)纖維,從而有效降低沖擊接地電阻值。
5、化學(xué)處理法
采用以碳粉和生石灰等為主要原料制成的障阻劑進(jìn)行化學(xué)處理也是一種可行的方案。
由于該降阻劑不含電介質(zhì),能夠在土壤中長期穩(wěn)定使用,不會(huì)因地下水的作用而流失,因此可以獲得既無公害又穩(wěn)定的低接地電阻,相比使用減阻劑處理土壤前可降低約1/2。
在堅(jiān)硬的巖盤地帶,將埋設(shè)接地線與使用降阻劑相結(jié)合的方法尤為有效,可使接地電阻比僅埋設(shè)接地線時(shí)降低約40。
施工寸,只需在挖掘好并敷設(shè)好接地線的溝內(nèi)撒上粉狀降阻劑或長效降阻劑,再回填舊日土壤即可達(dá)到良好效果。
6、鉆孔深埋法
國外早已報(bào)道并實(shí)際應(yīng)用了鉆孔深埋法來降低接地電阻,近年來我國也開始采用這一新技術(shù)。
該方法所使用的垂直接地體長度根據(jù)地質(zhì)條件而定,一般為5-10米,長則效果不明顯且施工難度加大。
接地體通常選用20-75毫米的圓鋼,不同直徑的圓鋼對接地電阻值影響甚微,此方法適用于建筑物密集或接地網(wǎng)敷設(shè)區(qū)域狹窄的情況,在這些場合下,傳統(tǒng)方法往往難以找到合適的埋設(shè)位置,且無法保證安全距離。
雖然可以通過在接地體上要蓋瀝青絕緣層等措施來保障安全,但這會(huì)增加施工工作是和成本。
深埋法對含砂土壤效果最佳,因?yàn)楹皩哟蠖辔挥?米以內(nèi)的表面層,而地層深處的土壤電阻系數(shù)較。
此外,它也適用于多石的巖盤地區(qū)。
施工時(shí),可采用50毫米及以上的小型人工螺旋鉆或鉆機(jī)打孔,在孔穴中埋設(shè)20-75毫米的圓鋼接地體,并灌入碳粉漿(用碳纖維拌水制成)或泥漿。
最后將多個(gè)經(jīng)過同樣處理的接體并聯(lián)起來,便構(gòu)成了完整的接地系統(tǒng)。
采用本方法施工的接地體受季節(jié)影響小,能夠獲得穩(wěn)定的接地電阻值,同時(shí)由于深埋地下,跨步電壓也明顯減小,這對于保障人身安全具有重要意義。
而且該法施工便捷,成本不高,效果顯著,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
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