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1、电气化铁道牵引变电所接地降阻技术措施李和平(中铁二十一局集团电务电化工程公司兰州730000)摘要针对高土壤电阻率地区复合接地体的施工,结合现场实践经验,给出了接地网施工的方案、降低接地电阻的具体措施、施工方法及注意事项等。关键词牵引变电所接地降阻分析处理随着国家“十一五”规划铁路建设规模的不断加大,全国新建和改建的电气化线路四通八达,遍布在国家各个行政地域。在电气化铁道供电系统中,由于采用了相当于中性点不接地的一线一地或两线一地三相系统。因此,系统一相电流是流经钢轨和地中的,也就是说牵引网包括接触
2、网—轨道回路和轨道—地回路。那么牵引变电所的接地网既是牵引供电系统正常工作电流回路的一部分,同时也是牵引变电所电气设备的工作接地和保护接地。所以,关于牵引变电接地装置的施工方法和地网降阻的分析处理,对于牵引变电所投运后的安全可靠运营是十分重要的。但在实际施工当中却往往被忽视,给电气化铁路安全带来严重隐患,甚至影响人身、设备和运输安全。长期以来,尤其是对于地处西北干旱、沙漠、戈壁、石质地质地区,如何很好的解决牵引变电所接地网降阻是牵引变电所施工中的一个难题。本文以兰新线武嘉段清水牵引变电所为例,来阐述
3、高电阻率土壤接地装置的施工方案及降阻措施。虑接地时,继电保护工作,在这类系统中规定最高允许接地电压为2000V是安全的,因此接地电阻应满足下式要求RJd≤2000/Id式中:Id—计算用的流经接地装置的入地短路电流,A;Rjd—考虑到季节变化时的最大接地电阻,Ω。当Id>4000A时,可取RJd≤0.5Ω。在牵引变电所接地电阻计算当中,因不再考虑Id的变化,而把RJd≤0.5Ω作为一个最低的要求值。电气化铁路牵引变电所在所址选定设计中,是随线路按规定距离设置,其移动范围相对很小,而西北地区铁路沿线地
4、质状况多为干旱、戈壁、沙漠地带,土壤电阻率非常高。根据测量可知多在2500Ω·m以上。我们知道,对于接地降阻问题,在实际施工当中常用的降阻处理措施是:外引接地体、打井深置接地体、接地体敷设于水下、填充电阻率低的物质。可是,在西北地区由于土壤电阻率高、地域面积大,地上、地下缺水,一般降阻剂对接地体腐蚀性较大且耐久性差。因此,要确保牵引变电所接地装置安装施工,既安全可靠又经济又能使接地网电阻满足设计和运营要求,就必须因地制宜分析采取相应新的施工方案和措施。1牵引变电所接地技术要求及现场状况分析在不同电压
5、等级的电力网中,根据运行的可靠性和经济性,其中性点可以采用大电流接地系统或小电流接地系统两种运行方式。对牵引变电所,其主变压器二次绕组多采用一相接轨、接地运行。牵引电流的一部分将由地经接地装置返回变压器,是属于大电流接地系统的不规则运行方式。因此,若发生单项接地就会有强大的短路电流从接地点流入地中,产生很高的接地电压。根据我国运行经验考2高电阻率土壤接地装置的施工方案及降阻措施在电气化铁道牵引变电所施工中,接地网敷设一般属前期隐蔽工程,一次处理不好会造成很大的收稿日期:2007-04-15铁道建筑技
6、术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2007(增)217·电气化与通信信号·经济损失和安全隐患。因此,施工单位必须引起足够的重视。首先要根据当地的气候、地形、土质、设计勘测资料数据及运营、建设单位的要求,确定接地网施工的技术方案和措施。我公司长期在西北地区承建了天兰、石兰、兰武、武嘉等线电气化铁路改造工程,所遇牵引所的地质状况均属高电阻率土壤。2.1高电阻率土壤接地装置施工方案的制订兰新线武嘉段清水牵引变电所地处戈壁滩,气候常年干燥干旱,土壤电阻率经在2500Ω·m左右。根据
7、施工调查和前期房建基础开挖发现,该址地下1～1.5m为砂土和卵石地层,若按常规自然接地的施工方法,显然无法达到设计要求。针对具体情况,我们根据已往施工经验,首先高度重视,同时依据现场现状和初测土壤电阻率数据,结合经济节约的原则,及时制订了如下所述的初步处理方案。(1)接地网沟开挖以人工为主,加宽0.5m、加深1m,接地极改砸入为埋入。接地网均压带长度和接地极安装数量按设计要求数量实施。(2)在接地带和接地极敷设安装处增加适用有效的降阻剂。(3)接地装置埋设周围换填电阻率较低的土壤。(4)按此办法施工
8、完成后,若仍达不到要求,再在牵引变电所围墙外周围敷设一周,加大地网面积,增大接地极坑的开挖、换土量和降阻剂,然后从四面与所内接地网双连接。直至达到要求为止。(5)施工方案的实施须经建设单位批准。根据运营单位提议并经建设单位同意,清水牵引变电所为增强接地装置长久耐用,方案补充将水平接地带扁钢改为铜绞线,垂直接地极角钢改为铜棒。2.2具体降阻措施按照接地网敷设方案,接地装置材质由钢改为铜后,由于接地均压带为多股铜绞线,接地极为铜棒,其与地接触面积,同角钢、扁钢与地接触面积
