分析電廠接地保護(hù)設(shè)計(jì)與防腐

劉立

（國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100095）

1 引言

在如今社會(huì)快速發(fā)展的背景下，人們對(duì)電力的需求正在不斷提升。在此背景下，電廠要將自身作用與優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，為人們提供優(yōu)質(zhì)電能。在電廠系統(tǒng)運(yùn)行過程中，要及時(shí)做好接地設(shè)計(jì)工作以及防腐工作，防止腐蝕情況出現(xiàn)，影響電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。怎樣進(jìn)行電廠接地保護(hù)設(shè)計(jì)與防腐工作，是電廠目前面臨的一個(gè)重要問題。所以，本文將針對(duì)電廠接地保護(hù)設(shè)計(jì)與防腐相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行闡述。

2 電廠接地保護(hù)設(shè)計(jì)與防腐應(yīng)注意的問題

在實(shí)際電廠接地保護(hù)設(shè)計(jì)與防腐工作開展中，要注意以下幾點(diǎn)問題：（1）及時(shí)做好三項(xiàng)接地計(jì)算工作，分別是線路負(fù)荷計(jì)算、短路電流計(jì)算、電壓損失計(jì)算。在實(shí)際線路負(fù)荷計(jì)算工作開展中，要對(duì)該線路所接負(fù)荷安裝功率有正確的認(rèn)識(shí)，從而算出線路計(jì)算電流。在完成計(jì)算工作后，可以為導(dǎo)體截面電流的明確以及熔斷器熔體電流的明確打下良好基礎(chǔ)。在短路電流計(jì)算中，主要包含 2種類型，分別是三相短路電流和接地故障電流。電壓損失計(jì)算，主要是對(duì)離配電變壓器較遠(yuǎn)線路進(jìn)行計(jì)算。在這一過程中，會(huì)受到導(dǎo)體截面影響，同時(shí)影響線路保護(hù)電器參數(shù)。（2）及時(shí)對(duì)導(dǎo)體熱穩(wěn)定性能與保護(hù)電器的分?jǐn)嗔M(jìn)行校驗(yàn)。如果變壓器容量較大，那么低壓側(cè)短路電流也會(huì)隨之增加。比如，當(dāng)變壓器容量在 1000kA，那么低壓屏出現(xiàn)的三相短路電流往往是在 23～25kA。如果變壓器高壓側(cè)屬于三角形接線，那么此處的結(jié)地故障電流能夠達(dá)到 20kA。總而言之，在工作開展中，要對(duì)不同問題進(jìn)行充分考慮與研究，這樣才能在最大限度上保證電廠接地保護(hù)設(shè)計(jì)與防腐的科學(xué)性與合理性，為接地設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。

3 電廠接地保護(hù)設(shè)計(jì)措施

在實(shí)際電廠生產(chǎn)運(yùn)行過程中，會(huì)出現(xiàn)不同類型的安全隱患問題。如果想要避免安全隱患的發(fā)生，就要及時(shí)做好接地保護(hù)設(shè)計(jì)工作。通過接地保護(hù)，可以確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為工作人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。在實(shí)際電廠接地保護(hù)設(shè)計(jì)中，可以從以下幾方面展開：

1）工作接地設(shè)計(jì)。在正常運(yùn)行情況下，或者事故情況下，電力系統(tǒng)中的某個(gè)點(diǎn)，要直接與接地裝置相連接，比如，電阻、電抗、擊穿熔斷器以及避雷器等，通過該種方式使得電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行得到保障，同時(shí)可以在一定程度上避免人體接觸電壓。將存在故障的設(shè)備迅速切斷，使安全性得到保障。

2）保護(hù)接地設(shè)計(jì)。如果電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中，金屬外殼出現(xiàn)損壞情況，那么可能導(dǎo)致金屬外殼帶電。為避免電壓對(duì)人身財(cái)產(chǎn)安全造成威脅，接地電流要保證能夠經(jīng)過接地裝置，通過該種方式接地體電阻會(huì)減小，那么流經(jīng)人體的電流也會(huì)減小，從而防止觸電危險(xiǎn)事故的發(fā)生[1]。在電力事故中，觸電是其中最主要的一種形式，當(dāng)發(fā)生觸電事故時(shí)，會(huì)對(duì)工作人員的人身財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。

3）重復(fù)接地設(shè)計(jì)。重復(fù)接地設(shè)計(jì)主要是將零線上的一個(gè)點(diǎn)或者多個(gè)點(diǎn)，直接與地做金屬連接。當(dāng)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)碰殼事故，或者接地短路事故時(shí)，通過該種方式能在一定程度上減小零線的對(duì)地電壓，如果出現(xiàn)零線斷線故障，那么故障程度會(huì)相應(yīng)減輕。重復(fù)接地設(shè)計(jì)原理主要是對(duì)多層次保護(hù)進(jìn)行合理利用，促使電力系統(tǒng)能夠擁有雙向保護(hù)設(shè)定，使得高壓輸電線路的穩(wěn)定性得到保障。重復(fù)接地設(shè)計(jì)，可以明確高壓輸電線路實(shí)際工作情況，然后與工作接地、保護(hù)接地之間進(jìn)行有效連接，更好地完成相應(yīng)的安全防護(hù)指令，減少輸電線路故障情況的產(chǎn)生。

4 電廠接地防腐措施

4.1 明確接地防腐主要內(nèi)容

通常情況下，接地裝置主要是由接地網(wǎng)與接地干線2部分組成。接地網(wǎng)設(shè)置在廠區(qū)的地下部分，或者可以將其設(shè)置在土壤中，其材質(zhì)可以選用鍍鋅扁鋼或者裸銅線等。接地干線屬于一種導(dǎo)體，連接的是電氣設(shè)備與接地網(wǎng)。不同因素都會(huì)對(duì)土壤腐蝕產(chǎn)生影響，比如，溫度因素、含鹽量因素、電阻量因素、微生物因素以及氧化還原因素等。在實(shí)際接地網(wǎng)防護(hù)中，要對(duì)電化學(xué)防腐進(jìn)行合理利用，經(jīng)常采用的就是陰極保護(hù)方式[2]。將直流電引入被保護(hù)的金屬管道中，或者將直流電引入保護(hù)接地裝置中，這樣可以發(fā)生極化反應(yīng)，這就叫作陰極保護(hù)。還可以通過增加金屬厚度的方式，采用在接地體外表面覆蓋保護(hù)膜的方式，確保接地體金屬能夠與土壤相互隔離，這樣能夠減慢腐蝕速度。一般情況下，在保護(hù)膜的涂抹中，會(huì)選擇油漆或者鍍鋅等。接地體經(jīng)常使用的 2種材料，分別是銅和鋼。相較于鋼，銅的導(dǎo)電性能較好，但是其成本相對(duì)較高。基于此，鋼得到了廣泛應(yīng)用。此外，很多都采用了新的接地材料，如鍍銅鋼（又叫銅覆鋼），鍍銅鋼屬于通鋼復(fù)合材料。鍍銅鋼使用壽命較長(zhǎng)，鍍銅鋼接地材料使用防腐性較強(qiáng)銅層，其厚度能夠達(dá)到 0.254mm，有著較強(qiáng)的防腐效果，而且安裝較為簡(jiǎn)便，可以為工作人員節(jié)省更多的時(shí)間與精力，從而降低工程成本。

4.2 明確防腐要求

在接地導(dǎo)體截面選擇過程中，要保證其能滿足最大入地短路電流的熱穩(wěn)定條件。但受到接地導(dǎo)體的影響，接地導(dǎo)體與空氣、水、土壤接觸，會(huì)出現(xiàn)電化腐蝕情況，導(dǎo)致截面變小。所以，在接地導(dǎo)體的防腐設(shè)置中，工作人員要對(duì)土壤的腐蝕性質(zhì)做出明確分析。確保在電廠設(shè)計(jì)中，接地網(wǎng)的使用壽命符合相應(yīng)要求。

4.3 添加降阻劑

降阻劑由不同成分構(gòu)成，如潤(rùn)滑劑、填充材料、電解質(zhì)以及固化劑等。降阻劑能夠達(dá)到降阻效果主要是因?yàn)槠淠軌虼偈箤?dǎo)體截面的接地面積增加。降阻劑會(huì)將無機(jī)鹽類物質(zhì)析出、溶解，同時(shí)將金屬離子電離出來，金屬離子會(huì)向周圍土壤滲透與擴(kuò)散，降低土壤降阻率。在很多情況下，降阻劑中的組成成分因土壤、環(huán)境以及地下水的影響達(dá)不到應(yīng)有的環(huán)保效果，對(duì)土壤環(huán)境產(chǎn)生威脅。為避免此類情況產(chǎn)生，可以通過換土降阻的方式，對(duì)其中的土壤進(jìn)行置換[3]。置換土的電阻率越低，那么其效果越明顯。在這一過程中，要對(duì)低電阻率回填土進(jìn)行合理利用。該方式與傳統(tǒng)的回填施工大致相同，工作難度適中。在回填過程中要注意及時(shí)做好土壤夯實(shí)工作。從投資成本分析，添加低電阻率的土壤，電廠可以直接對(duì)深層挖掘的黏土進(jìn)行合理利用，所以不會(huì)出現(xiàn)明顯的造價(jià)增加的情況。對(duì)于該項(xiàng)工作，需要工作人員給予更多的重視與關(guān)注，制訂科學(xué)合理的降阻方案，這樣才能達(dá)到良好的防腐效果，為電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行打下良好基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

綜上所述，電廠接地保護(hù)設(shè)計(jì)與防腐工作是確保電廠穩(wěn)定運(yùn)行的重點(diǎn)與關(guān)鍵。因此，電廠工作人員對(duì)這2項(xiàng)工作要有正確的認(rèn)識(shí)，在實(shí)際接地保護(hù)設(shè)計(jì)中，可以通過加強(qiáng)接地設(shè)計(jì)、保護(hù)接地設(shè)計(jì)、重復(fù)接地設(shè)計(jì)等方式，達(dá)到良好的保護(hù)效果。而在防腐中，可以通過明確接地防腐主要內(nèi)容、明確防腐要求、添加降阻劑等方式，避免腐蝕情況的產(chǎn)生。通過該種方式，還能為工作人員創(chuàng)造更加安全的工作環(huán)境，工作效率與工作質(zhì)量也能得到大幅度的提升，為電廠的更好發(fā)展打下基礎(chǔ)，增強(qiáng)電力行業(yè)在社會(huì)市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)地位。