随着电力系统的发展,电网规模不断扩大,接地短路电流越来越大。另外,对接地的要求也越来越高。过去由于接地装置的问题发生过许多事故,因此电力系统的接地问题必须引起足够的重视。
接地材料分为金属接地材料和非金属接地材料。常见的金属接地材料有:热镀锌(扁钢、角钢、圆钢、钢管、螺栓、垫圈)、铜包钢(接地棒、接地线、扁铁、角钢)等。金属材料的缺点存在腐蚀问题,非金属材料是目前行业内新的替代产品,具有良好的导电性和耐腐蚀性,主要是石墨。
光伏区防雷接地
1)组装接地:用1*2.52(mm)铜线在组装接地孔处串联电池组件,组装串两端与组装支架可靠连接。
2)接线盒接地:接地采用50*5热镀锌扁钢,埋深0.8m,接线盒用不小于162的铜导线与二次网接地连接。
3)箱变接地:水平接地体采用50*5热镀锌扁钢,箱变附近垂直接地体采用L250*50*5热镀锌角钢或钢管,其接地电阻不大于4欧姆。环氧煤焦油涂料用于地下防腐。
主接地网
1)接地极分为水平接地极和垂直接地极。
2)接地网开挖采用挖掘机和人工相结合的方式。
3)水平接地带和垂直接地极通常采用镀锌扁钢作为主接地网材料。与钢相比,铜的导电性是钢的8倍,铜作为主接地网接地体的导电性优于钢。目前,许多电站已经开始选择热稳定性好、导电性能优良、耐腐蚀能力强的铜材或铜包钢材料作为接地材料。
4)接地网的埋深和间距应符合设计和规范要求。当无具体规定时,接地极顶面埋深不应小于0.8m,水平接地极间距不应小于5m,垂直接地极间距不应小于其长度的两倍。(以GB50169-2016《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》为准)。
5)水平接地体的外缘敷设成闭合环,外缘的圆弧半径要求不小于均压区距离的一半。当采用热浸镀锌钢时,搭接长度为扁钢宽度的2倍,且不小于3个地板边进行焊接,然后将焊渣清理干净,并在焊缝外最小100mm范围内至少涂刷两遍环氧煤焦油漆进行防腐。
6)回填时,应分层回填,使主接地网与大地接触良好。一般情况下,接地电阻不大于1欧姆。
独立避雷针接地
1)独立避雷针应设置独立的集中接地装置,其接地电阻不应大于10欧姆。
2)独立避雷针及其接地装置与道路或建筑物出入口的距离应大于3m。当小于3m时,应采取均压措施或铺设鹅卵石或沥青路面。
3)独立避雷针的接地装置与接地网的距离不应小于3m。
4)接地引线采用镀锌扁钢时,应防腐,搭接长度符合要求。
5)避雷针的接地点应至少在两个不同的地方与集中接地装置相连。
6)引线应横平竖直,简洁美观,高出地面的部分在15mm-100mm范围内用黄绿色油漆标记,间隔宽度一致。
7)避雷针法兰接头应与短连接接地线交叉。
一次设备接地
一次设备主要包括主变压器及辅助设备、电抗器、GIS设备、开关柜、接地变压器、站用变压器、SVG无功补偿装置、隔离开关、避雷器、变压器等。
1)电抗器的部分接地网和水泥基础不得有封闭的金属体形成闭合回路,断开点的中间距离符合要求。当电抗器采用金属围栏时,金属围栏应有明显的断开点,接地线不得形成闭合回路。
2)升压站所有设备支架、框架、设备基础和梯子的金属部分应通过接地线在两点与主网可靠连接。
3)每台主变压器有一根水平接地极断开,基础侧有两根不同方向的接地线用于主变压器接地。
4)电流互感器、电压互感器、电抗器、主变压器中性点等带电二次部分的一次设备,应至少用两根引下线接地线连接到接地网上,支架和钢体可利用本体作为接地体。
5)隔离开关等一次设备的每根支柱应至少有一根接地引下线连接到接地网。
6)升压站的所有电线金属保护管、电气设备箱、交换控制柜、接线盒、端子箱应明确可靠接地(依据GB50303-2011《建筑电气工程施工质量验收规范》)。
7)成排安装的屏、柜及成排开关柜的基础槽钢应至少有两处可靠接地。
电气室的高低压开关室内应不少于两条接地干线与接地装置的引出干线相连。外露接地线支架之间的距离,在水平直线部分应分为0.5m-1.5m,在转弯部分应分为03m-0.5m,不应有起伏和弯曲。配电室接地干线上的临时接地端子或接地螺栓应不少于两个。接地线沿墙水平敷设时,距地面的距离应为250mm-300mm,接地线与墙的间隙应为10 mm-15 mm,表面应涂刷15mm-100mm等宽的黄绿色油漆条纹,建筑物入口处和维修用临时接地点应涂刷白色底漆,并标有黑色标识码。
建筑物屋顶外露一圈直径为12的镀锌圆钢作为避雷带,焊接长度为其直径的6倍,双面焊接。避雷带直线间距1m,转角段0.5m,高度150mm。然后将直径为12的镀锌圆钢与柱内主筋通过焊接可靠连接,形成电气通路,在室外距地面0.5m处预埋钢板100mm×100mm×10mm(与钢筋可靠连接)。建筑物四角的外墙引下线应在距室外地面0.8m处设置测试卡。详见图集第99D501-12-23页和《建筑防雷设计规范》GB50057-2010。
光伏电站一般建在山区、屋顶工厂等地区。这些地区雷电活动频繁,发电厂由于地势较高,容易遭受雷击。因此,光伏电站的防雷和接地就显得尤为重要。光伏电站的接地质量直接影响到电站电力系统长期安全稳定运行的必要条件。
防雷和接地是电力系统中不可缺少的电气安全技术。防雷接地是否合理,不仅影响电力系统的正常运行,而且影响电气设备和人身的安全。为了保证光伏电站的安全、稳定、可靠运行,光伏电站建设的所有参与者都需要高度重视。
变电站还配有防雷设备,主要是避雷针和避雷器。
避雷针是为了防止变电站直接遭受雷击,将雷电向自身放电,并将雷电流引入大地。当雷电击中变电站附近的线路时,雷电波会沿着导线进入变电站,产生过电压。此外,断路器的操作也会引起过电压。
避雷器的作用是当过电压超过一定限度时,自动对地放电,以减少电压保护设备的放电,然后快速自动灭弧,保证系统的正常运行。目前应用最广泛的是氧化锌避雷器。
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