兰州地下110kV变电站接地方案.doc

兰兰 州州 地地 下下 110kV 变变 电电 站站 接接 地地 方方 案案 目录 1 概述 1 1 1良好接地的必要条件 1 1 2我国接地系统现状 1 2 技术比较 2 2 1性能比较 2 2 2接地体连接方式 4 2 3施工难易度 7 2 4接地效果 7 3 接地方案 8 3 1概述 8 3 2参考标准 8 3 3技术要求 8 3 4地网分析 8 3 5设计参数 9 3 6方案设计 9 3 7接地电阻计算 12 3 8接地导体热稳定性计算 14 3 9接触电势与跨步电势的验算 16 4 材料选型 18 5 材料清单 21 附件 1 镀铜钢棒接地极与传统接地系统的性能价格比 22 附件 2 国内市场各种焊接工艺比较 23 附件 3 国内市场各种接地极比较 25 兰州地下 110kV 变电站接地方案 0 1 概述 1 1 良好接地的必要条件 良好的接地系统应具备以下两个主要条件 1 提供一个尽可能低的低电阻对地路径 接地电阻 接地电阻越低 雷电流 浪涌和故障电流 就可越安全地消散到大地 2 接地导体应具有良好的防腐能力并能重复通过大的故障电流 接地系统的寿命应不小于地面主 要设备的寿命 一般至少要求 30 年以上寿命 长期 可靠 稳定的接地系统 是维持设备稳定运行 保证设备和人员安全的根本保障 接地系统长期安全可靠运行的关键在于正确选择合适的接地材料和可靠的连接 1 2 我国接地系统现状 目前我国传统接地体大多采用钢材质 其主要原因是我国的早期电力系统设计技术多借鉴前苏联 相关技术 另外我国自身铜储探明量的不足 加上西方国家过去对我国的封锁 中国不容易取得铜 为节约有色金属 在 20 世纪 50 60 年代提出 以钢代铜 以铝代铜 所以一度大量选用钢材和铝 材 而国外 除前苏联国家 中国和印度以外 以铜材以及铜镀钢材料作为主要接地材料已有超过 100 年的历史 而且被相关的国际标准 如 IEEE 和 IEC 推荐为主要的接地材料 目前 我国大部分地区仍然使用镀锌扁钢作为接地材料 但几十年的实践证明镀锌钢并不能解决 接地装置腐蚀问题 像华北电网天津北郊 500KV 变电站投运 8 年后开挖检查发现 接地装置腐蚀严重 有的甚至已被腐蚀断 不得不投巨资更换成铜接地装置 还有 北京房山变电站 大同二电厂等大型 500kV 变电站投运 10 11 年后 因腐蚀严重均重新更换了原镀锌钢接地装置 由于是重新铺设接地装 置 恢复路面和绿化等工作花费了不少资金 因此整个改造工程比新建接地装置所需费用增加很多 我国解放前 曾大量采用铜质材料作为接地材料 如天津塘沽 110kV 变电站 上海杨树浦电厂等 经检查 其接地装置至今仍然合格 至今仍可使用 在外资投资的工厂 电厂的变电站中 大量使用 铜质材料接地装置 如秦山核电站 连云港核电站 无锡海力士半导体变电站 INTEL 等 目前铜材已经不再作为国家战略物资 国家外汇储备充沛 在上海成立了铜期货交易所 可以很 方便地购买铜 而北京 上海 江苏 浙江 山东 广东 辽宁 天津等地区已开始选用热稳定性能好 导电性 能强 耐腐性强的铜材做接地 其连接采用先进的放热焊接技术 兰州地下 110kV 变电站接地方案 1 2 技术比较 2 1 性能比较 分别从导电性 热稳定性 耐腐蚀性等方面比较铜接地体与热镀锌钢接地体的差异 2 1 1导电性能 铜和钢在 20 C 时的电阻率分别是 17 24 10 6 mm 和 138 10 6 mm 若以铜的导 电率为 100 标准 1020 钢的导电率仅为 10 8 因此铜的导电率是钢的 10 倍左右 而 30 导电率镀 铜钢线导电率为 30 40 导电率镀铜钢线导电率为 40 均远较钢接地体好 尤其是在集肤效应下 高频时镀铜钢绞线导电性能远远优于钢材 即 铜接地体导电性能较钢接地体好 2 1 2热稳定性 铜的熔点为 1083 C 短路时最高允许温度为 450 C 而钢的熔点为 1510 C 短路时最高允许温度 为 400 C 因此 接地体截面相同时 铜材热稳定性较好 同等热稳定性能时 钢接地体所需的截面 积为铜材的 3 倍 是 30 镀铜钢绞线的 2 5 倍 是 40 镀铜钢绞线的 2 8 倍 2 1 3耐腐性 接地体的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式 在多数情况下 这两种腐蚀同时存在 铜 在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的 1 10 1 50 是镀锌钢的耐腐蚀性的 3 倍以上 而且电气性能稳定 铜的表面会产生附着性极强的氧化物 铜绿 能够对内部的铜起很好的保护作用 阻断腐蚀的 形成 当铜与其它金属 钢结构 水管 气管 电缆护套等 共存地下时 铜作为阴极不会受腐蚀 腐蚀的是后者 钢材是逐层腐蚀 镀锌层具有一定的抗腐蚀性 钢接地体接头部位经过高温电弧焊接加工后会出现点腐蚀情况 一般最多只能保证 10 年 而铜腐 蚀不存在点蚀情况 寿命较长 可见 铜接地体的耐腐性显著优于钢接地体 目前我国变电所接地系统均存在不同的腐蚀问题 特别是有些运行十年以上的变电所腐蚀相当严 重 尽管在设计时各设计人员已通过增大接地极截面来考虑 30 年的防腐问题 在实际运行中也采用部 分开挖和测量接地电阻等方法来检测腐蚀问题 但由于实际腐蚀情况更严重 以及钢与铜的腐蚀机理 不同 实施效果不太理想 兰州地下 110kV 变电站接地方案 2 以下是运行八年后开挖的钢接地的图片 局部已经严重腐蚀断裂 以下是现场埋置两年后的镀锌钢试片 在接地网有泄流电流的电解腐蚀时 其耐蚀性能与普通碳 钢相比 提高极少 不能明显改善接地网的防蚀性能 一般情况下 在测量接地电阻时 很难发现接地网腐蚀问题 一旦通过大的故障电流 由于截面 太小 容易熔断 从而导致故障电流不能通过接地网顺利泄到大地 从而导致地电位升高 而出现 反击 现象 对直流 保护 通信 信号等二次设备和低压系统故障和损坏 甚至损坏变压器等重 要设备 而镀铜钢棒则几乎没有任何腐蚀 综上所述 铜接地体与热镀锌钢接地体相比 铜接地体在导电性能 热稳定性能 耐腐蚀性方面铜接地体与热镀锌钢接地体相比 铜接地体在导电性能 热稳定性能 耐腐蚀性方面 有显著的优越性 有显著的优越性 兰州地下 110kV 变电站接地方案 3 2 2 接地体连接方式 变电所的接地网金属导体存在着大量的连接 只有可靠的 牢固的连接才能保证接地网的运行可 靠性 2 2 1钢接地体的连接方式 目前 钢接地体之间的连接均为传统的电弧焊接方式 高温电弧会破坏接地体接头部位的镀锌层 有可能导致点腐蚀的出现 严重影响接地体的寿命 此外 电弧焊接连接不是真正的分子性连接 焊 接点对于接地体的导电性能也有影响 对于钢接地体能否采用放热焊接接法 设计也作过研究与尝试 由于钢接地体设计截面过大 未 能被采用 主要有以下原因 1 大型 非标模具制造困难 造价高 2 焊粉用量大 3 由于钢接地体本身防腐性能差 焊接质量的提高意义不大 4 焊接点较多 费用太高 2 2 2铜镀钢接地体的连接方式 目前铜接地体和铜镀钢接地体主要有以下四种连接方式 1 1 铜银焊连接法 铜银焊连接法 扁铜条与扁铜条之间 扁铜条与裸铜绞线之问 裸铜绞线与裸铜绞线之间的连接都可以使用铜银 焊连接法 常用的铜银焊接有乙炔焊 电弧焊等 但焊接都只是表面搭接 内部并没有熔合 接头不 致密 性能只比压接和螺栓连接略好 焊接接头的性能还要取决于操作技术工的熟练程度 特别是铜 焊 即使是持有特殊工种上岗证 也比较容易出现一些焊接缺陷 无法从表面观察合格与否 并且 这种焊接是应用于纯铜接地体之间的连接 不适合于镀铜接地体的连接 基于以上原因 铜银焊连接 法在电力工程接地系统实际施工中很少应用 2 2 压接线夹连接法 压接线夹连接法 绞线与绞线之间的连接大多使用压接线夹连接法 但这种方法比较适用于两条绞线一对一连接 无法做好十字交叉连接 如要十字交叉 则要求有特殊十字接线线夹 或者要先形成接地铜排和接地 线夹 处理好两者之间的接触面后 再使用螺栓连接法 3 3 螺栓连接法 螺栓连接法 扁铜条与扁铜条之间 扁铜条与绞线之间 绞线与绞线之间的连接还可用螺栓连接 该方法与压 接线夹连接法互为补充 但螺栓连接处的接触标准应按现行国家标准 电气装置工程母线装置施工及 验收规范 的规定处理 目前 压接线夹法和螺栓连接法在施工现场应用最为广泛 这和我国的电力 施工技术工人的认识和训练程度有着密切的关系 兰州地下 110kV 变电站接地方案 4 4 4 放热焊接连接法 放热焊接连接法 放热焊接工艺最早是由美国艾力高公司 ERICO 的查尔斯 卡特威尔博士 1938 年开发的 该工 艺最早用于铁路信号线焊接 艾力高公司为表彰卡特威尔博士 Dr Charles Cadwell 的贡献 将 该工艺的商标命名为 CADWELD 目前数以千万计的 CADWELD 焊接在使用了五十多年后 性能依然良好 放热焊接利用活性较强的铝把氧化铜还原 整个过程需时仅数秒 反应所放出的热量足以使被焊 接的导线端部融化形成永久性的分子合成 铜基放热反应的一般公式是 3Cu2O 2Al Al2O3 3Cu 热量 2735 C 放热焊接的作业程序 准备工作 将导线和模具清理干净 再将模具用喷灯加热以去除水分 然后把导线放入模具内 扣紧夹具以固定模具 把杯状焊药放入模具内 将电子控制器终端夹到点火条上 盖上盖子持续按下电子控制器按钮 5 秒后点火 打开模具并移去钢杯 就可见焊接好的接头 清除焊渣 等待下一次焊接 兰州地下 110kV 变电站接地方案 5 放热焊接接头的特性 放热焊接接头的特性 外形美观一致 连接点为分子结合 没有接触面 更没有机械压力 因此 不会松弛和腐蚀 具有较大的散热面积 通电流能力与导体相同 熔点与导体相同 能承受故障大电流冲击 不至熔断 放热焊接连接法可以完成各种导线间不同方式的连接 如直通型 丁字型 十字型等 还可以完 成不同材质导线的连接 如普通钢铁 铜 镀锌钢 铜镀钢等之间的连接 甚至可以实现导体间不同 形状的连接 如铜导线与铜镀钢接地棒的连接 铜导线与铜板的连接 铜导线与接地镀锌钢管的连接 导线与钢筋的连接以及导线与槽钢的连接 这种方法接头有着广泛的连接方式 而且耐腐蚀性好卜接 触电阻低 已逐步得到推广应用 放热焊接的优点 放热焊接的优点 焊接方法简单 容易掌握 无需外接电源或热源 供焊接用的材料 工具很轻 携带方便 焊接点的载流能力与导线的载流能力相等 焊接是一种永久性的分子结合 不会松脱 焊接点像铜一样 耐腐蚀性能强 焊接速度快捷 节省人工 从焊口的外观上便能鉴定焊接的质量 可用于焊接铜 铜合金 镀铜钢 各种合金钢 包括不锈钢及高阻加热热源材料 在国外 放热焊接已通过 UL 标准严格论证 并被 IEEE Std80 大纲等规程中指定为接地系统中埋 地导体地连接方式 在国内 放热焊接技术已通过国家电力公司武汉高压研究所 浙江电力试验研究 所等部门产品质量监督检验中心地检验 并已应用在电力系统的重点工程 不同连接形式的放热焊接 综上所述 放热焊接是铜接地体的理想连接方式 其方便快捷的操作 优秀的焊接质量是其他连 接方式不可实现的 正是因为具备这样可靠 牢固的连接方式 铜接地体的性能比钢接地体更胜一筹 兰州地下 110kV 变电站接地方案 6 2 3 施工难易度 设计推荐垂直地网采用铜镀钢接地棒 由于接地棒截面大大小于角钢 在作垂直接地施工方面工 作量减小 并能垂直深入土壤 使通过加大垂直接地深度来降低接地电阻成为一种可能 2 4 接地效果 对接地系统基本要求是满足接地电阻的指标 接地电阻具体来说 实质上包含三个部分 1 接地导体本身电阻 2 导体和土壤的接触电阻 3 土壤的散流电阻 其中 3 土壤的散流电阻最为重要 它是接地电阻的要组部分 这由土壤的电阻率决定 所以通 常采用增大垂直接地极深度来减少土壤的散流电阻 从而降低接地电阻而不是增大垂直接地极深度来 降低接地电阻 镀铜接地网相对钢接地网来说 能够更好的泄放故障电流 保障线路安全 兰州地下 110kV 变电站接地方案 7 3 接地方案 3 1 概述 兰州市位于北西西向马街山 兴隆山 通谓断裂带和北西向庄浪河断裂带的交汇部位 前一断裂带的 马街山 雾宿山断裂在市区以南通过 距市区最近距离约 17km 庄浪河断裂在河口附近进入兰州黄河谷地 距市区约 20km 市区内未发现区域性规模巨大的断裂 兰州盆地内不存在晚第四纪活断层 其构造变形以褶 皱作用为主 主要发生在第四纪早期 晚第四纪以来以河流侵蚀作用为主 场地地形地貌场地地形地貌 整个拟建场地地貌单元属黄河北岸且 II 级阶地 拟建场地原为城中村 现正在进行拆迁工作 现场 到处堆有大量的建筑垃圾 地层结构及岩性描述地层结构及岩性描述 根据野外钻探 原位测试及室内土工分析试验报告 本次勘察深度范围内 拟建场地地层自上而下依 次分布有 杂填土层 Q4m1 厚 0 90 4 20 米 杂色 土质不均匀 以建筑垃圾和生活垃圾为主 稍湿 疏 松 黄土状粉土层 Q4a1 p1 埋深 0 90 4 20 米 厚 3 70 7 10 米 层面高程 1514 01 1517 83 米 褐黄色 土质较均匀 孔隙 虫孔较发育 含有少量植物根系 局部含有小颗粒卵石 无 光泽 干强度低 韧性低 摇振反应中等 湿 稍密该层层底 1 00 米左右呈很湿一饱和状态其中在 32 号 孔区域该层层底存在 0 30 米厚的细砂透镜体 卵石层 Q4a1 p1 埋深 6 50 8 90 米 厚 5 20 6 8 0 米 层面高程 1509 31 1511 69 米 杂色 成份以石英岩 花岗岩 变质岩等为主 磨圆度较好 呈亚圆形 级配较好 粒径以 2 10 厘米为主 最大 15 厘米 局部含漂石 卵石颗粒呈中风记 交错排列 充填物以中粗砂及圆砾为主 卵石 颗粒含量约占全重的 65 左右 中密 密实 其中 32 号孔区域自然地面下 10 50 10 80 含 0 30 米厚的 细砂透镜体 泥质砂岩层 N2 埋深 12 40 14 90 米 层面高程 1501 50 1502 90 米 勘察厚度 10 30 31 90 米 未穿透 半成岩 砖红色 矿物成分以长石 石英 绿泥石 高岭石 白云母等为主 泥 钙质胶结 岩体呈厚层状结构 岩石呈碎屑构造 表层 1 50 米 3 50 米呈强风化状态 以下呈中风化状 态强风化泥质砂岩微裂隙及风化裂隙较发育 遇水易软化 干燥时致密 岩体基本质量等级为 级 中风 化泥质砂岩见微裂隙 遇水易软化 致密 较坚硬 岩体基本质量等级为 级 场地地下水场地地下水 兰州地下 110kV 变电站接地方案 8 在勘探过程中各孔均见地下水 水位埋深 7 90 9 30m 水位标高介于 1508 91 1510 15m 地下水主 要赋存于卵石层中 属潜水类型 场地地下水一方面接受大气降水和地表水入渗等补给 另一方面接受黄 河水补给 排泄方式主要以径流排泄 人工开采和蒸发消耗为主 地下水流向东南 根据区域资料 场地 地下水受黄河水位及周围土地开发建设施工降水影响明显 地下水年内变化幅度为 1 0 2 0m 综合考虑土壤的土壤平均电阻率 500 m 接地网面积为 33 4 58 8 1963 92m2 为地下三层变 电所 3 2 参考标准 GB50169 2006 接地装置施工验收规范 中国国家标准 IEEE std80 2000 交流变电站接地安全设计导则 国际标准 GB50169 2006 接地装置施工与验收规范 中国国家标准 DL T621 1997 交流电气装置的接地 中国电力行业标准 BS7430 1991 接地装置设计规范 英国国家标准 3 3 技术要求 接地电阻接地电阻 R 0 5 R 0 5 3 4 地网分析 影响地网接地电阻是多方面的 总结其规律可以得出以下结论 土壤的导电率即土壤电阻率的大小是决定一个接地系统电阻高低的决定性因素 影响土壤电阻率 的因素为该处土壤的地质结构 降雨量 环境温度及地理环境 在改造一个不良接地系统时 如果有 条件改造土壤的电阻率只能改变土壤的地质结构 而后三者我们是无法改变的 目前 改造土壤电阻 率的方法就是用土壤导电增强材料 俗称降阻剂 来替代与地网接触的部分土壤 降阻剂分为物理 降阻剂和化学降阻剂 前者的主要成分为不具备腐蚀性的炭灰电石等成分 后者的主要成分为易分解 电解盐 我们不提倡使用化学降阻剂 其不稳定的电解盐会随时间改变和地下水冲刷而分解失效 不 但污染环境并且电解盐的存在加速了接地材料的腐蚀速度 长期使用后果严重 物理降阻剂则不存在 这些缺点 目前欧美国家已严格禁止使用化学降阻剂 而只可以使用物理降阻剂来改良土壤的导电率 使用物理降阻剂务必选择拥有国际 UL 认证证书的生产厂家 以避免不合格及假冒的产品 接地材料之间的连接工艺也是影响接地电阻大小的一个必要因素 地网不同于其他电力设备 它 必须深埋地表以下 与其接触的化学腐蚀性物质要远远多于暴露于空气中的 而接头往往是传统地网 最易腐蚀的环节 传统的连接工艺为电焊 电弧产生的高温和电离子不仅破坏了材料的防腐涂层 而 且在电离的作用下接地材料含有的部分物质发生化学反应 降低材料的导电性并加速了接头的腐蚀 而且由于电焊工艺的局限性 接头只能实现外沿连接 内部依旧是不接触或部分接触 含有大量空隙 极易导致水汽进入从内部腐蚀接头 且接头处电阻大于材料本身 接头带来的地网电阻增加往往不被 重视 一个变电站的接地网有上百个连接处个别电压等级高的甚至上千 一个接头电阻增加带来的影 兰州地下 110kV 变电站接地方案 9 响不明显 但上百上千个带来的影响就不能忽视 借鉴和参考国外这方面的经验 决定选用国外主流 的放热焊接为本次改造的地网连接工艺 放热焊接是让铝和氧化铜发生置换反应 利用置换反应产生 的 2537 高温熔化连接材料 冷却后接头处合二为一实现真正的分子连接 接头外覆盖铜材 抗腐蚀 性和导电性极强 接头的电阻不超过材料本身的电阻 并且这种焊接工艺耗时非常短 焊接用的工具 轻便小巧大大优越电焊 操作者不需要焊接资质证书 上手快 接地材料的选用也是决定地网接地电阻大小的关键 铜的导电性是钢材的 8 倍 抗腐蚀性钢材的 10 倍 铜材一次性投入比钢材大 但铜的使用寿命长 因此从年费用来看 铜却优于钢 省下了翻修 维护改造的费用 节约时间及人力物力 接地方案设计的合理性和科学性同样决定地网接地电阻的大小 设计方案时要充分考虑土壤的地 质结构 地网铺设的面积 周边的环境等 在此基础上参照相关标准设计出理论上合理 合格的方案 并在施工的过程中 配合施工方让方案的设计落到实处 3 5 设计参数 1 综合考虑土壤的平均土壤电阻率为500 m 2 变电站的长33 4m 宽58 8米 地网总面积为1963m2 3 在水平网铺设接地增强材料来降低接地电阻 4 在主接地网的每个交叉点打入一组垂直接地极 改善接地电阻 加强地网的散流特性 3 6 方案设计 综合考虑地网的使用年限 地网材料 接地电阻 地质情况 湿度温度等自然因素的影响 6 1 变电站使用95mm2铜镀钢绞线制成10 10米的网格地网 6 2 在变电站周围 间隔5m使用钻井机打入一组深度为7米 直径为11cm的井 并放入一组长度 为7m的铜镀钢接地棒 由3根长度为2 44m的 直径为14 2mm的铜镀钢接地棒组成 使用GEM回填 共计 28组 6 3 在水平接地导线上铺设接地增强材料 GEM 铺设的接地增强材料的厚度为5cm 宽度为 10cm 6 4 在变电站的地表铺设厚度为0 1m的碎石层 以提高跨步电压和接触电压的允许值 保障人 员安全 6 5 连接采用CADWELD放热焊接 6 6 主接地网敷设在最下层 第一层和第二层外围用95mm2镀铜钢绞线围一圈并与第三层主接地 网联通 兰州地下 110kV 变电站接地方案 10 兰州地下 110kV 变电站接地方案 11 3 7 接地电阻计算 1 水平均压环接地电阻 依据DL T621 1997 A Rs 5 0 其中 土壤电阻率 500 m A 接地网面积 1963m2 R 5 64 2 使用GEM后水平网的接地电阻 s RR 其中 GEM 在土壤电阻率为500 m是的降组系数取0 25 厂家试验数据 A 接地网面积 1963m2 R 1 41 3 单组7m深垂直接地极接地电阻 依据DL T621 1997 1 8 ln 2d l l Rv 其中 土壤电阻率 500 m l 单根垂直接地极深度 7m d 单根垂直接地极等效直径 1 42cm R 82 4 使用GEM后垂直接地体的接地电阻 s RR 其中 GEM 在土壤电阻率为500 m是的降组系数取0 25 厂家试验数据 R 20 5 5 28组7m深垂直接地极接地电阻 R RN 28 0 73 依据BS7430 1991 R 0 73 6 地网总电阻 zvzsp zvzsp RR RR R 其中 并联系数 R 0 48 0 5 满足设计要求 兰州地下 110kV 变电站接地方案 12 接地导体热稳定性计算 1 110kV 接地主网的热稳定校验 依据DL T621 1997 e g g t C I S 其中 Ig 110kV单相接地短路电流 15 1 kA te 短路持续时间 1 5s C 30 导电率铜镀钢绞线热稳定系数为 176 Sg 105 mm2 水平接地线的截面积为 Sg 75 79 mm2 所以选择120mm2的30 导电率的铜镀钢绞线作为接地引下线 95mm2的30 导电率的铜镀钢绞线作为 接地主网可以满足热稳定性的要求 2 垂直接地极的热稳定校验 依据DL T621 1997 e g g t C I S 其中 Ig 110kV单相接地短路电流 15 1 kA te 短路持续时间 1 5s C 铜镀钢接地棒的热稳定系数 135 Sg 137 mm2 垂直接地极的截面积为 Sg 75 102 mm2 所以选择直接为14 2mm 截面积为158 mm2 的铜镀钢接地棒可以满足热稳定性的要求 兰州地下 110kV 变电站接地方案 13 3 铜在地下的腐蚀 土壤编号埋地时间 年 年平均腐蚀厚度 mm 年 3113 70 000300482 2713 60 00042672 3613 50 00067564 213 40 00069342 513 40 00110236 713 40 00110236 913 40 00117348 2613 40 0004445 3013 40 00031115 4113 40 00101346 4713 40 00119126 613 30 000360934 1013 20 00304038 2413 20 00065786 上表数据来源于美国接地开挖研究委员会在美国的测试数据 通过上表可以得知 铜层的最大年 平均腐蚀为0 003mm 年 所以铜层的30年腐蚀厚度为0 09mm 铜的腐蚀可以忽略不计 兰州地下 110kV 变电站接地方案 14 4 材料选型 1 1 垂直接地极垂直接地极 选用美国艾力高公司生产的ERITECH铜镀钢接地棒 铜以分子的形式电镀在高强度钢芯上 厚度 可达0 254mm 任意弯折铜层不脱落 不起皮 拥有国际UL认证证书 接地棒直径1 42cm 单根长度 1 22m 可通过连接器组合成任意长度 铜镀钢接地棒 垂直接地极电动安装垂直接地极手动安装 兰州地下 110kV 变电站接地方案 15 2 2 焊接工艺焊接工艺 选用美国艾力高公司提供的CADWELD放热焊接工艺进行接头的连接 该工艺焊接的接头电阻小于 导体本身 强度优于导体 接头被铜层覆盖因此抗腐蚀性和导电性均非常出色 接头内部无空隙 是 真正的分子结合 该工艺操作简单 省时省力 对操作者无资格证书要求 接头仅凭外观即可判定是 否合格 焊接工具拥有国际UL证书 接头拥有加拿大安达略水利试验室出示的检测证书 保证了接头 良好的导电性和抗腐蚀性 模具实体图 兰州地下 110kV 变电站接地方案 16 放热焊接操作流程图 焊接完成接头 十字型 接头剖面 兰州地下 110kV 变电站接地方案 17 5 材料清单 序号序号品名品名型号规格型号规格数量数量单位单位备注备注 1垂直接地体635840168根 2铜镀钢绞线120mm2500米 3铜镀钢绞线95mm22500米 4放热焊接接点600个 5连接器CR58150个 6接地增强材料GEM25A550袋 兰州地下 110kV 变电站接地方案 18 附件 1 镀铜钢棒接地极与传统接地系统的性能价格比 比较项目传统接地系统镀铜钢棒接地系统 工程费用 材料费低 施工费高 占地面积大 其他费用高 打深井等 适中 低 无 接地材料钢材 镀锌扁钢或角铁 铜钢或铜材合金 连接方式 电焊 电气性能不稳定 接触电阻大 放热焊接 电气性能稳定 没有接触电阻 导电性能导电性良好导电性好 是钢材的八倍 防腐性能 钢材差 镀锌钢一般 铜材的耐腐性是钢材的十倍 是镀锌钢的三倍 接地效果不稳定 接地电阻会持续上升 很稳定 接地电阻会保持在一 个较稳定的水准 使用年限不到十年 须定期维护完全免维护 综合比较 通过上述比较 铜镀钢棒接地系统虽然一次性投入比传统接地系统多 些 但它的寿命长 性能稳 免维护的独特性能和优势是传统接地方式无法 比拟的 目前在我国的华北 华东电力集团以及各主要城市电厂和变电站 已普遍采用 兰州地下 110kV 变电站接地方案 19 附件 2 国内市场各种焊接工艺比较 比较项目 CADWELD PLUS 国内其它焊接 生产工艺 1 此工艺由 ERICO 公司发明 并第一个运用 于商业运用 2 CADWELD PLUS 为第三代焊药 3 全自动化生产 产品质量稳定 4 制造设备相当昂贵 5 技术要求高 需要 专业技术支持 1 焊药为原始的第一代焊药 2 生产工艺比较简单 3 制造设备比较便宜 4 技术要求较为简单 不需要很多专业人员 5 由于人工操作比较多 质量不稳定 焊药 分量难以保证 焊药品质 1 根据不同金属的焊接提供各种焊药配方 2 最低限度减小焊接对金属母材的损伤 3 焊药不会老化 有效期是无限的 4 焊接后接头抗腐蚀性强于导体本身 5 焊药属非危险品 可方便运输和存储 并可 飞机携带 6 焊药不含磷 镁等对人体无害材料 1 各种金属之间焊接都采用一种焊药 2 焊药中成份配置 特别是催化剂的配方有问 题 无法解决产生裂缝或其他影响焊接质量的 问题 3 大量添加锡等材料 导致焊接为黄铜 焊接 处导电性难以得到保证 4 无法控制反应时温度 或为增加高熔点材料 的焊接提高反应温度 造成金属结构的强度和 母材的损伤 5 为降低引燃温度 起火粉中添加磷 镁等 导 致焊接中存在气孔或大块焊渣 6 焊接成品率低 无形中增加实际成本 焊药包装 1 采用密封防水设计 2 方便焊接后模具处理 增加模具使用寿命 30 以上 3 对焊接环境要求低 没有漏药导致焊接腔 二次反应现象和大风吹散等 4 降低产品损耗 5 焊接质量稳定 1 焊药包装简陋 容易受潮结块而失效 2 焊接质量不稳定 品质无法得到保证 3 运输和存放过程中的损耗较大 增加实际成 本 操作方法 1 专利保护的电子点火引燃 2 远离操作点 1 8 甚至更远 使得焊接更安 全 3 焊接方法更加简单 施工方便 1 用传统点火枪点燃 2 需要近距离