降阻剂在牵引变电所接地网中的应用研究

1、降阻剂在牵引变电所接地网中的应用研究中铁七局电务公司 马洪涛摘要：本文叙述了在铁路牵引变电所接地网施工中降阻剂的使用方法并通过计算、测试、分析、总结采用该方法所产生的降阻效果。 关键词：接地工程 降阻剂 土壤电阻率 接地电阻 接地导体一、 前言防雷接地装置是关系到建筑物和使用中的设备乃至人身安全的极为重要的设施。在铁路牵引变电所施工过程中，接地网埋设的目的是降低整个变电所区的接地电阻，将地面山的接地故障电流以及雷电产生的电流迅速引导到地下，并在建筑基础下行程一个等电势地下网络，从而消除危害。其主要功能是：、 在所有电源操作条件下，保护人和设备免受过电压危害；、 用于中性点直接接地系统、 为开关

2、涌流、雷击电流提供一个泄漏入地途径，以保护设备；、 消除接地故障；、 稳定电力回路对地的电势差。由于铁路牵引变电所运行的可靠性要求较高，并且牵引变电所的选址一般较为复杂，使接地网的施工难度大、周期长，而施工计划则要求这部分设施必须在前期完成施工并达到设计要求，而一般现场的土壤电阻率多在5001000.m以上，要降低接地电阻到设计值，选用降阻剂是最有效可行的办法。二、 地网状况1、 以黔桂线南丹110kV牵引变电所为例，接地面积为S=70×604200m2的长方形水平接地网络。网络间距为5m×5m。2、 设计要求埋深为0.6m，地址构造为软坚石，沙土和碎石，土壤电阻率较高，参

3、考值为5001000.m.3、 为了满足对接地网的要求，我们采用物理降阻剂。三、 接地网中降阻剂的施工方法接地网施工的工艺流程图：降阻剂灌注接地导线敷设土石方开挖施工放线测量定位大面积回填覆盖接地网的稳定电阻测量回填细土保护施工各环节介绍：1、 测量定位：由专业测量人员根据设计图纸进行坐标定位，经验证形成测量结果报告记录。2、 施工放线：施工人员依据测量坐标点和地网网格放线，3、 土石方开挖：根据土建现场地坪的标高进行开挖，根据设计要求，接地体的埋设深度为0.6m，因此开挖的沟槽深度为0.7m，底部宽0.2m，按照设计降阻剂的灌注深度为0.2m，降阻剂的使用量为（物理降阻剂的比重为1.35吨/

4、m3）：W=0.2×0.2×L×1.35 根据设计工程数量，水平接地体为1000m，因此降阻剂的理论用量为54吨。4、 沟槽开挖后应人工进行场地整平，出去沟槽底部大粒径碎石，进行模板支护，采用200×1500的钢模版支护成200×200的接地沟槽。5、 本方案选用GD-200K物理降阻剂，本降阻剂是以强碱弱酸盐为胶凝物，对金属有较强的亲和力，并用非电解质的碳素体粉末为导电体与防腐剂混合而成，使用时现场加水调制成浆状即可，与水的配合比为1：0.8。由于降阻剂与水调和后，粘性大，附着力强，施工浇灌困难，所以应保证降阻剂呈流体状态，便于其发挥渗透作用

5、，增加渗透层面积。6、 降阻剂初凝后，大约需经12小时以上方可拆去支护模板，降阻剂凝固强度似水泥凝固强度，可进行回填土保护，一定要用细粘土保护，进行人工回填，将降阻剂四周包裹严实、完全，且包裹厚度达400mm以上。细粘土的回填是保证降阻剂充分与土壤接触，增大散流面积，改善接地土壤环境，包裹之后再进行大面积的回填，可采用机械，但要注意大块岩石切勿填进降阻剂区域，以免损伤降阻剂和接地导体。四、 降阻效果的初步探讨1、 降阻机理：降阻剂降阻的作用主要有以下三个方面：1、 降阻剂本身的电阻率很低，本项目使用的降阻剂电阻率小于1欧·米，把它包裹在接地体周围可忽略降阻剂的电阻，相当于将电极尺寸扩

6、大，接地电阻因而降低。2、 减小电极与土壤之间的接触电阻，并具有吸潮性，而保持电极附近土壤的潮湿性。3、 在接地体四周使用降阻剂，敷设时浆状降阻剂溶液会向土壤四周一定的范围内渗透，使局部土壤的电阻率大大降低。2、 降阻剂有助于降低接地电阻、改善接地条件，通过对已施工的局部网区域，通过理论计算和现场测试数据，简略分析如下：1、 大地自然电阻率测试：采用ZC29B-2型 接地电阻测试仪110KV开关站区域土壤自然电阻率 =2IR I为接地探针间距测得R=410 带入上式=250628欧·米，测试证明土壤电阻率去取500欧·米是可行的。2、 降阻剂包裹接地导体前后，接地阻值比较分

7、析：由于采用的主要是水平接地体，其形状参照建筑电气设计手册取形状参数，为了计算方便，本次计算拟用接地体长度为60m，以此作为比较。a. 水平接地体接地电阻（降阻剂施工前） 其中：土壤电阻率L:接地体长度h：水平接地体埋深d：接地体的直径（本案例为60×6镀锌扁钢接地体，所以d取宽度的一半，为0.03m）A：水平接地体的形状系数 b. 水平接地体接地电阻（降阻剂施工后） k：有降阻剂电极尺寸修正系数c. 计算：取500，L=50 m，h=0.6m，d=0.03m,A=0， k取100，分别代入、两式中，计算得出：R前=16.2R后=9.43、 地网接地电阻的计算：地网面积 S=70&#

8、215;604200m2 接地电阻R=0.5/ =3.864、 以上仅就单条水平接地体进行了计算，由于本设计中采用了垂直接地体与水平接地体组成的综合二维接地网，垂直接地体采用50×5，L=2500mm，不使用降阻剂。垂直接地体位于水平接地体的网格焦点上。根据以下公式以及、单根垂直接地体接地电阻： 水平接地体上有垂直接地体时水平接地体的接地电阻： 多根垂直接地体的接地电阻： 垂直接地体与水平接地体组成的复合接地装置的接地电阻： b：垂直接地体边长 单位cm：水平接地体利用系数：垂直接地体利用系数计算出各阶段不加降阻剂的计算接地电阻值以及添加降阻剂的实际测量值的列表，如下表（在本案中，、分别取值为0.35、0.7）：序号水平接地体 施工数量（m）降阻剂使用数量（T）计算值（无降阻剂）测试值第一次测试值第二次（10天后）降阻率%11206.483.83.452.4765250016.21.751.360.68613100032.40.90.730.4649经过最终测试结果为0.46，小于0.5，达到设计要求。五、 结论1、 现场测试数据分析表明，降阻剂施工后，降阻作用明显。2、 随着降阻剂使用量的增加，降阻效果降阻效果逐渐钝化。3、 降阻剂对接地体有良好的保护作用。4、 经过