浅论高土壤电阻率地区风电机组的施工方法.docx

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浅论高土壤电阻率地区风电机组的施工方法

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前言：风电场大多建设于风力强大、雷电多发的海岸、丘陵、山脊、山顶等地区的制高点，并远离其他高大物体，雷击事故率非常高。丘陵、山地项目的土壤电阻率大多都很高，同时风电机组的征地面积有限，地网面积不可超出风机平台，这又给降低接地电阻带来了很大的难度。

1.0风电机组接地施工的要领

1.1进场时机的把握

风机接地装置的电阻由三部分组成：接地网的电阻、接地网与土壤的接触电阻、土壤电阻率，后两者是降低冲接地电阻的关键所在。巧妙的利用进场时机，与土建专业交叉施工，不仅可以节约成本，而且能够得到最好的结果。

风机塔筒的吊装属于大型设备吊装，它的吊装平台需要做承压实验，平台的回填以及夯实都较为可靠。如果能在吊装平台夯实前进行接地网施工，那么接地网与土壤的接触电阻将会比接地公司采用简单的夯实机械进行施工时要低。

1.2利用风机基础作为自然接地极

风机基础施工一般由专业的土建公司承建，直径一般在20米左右，土壤电阻率较高地区的风机基础一般都是钢筋混凝土结构。水泥在土壤中的电阻率在100~1300Ω?m之间，同时它内部还存在大量的钢筋龙骨，因此，风机基础是一个优良的自然接地极。但是风机基础内的钢筋大多采用钢丝绑扎，这样的施工使风机基础内环到它的基础外引线的过渡电阻在4~5Ω，对于降低电阻的效果就不明显了。我们要通过焊接、卡接、增加接地极等方法将风机基础内部钢筋连接为一个整体，让它具有良好的电气连通性，将它的过渡电阻降到0.03Ω以下。

1.3接地沟、接地坑、接地深井的应用

（1）接地坑——当下层土壤电阻率明显高于上层土壤电阻率时，推荐用此方法

因为最大的电位梯度发生在距垂直接地体边缘0.5～1m处，并考虑到施工困难，所以人工接地坑的坑径不宜过大，一般可用上部圆直径3m，下圆直径2m,坑深3m左右，接地体长度为2.5～3m，埋深为0.6～0.8m，如下图所示。

（2）接地沟——高土壤电阻率地区的接地网全部采用接地沟的方式敷设

人工接地沟的几何尺寸，一般上部宽度B1=0.5m，下部宽长B2=0.3m，沟深1.1～1.3m，计算直径0.2m，如下图所示：

（3）深井接地极——当下层土壤电阻率明显低于上层时推荐采用此种方法

深井接地极是指首先通过深井钻孔，然后将设计深度等长的垂直接地极置入孔中，采用低电阻率材料填充空隙，最后达到高效降低接地电阻目的一种垂直接地体。它具有以下特点：有效降低装置的工频接地电阻；有效降低装置的冲击接地电阻，能集中有效泄放雷电冲击电流；有效降低地表电位，改善地表的接触电压和跨步电压；有效降低接地网的季节系数，稳定接地电阻。

如下图所示：

1.4接地网的分步施工

地网设计的原则是一维直线形最优，二维平面形其次，三维立体形最低。接地网分步施工一般按如下步骤进行：

从基础外环引出射线→将射线连在一起组成一个平面→从新出现的地网边缘引出射线→将所有射线连在一起再次连成一个平面，射线长度不可小于5米，随着远离风机基础边缘的距离，逐渐拉大射线长度，最长可引25m。

虽然接地电阻可以通过计算得出，但是边做边测的常规做法似乎更加容易指导施工，也更加节约成本。

2.0常用的几种降阻产品

2.1降阻剂

当前一种由水泥、石墨、膨润土等材料组成的长效降阻剂较受各个接地公司的青睐。这种降阻剂虽然电阻率相较化学型的降阻剂高，但是它在土壤中不分解、不流失、不受雨水冲刷影响，性质稳定，在土壤中维持低的电阻率30年以上，不含无机物，不含汞、铬等重金属，对水资源、植被无影响。

2.2接地模块以及离子接地极

接地模块的原理是增大了接地极的接触面积，降低接触电阻，同时它的包裹料为降阻剂，随着时间的推移可以对周边土壤进行降阻改造，对于多石土壤非常适用。

离子接地极造价相对较高，在风机基础接地中很少应用，大多应用于风电场升压站内。如果资金充裕，风机厂家对接地电阻要求较为严格的情况下可以考虑使用。离子接地极较接地模块的效果将更好，但是需要定期维护，换填离子填充料。

结束语：

高土壤电阻率地区的降阻改造非常困难，接地装置要做到规定的接地电阻可能会在技术经济上非常不合理，在保证接触电压和跨步电压均不超过允许数值，不发生高电位外引和低电位内引，可以适当的放宽接地电阻要求。当接地电阻超出风机厂家、箱变厂家要求时，应及时通知他们，以便他们采取一些保障措施，保证风机的安全运行，例如，缩短相关设备的切除故障反应时间，增强绝缘性能等。

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-全文完-