浅谈风电场接地网的设计、施工及运行维护

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1、中国风电场生产运营管理（2013）建设施工浅谈风电场接地网的设计、施工及运行维护冯　琦（甘肃电投鼎新风电有限责任公司　甘肃　酒泉　73500）0　引言风电场及变电站接地网对于风电场电气设备及风机的可靠运行和工作人员的人身安全起着重要作用，其接地电阻、跨步电压与接触电压是风电场接地系统的重要技术指标，是衡量接地系统的有效性、安全性以及鉴定接地系统是否符合要求的重要参数。然而，公司开发建设的干河口第五风电场、安北第六风电场场地地层岩性主要为角砾、砾砂、泥质砂岩、杏仁状玄武岩、炭质页岩夹粗砂岩和呈透镜状分布的中砂、粉土，场址区地处西北极度干旱地区，常年处于干燥状态，场地岩土具有硫

2、酸盐强腐蚀性、氯化物弱～中等腐蚀性，对钢结构接地网、接地极具有中等腐蚀性，导致风电场的接地电阻、跨步电压与接触电压的设计计算值偏高，无法满足现行标准的要求。在设计、施工、运维过程中，如何合理确定接地装置的设计、施工方案，加强生产过程中对接地系统的运行维护工作，降低接地电阻，这是我们电气专业的重点工作之一。1　风电场接地网电阻偏高的原因风电场及变电站接地网电阻偏高的原因是多方面的，归纳起来有以下几个方面：1.1　客观条件方面一是土壤电阻率偏高。由于土壤电阻率偏高，对系统接地电阻影响较大；二是土壤干燥。极度干旱地区，角砾、砾砂、泥质砂岩、杏仁状玄武岩、炭质页岩夹粗砂岩和呈透镜状

3、分布的中砂、粉土土层相当干燥，而大地导电基本是靠离子导电，干燥的土壤电阻率偏高。234中国风电场生产运营管理（2013）建设施工1.2　勘探设计方面公司开发建设的两个风电场地处极干旱戈壁，由于土壤电阻率变化较大，这就需要对每处地网进行认真的勘探、测量。根据地形、地势、地质情况，设计出切合实际的接地装置。如果不根据每处地网的地质情况合理设计接地装置并计算其接地电阻，而是套用一些现成的图纸或典型设计，那么就从设计上留下了先天性不足，造成接地网接地电阻偏高。。秦皇岛美食http://bbs.66qhd.com/forum-43-1.html秦皇岛网http://www.66qhd

4、.com/1.3　施工方面对于不同机位的风机接地来说，精心设计重要，但严格施工更重要。因为对于地形复杂，特别是位于山岩区的风机，接地地网水平接地沟槽的开挖和垂直接地极的打入都十分困难，而接地工程又属于隐蔽工程，如施工过程中不能实行全过程的技术监督和必要的监理，就可能出现如下一些问题：一是不按图施工，尤其是在施工困难的区域，屡有发生水平接地体敷设长度不够，少打垂直接地极等；二是接地体埋深不够。坚硬戈壁砂砾石区、岩石区，由于开挖困难，接地体的埋深往往不够，由于埋深不够会直接影响接地电阻值；三是回填土的问题，有关规范、设计要求用细土换土回填，并分层夯实，在实际施工时往往很难做到，

5、尤其是在岩石地段施工时，由于取土不便，从风电场以外其它地区取土需要增加土方购买、运输成本，往往采用开挖出的碎石甚至建筑垃圾回填，这样还会加快接地体的腐蚀速度；四是采用灌水、木炭或食盐降阻，采用灌水、木炭或食盐降阻，会在短期内收到降阻效果，但这是很不稳定的。因为这些降阻剂会流失，并加速接地体的腐蚀，缩短接地装置的使用寿命。1.4　运行维护方面尽管有些接地装置在建成初期是合格的，但经一定的运行周期后，接地电阻就会变大，除了前面介绍的由于施工时留下的隐患外，以下一些问题也值得注意：一是由于接地体的腐蚀，使接地体与周围土壤的接触电阻变大，特别是234中国风电场生产运营管理（2013

6、）建设施工在酸性土壤中，接地体的腐蚀速度相当快；二是在接地引下线与接地装置的连接部分因锈蚀而使电阻变大或形成开路：三是接地引下线接地极受外力破坏等。2　接地电阻降阻方法为了达到降低接地网接地电阻的目的，首先需要从理论上研究降低接地电阻的方法。降低接地电阻有以下两种途径，一是增大接地体几何尺寸，以增大接地体的电容；二是改善地质电学性质，减小地的电阻率和介电系数。接地网是接地系统的基础，由接地网、接地极和引下线组成，常常有种误解，把接地网作为接地的主体（如干河口第五风电场终端杆接地网），很少使用接地极。在接地要求不高或地质条件相当优越的情况下，接地网也能够起到接地的作用，但是通

7、常的情况下，这是不可行的。接地网可以起到辅助接地的作用，主导作用是用接地极来完成的。决定接地电阻大小的因素很多，传统的接地方式在土壤电阻率已经确定的情况下，要想达到设计要求的电阻必须有足够的接地面积，要降低接地电阻只有扩大接地面积，每扩大4倍的接地面积，接地电阻会降低一倍。要降低接地电阻的另一个方法是加大接地材料的尺寸，但是耗材太大而且效果并不理想。2.1　技术措施接地工程本身的特点就决定了周围环境对工程效果的决定性的影响，脱离了工程所在地的具体情况来设计接地工程是不可行的。设计的优劣取决于对当地土壤环境的诸多因素