常規(guī)發(fā)電廠接地網(wǎng)設(shè)計，往往僅沿建筑物的四周布置一圈接地導(dǎo)體，如下圖1示例，而具體到各種設(shè)備的連接并未示意，導(dǎo)致現(xiàn)場施工問題頻出，不知應(yīng)該如何將各種設(shè)備連到接地網(wǎng)、以及經(jīng)常要求增加接地材料等等。

針對這種現(xiàn)象，結(jié)合采用裸銅絞線進(jìn)行接地網(wǎng)設(shè)計的某國內(nèi)沿海工程，筆者對相關(guān)規(guī)程規(guī)范進(jìn)行細(xì)化，對比了各種接地材料的優(yōu)劣，闡述了各種設(shè)備的具體接地方法，在最后還給出了該工程接地布置圖應(yīng)用示例。

圖1某工程主廠房集控室區(qū)域接地

接地設(shè)計的相關(guān)基本概念

1、接地極：埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體。兼做接地極用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬井管、鋼筋混凝土建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)、金屬管道和設(shè)備等稱為自然接地極。接地極又分為水平接地極和垂直接地極，它們一起構(gòu)成接地網(wǎng)。自然接地極至少應(yīng)在不同的兩點與接地網(wǎng)連接。

2、接地線：電力裝置、設(shè)施的接地端子與接地極連接用的金屬導(dǎo)電部分。

3、接地裝置：接地線和接地極的總和。

4、接地辮頭：電氣裝置、設(shè)施的接地端子與接地網(wǎng)連接用的卷制接地導(dǎo)體。

5、接地網(wǎng)裝置的用途為：a）工作（系統(tǒng)）接地；b)保護(hù)接地；c)雷電保護(hù)接地；d)防靜電接地。

接地設(shè)計中的注意事項

1、接地材料的選擇

接地網(wǎng)的主要材料有：銅導(dǎo)體、銅包鋼、鋁導(dǎo)體、鋼等，其主要特點如下表1所示：

表1 接地材料的主要特點

根據(jù)國標(biāo)要求，接地網(wǎng)水平接地極一般可采用熱鍍鋅圓鋼、扁鋼；垂直接地極一般可采用熱鍍鋅角鋼或鋼管。腐蝕較重地區(qū)，為了提高接地網(wǎng)的耐腐蝕性，水平接地極可采用圓銅、扁銅、銅絞線、銅覆鋼絞線、銅覆圓鋼或銅覆扁鋼，垂直接地極可采用圓銅或銅覆圓鋼等。

本文結(jié)合國內(nèi)某沿海電廠實際情況，考慮到當(dāng)?shù)氐耐寥罈l件及耐腐蝕性能等諸多因素，最終選擇采用裸銅絞線作為主要接地材料。

2、接地導(dǎo)體的最小截面，應(yīng)符合下式要求：

經(jīng)上式計算出的接地導(dǎo)體截面，因還需考慮接地導(dǎo)體在運行周期內(nèi)的腐蝕，所以計算時還應(yīng)留有一定裕度，考慮接地網(wǎng)一般為60年的使用壽命，截面可按增加30%裕度考慮，并要選擇大一級的截面。

經(jīng)過計算，該沿海工程的室內(nèi)、外接地導(dǎo)體分別可以采用120mm2和240mm2的裸銅絞線。

3、發(fā)電廠的室外接地網(wǎng)應(yīng)位于地面或者塊石路面以下0.8米處，由截面240mm2的裸銅絞線構(gòu)成水平及垂直接地極。接地網(wǎng)邊緣各角做成圓弧形，圓弧的半徑應(yīng)大于均壓帶間距的一半。水平接地極距離建筑物外墻一般為1.5米。

2、發(fā)電廠的室內(nèi)接地網(wǎng)、及設(shè)備連接通常采用截面120mm2的裸銅絞線，室內(nèi)、室外相連接的部分宜采用截面240mm2的裸銅絞線。

3、為減少相鄰接地體的屏蔽作用，垂直接地極的間距不應(yīng)小于其長度的兩倍，水平接地極的間距可視具體情況確定，但不宜小于5m。

4、接地網(wǎng)邊緣經(jīng)常有人出入的走道處，應(yīng)鋪設(shè)碎石、瀝青路面，或敷設(shè)在廠區(qū)路面以下。接地極與公路、鐵路、管道等交叉及其它可能使其遭受損傷處，均應(yīng)用鋼管或角鋼等加以保護(hù)，穿過墻壁、樓板或地坪處應(yīng)加裝鋼管或其它保護(hù)套，有化學(xué)腐蝕的部位還應(yīng)采取防腐措措施。

5、通常主要的接地連接類型包括：

（1）所有地面以下的接地系統(tǒng)的連接采用放熱焊接方法。參見下圖2和圖3。放熱焊接型式應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)焊接制造商的焊接程序。

（2）到設(shè)備的連接采用帶螺栓連接的壓縮型連接片。參見下圖4。尤其需注意，電氣設(shè)備每個接地部分應(yīng)以單獨的接地線與接地母線相連接，嚴(yán)禁在一個接地線中串接幾個需要接地的部分。

圖2 地面以下水平接地極放熱焊接

圖3 地面以下垂直接地極放熱焊接

圖4 到設(shè)備的螺栓連接

6、接地布置圖中接地辮頭的位置，可根據(jù)現(xiàn)場施工時的設(shè)備位置適當(dāng)調(diào)整，以保證設(shè)備接地端子能以最短的路徑連接到室內(nèi)接地網(wǎng)。設(shè)備基礎(chǔ)的接地辮頭通常從靠近設(shè)備接地端子側(cè)的基礎(chǔ)旁邊引出，并應(yīng)注意不與設(shè)備安裝沖突。

7、現(xiàn)場施工時，應(yīng)在安裝接地裝置之前進(jìn)行清潔，用鋼絲刷刷試所有的導(dǎo)體表面，以保證良好的導(dǎo)電連續(xù)性。刷試之后，在所有導(dǎo)體表面涂以抗氧化導(dǎo)電膏（或等同產(chǎn)品）。敷設(shè)接地極時應(yīng)避開各種設(shè)備基礎(chǔ)，宜將室內(nèi)接地網(wǎng)的水平接地極或引上、引下接地導(dǎo)體敷設(shè)在建筑面層或保護(hù)層以下，采用暗敷方式，如圖5所示。現(xiàn)場施工時，應(yīng)做好混凝土中接地裝置的預(yù)埋工作。

圖5 室內(nèi)接地網(wǎng)安裝詳圖

各種設(shè)備的具體接地方式

發(fā)電廠中，各種具體設(shè)備的接地宜采用如下方式

1 電氣設(shè)備接地

（1）發(fā)電機：發(fā)電機定子基座或外殼應(yīng)接地，與機身四周的接地系統(tǒng)相連。發(fā)電機轉(zhuǎn)子大軸應(yīng)采用銅編織線或碳刷接地，并與接地系統(tǒng)相連，接地點位置在發(fā)電機汽端。汽輪機機缸的接地需依照汽輪機制造商的要求而定。

（2）離相封閉母線：離相封閉母線的外殼及其支撐結(jié)構(gòu)至少兩點接地，接地材料采用裸銅絞線。

（3）動力變壓器：變壓器的底座和外殼需獨立兩點接地。變壓器中性點經(jīng)電阻接地的，其中性點應(yīng)該正確連接，先接電阻，后接地。

（4）共箱封閉母線：共箱封閉母線的外殼及其支撐結(jié)構(gòu)至少兩點接地，接地材料采用裸銅絞線。

（5）配電裝置、負(fù)荷中心和電動機控制中心：鎧裝開關(guān)柜、負(fù)荷中心及電動機控制中心內(nèi)的接地母線兩端通過裸銅絞線接至主接地網(wǎng)。低壓系統(tǒng)的每個回路均具有獨自的接地導(dǎo)體，接地導(dǎo)體包含在供電電纜內(nèi)，作為接地芯。開關(guān)柜、照明箱、動力箱及電動機的外殼應(yīng)與接地芯連接。設(shè)備外殼還應(yīng)接入主接地網(wǎng)。

（6）電動機：由中壓或低壓負(fù)荷中心饋電的每個電動機都有裝于電機機座的接地端子，接地端子通過接地線與地網(wǎng)連接。接地線的截面可與電動機饋線電纜截面相同，但不小于50mm2且不大于120mm2。由電動機控制中心饋電的電動機（電動閥除外），都有專門接地端子，接地端子通過接地線與接地網(wǎng)連接，接地線的截面可與電動機饋線截面相同，但不小于35mm2且不大于120mm2。

（7）電纜橋架：有動力電纜的金屬電纜橋架，在電纜橋架內(nèi)敷設(shè)一根最小截面為120mm 的接地線，接地體需沿電纜橋架的內(nèi)側(cè)邊沿敷設(shè)，并且最多每隔600mm用一個接地夾將接地導(dǎo)體連接到電纜橋架。

層疊中的所有橋架最多間隔30m，就應(yīng)該連接在一起接至地網(wǎng)或者廠房鋼結(jié)構(gòu)。每一層上的每兩跨橋架之間用一條最小截面120mm2，最長610mm2跳線連接。所有從電纜橋架到電氣設(shè)備的埋管都應(yīng)該連接到橋架或橋架里的接地線上。

2鋼結(jié)構(gòu)接地

（1）在路面或地基水平面，每隔一個鋼柱用截面120mm2的接地線直接連接到電廠接地網(wǎng)，連接點采用放熱焊接的方式。

（2）在每個鋼梯和樓梯鄰近頂部和底部的位置，采用截面120mm2的接地線直接連接到電廠接地網(wǎng)或最近的直接接地鋼柱上。

（3）行車導(dǎo)軌兩端通過120mm2的接地線直接接入接地系統(tǒng)。

（4）所有的鋼結(jié)構(gòu)平臺都應(yīng)該有效接地。沒有連接到接地鋼柱上的平臺需要用截面120mm2 接地線連接到電廠接地網(wǎng)或最近直接相連的鋼柱上。超過2.5m長的平臺應(yīng)該有至少兩條接地線，這兩個連接位于平臺的相對的終端(邊)。

3混凝土結(jié)構(gòu)接地

（1）每個樓層采用120mm2的接地線構(gòu)成室內(nèi)接地環(huán)網(wǎng)，室內(nèi)接地環(huán)網(wǎng)采用240mm2接地線與室外地網(wǎng)相連。設(shè)備接地從室內(nèi)地網(wǎng)引出并連接。混凝土內(nèi)鋼筋根據(jù)需要與接地網(wǎng)連接，以降低接觸電勢和跨步電勢，但鋼筋不可作為接地導(dǎo)體使用。

（2）當(dāng)接地線位于混凝土伸縮縫處時，應(yīng)采取補償措施，并分別在距離伸縮縫邊460mm的地方用聚乙烯包裝接地電纜。

接地網(wǎng)的設(shè)計

有了上述設(shè)計原則和注意事項后，即可畫出到具體設(shè)備的接地布置圖，下圖6給出了該工程循環(huán)水泵房大平臺的部分接地布置圖示例：

圖6 某循環(huán)水泵房大平臺的部分接地布置

上圖中，室外水平接地極距離建筑物外墻為2m，室內(nèi)主接地網(wǎng)為稀疏的銅網(wǎng)格，面積約為20m×60m，其中主要設(shè)備循環(huán)水泵電動機附近設(shè)置網(wǎng)孔約為13m×18m的銅網(wǎng)格，并考慮避開設(shè)備基礎(chǔ)。每臺循環(huán)水泵電動機預(yù)留三個接地辮頭，分別給電動機殼體、接線盒、以及中性點端子箱的中性點接地，接地導(dǎo)體采用長約1.5m的120mm2卷制接地辮頭。

現(xiàn)場施工時，除了參照此接地布置圖，實際的安裝尺寸還應(yīng)根據(jù)設(shè)備的具體位置適當(dāng)調(diào)整，接地極與建筑物的縱橫向相對位置也需根據(jù)現(xiàn)場實際情況適當(dāng)調(diào)整，以保證設(shè)備能以最短的路徑連接到室內(nèi)接地網(wǎng)格。

結(jié)論

本文針對發(fā)電廠常規(guī)設(shè)計中沒有給出設(shè)備接地方法的細(xì)節(jié)問題，結(jié)合工程設(shè)計經(jīng)驗，詳細(xì)論述了在工程實際中不同情況接地的處理辦法，切合發(fā)電廠基建工作的實際。本文基本覆蓋了發(fā)電廠的各種接地問題，對現(xiàn)場施工具有較好的參考作用。

本文編自《電氣技術(shù)》，標(biāo)題為“發(fā)電廠設(shè)備接地的方法及應(yīng)用”，作者為李紀(jì)華。