变压器接地(电厂设备接地的详细方法)

我国常规电厂的接地设计往往比较简单，在接地布置图中仅粗略显示了接地系统。作者细化了相关的规定和规范，阐述了发电厂接地网更详细的设计方法，可以指明具体设备设施的接地，并结合具体的工程应用进行了详细的阐述。本文对电厂的接地设计和现场施工具有很好的参考价值。

在常规的电厂接地网设计中，建筑物周围通常只布置一圈接地导线，如下图1所示。但是没有显示各种设备的具体连接方式，导致现场施工经常出现问题，不知道各种设备如何连接到接地网，经常需要添加接地材料等等。

针对这一现象，作者结合国内某沿海工程采用裸铜绞线进行接地网设计，细化了相关规范和规范，对比了各种接地材料的优缺点，阐述了各种设备的具体接地方式，最后给出了该工程接地布置的应用实例。

图1项目主楼中央控制室区域接地

与接地设计相关的基本概念

1.接地电极:埋在地下并与大地直接接触的金属导体。各种金属构件、金属井管、钢筋混凝土建(构)筑物基础、金属管道、设备等也作为接地极，直接与大地接触的，称为天然接地极。接地极分为水平接地极和垂直接地极，共同构成接地网。自然接地极应至少在两个不同的点连接到接地网。

2.接地线:用于连接电力设备设施的接地端子与接地极的金属导电部分。

3.接地装置:接地线和接地极的总和。

4.接地尾纤:用于将电气装置和设施的接地端子与接地网连接的卷制接地导体。

5.接地网装置的目的是:a)工作(系统)接地；b)保护接地；c)防雷接地；d)防静电接地。

接地设计中的注意事项

1.接地材料的选择

接地网的主要材料有:铜导体、铜包钢、铝导体、钢材等。其主要特征如下表1所示:

表1接地材料的主要特性

根据国家标准的要求，接地网的水平接地极一般可采用热镀锌圆钢和扁钢。垂直接地极一般可以是热镀锌角钢或钢管。在腐蚀严重的地区，为了提高接地网的耐腐蚀性能，可采用圆铜、扁铜、铜绞线、铜包钢线、铜包钢圆钢或铜包钢扁钢作为水平接地极，采用圆铜或铜包钢圆钢作为垂直接地极。

本文结合我国某沿海电厂的实际情况，综合考虑当地土壤条件、耐腐蚀性等诸多因素，最终选择裸铜绞线作为主要接地材料。

2.接地导体的最小截面应符合下列公式的要求:

对于用上述公式计算的接地导体截面，由于接地导体在运行循环中的腐蚀，计算时应留有一定的余量。考虑到接地网的使用寿命一般为60年，该段可考虑增加30%裕量，应选择等级较高的段。

经计算，本海岸工程室内和室外接地导线可分别采用120mm2和240mm2的裸铜绞线。

3.电厂室外接地网应位于地面或石板路面下0.8m，水平和垂直接地极由截面为240mm2的裸铜绞线组成。接地网边缘各角做成圆弧，圆弧半径应大于均压带间距的一半。水平接地极一般距建筑物外墙1.5米。

2.电厂的室内接地网和设备连接通常采用截面为120mm2的裸铜绞线，室内外连接的部位应采用截面为240mm2的裸铜绞线。

3.为了减少相邻接地体的屏蔽作用，垂直接地极之间的间距不应小于其长度的两倍，水平接地极之间的间距可根据具体情况确定，但不应小于5m。

4.在接地网边缘经常有人进出的走道处，或厂区路面下，应铺设碎石、沥青路面。接地极与道路、铁路、管道等可能对其造成损害的地方的交叉点，应采用钢管或角钢进行保护。接地极穿过墙壁、地板或地板的地方应安装钢管或其他保护套。化学腐蚀的地方也要采取防腐措施。

5.一般来说，主要的接地连接类型包括:

(1)所有地下接地系统通过放热焊接连接。参见下面的图2和图3。放热焊接模式应严格遵守相关焊接制造商的焊接程序。

(2)与设备的连接采用螺栓连接的压缩式连接件。见下图4。特别需要注意的是，电气设备的每个接地部分都要用单独的接地线与接地母线连接，严禁将一根接地线中的几个接地部分串联起来。

图2地面以下水平接地极放热焊接

图3地下垂直接地极放热焊接

图4设备的螺栓连接

6.在现场施工时，可以根据设备的位置，适当调整接地网在接地布置中的位置，以保证设备的接地端子能够以最短的路径连接到室内接地网。设备基础的接地编织层通常从设备接地端子侧附近的基础引出，注意不要与设备安装冲突。

7.现场施工时，接地装置安装前应清洗干净，所有导体表面应刷钢丝刷，以保证良好的导电连续性。刷完后，在所有导体表面涂上抗氧化导电膏(或同等产品)。敷设接地极时，应避免各种设备基础。室内接地网的水平接地极或引上引下接地体宜采用隐蔽敷设方式敷设在建筑物表面或保护层下，如图5所示。现场施工时，应在混凝土中做好预埋接地装置。

图5室内接地网安装详图

各种设备的具体接地方式

在电厂中，各种特定设备的接地应采用以下方式。

1电气设备接地

(1)发电机:发电机的定子底座或外壳应接地，并与机身周围的接地系统连接。发电机转子轴应用铜编织线或碳刷接地，并与接地系统连接。接地点在发电机的蒸汽端。汽轮机汽缸的接地应根据汽轮机制造商的要求确定。

(2)离相封闭母线:离相封闭母线的外壳及其支撑结构至少两点接地，接地材料为裸铜绞线。

(3)电力变压器:变压器的底座和外壳需要在两点独立接地。变压器中性点经电阻接地时，其中性点应正确连接，先与电阻连接后接地。

(4)公共封闭母线:公共封闭母线的外壳及其支撑结构至少两点接地，接地材料为裸铜绞线。

(5)配电设备、负荷中心、电机控制中心:铠装开关柜、负荷中心、电机控制中心内的接地母线两端通过裸铜绞线与主接地网相连。低压系统的每个回路都有自己的接地导体，作为接地芯包含在供电电缆中。开关柜、照明箱、电源箱和电机的外壳应与接地芯连接。设备外壳也应连接到主接地网。

(6)电机:由中压或低压负荷中心馈电的每台电机都有一个安装在电机底座上的接地端子，接地端子通过接地线与接地网相连。接地线截面可与电机馈电电缆相同，但不小于50mm2，不大于120mm2。由电机控制中心馈电的所有电机(电动阀除外)都有专门的接地端子，通过接地线连接到接地网。接地线的截面可与电机馈线的截面相同，但不小于35mm2，不大于120mm2。

(7)电缆桥架:装有电力电缆的金属电缆桥架，其中敷设最小截面为120毫米的接地线。接地体应沿电缆桥架内缘敷设，接地导线最多每隔600 mm用一个接地夹与电缆桥架连接。

烟囱中的所有桥梁应连接在一起，最多间隔30m连接到地面电网或厂房钢结构。每层每两跨桥由一根最小横截面为120mm2、最大长度为610mm2的跨接线连接。从电缆槽到电气设备的所有埋地管道应连接到电缆槽或电缆槽中的接地线。

2钢结构接地

(1)在路面或基础层面上，每隔一根钢柱用一根截面为120mm2的接地线直接与电厂接地网连接，连接点采用放热焊接。

(2)在每个钢梯和楼梯靠近顶部和底部的位置，截面为120mm2的接地线直接与电厂接地网或最近的直接接地钢柱相连。

(3)驱动导轨两端通过120mm2接地线直接与接地系统相连。

(4)所有钢结构平台应有效接地。未接接地钢柱的平台需接电厂接地网或最近的直接接钢柱，接地线截面120mm2。长度超过2.5m的平台应至少有两根接地线，位于平台的相对端子(边缘)。

3混凝土结构接地

(1)每层用一根120mm2的接地线组成室内接地环网，室内接地环网用一根240mm2的接地线与室外接地网连接。设备接地从室内接地网引出并连接。混凝土内部钢筋应根据需要与接地网连接，以降低接触电位和台阶电位，但不得用作接地导体。

(2)当接地线位于混凝土伸缩缝处时，应采取补偿措施，接地电缆应在距伸缩缝460毫米处用聚乙烯包装。

接地网设计

根据以上设计原则和注意事项，可以绘制出具体设备的接地布置图。下图6为本工程循环水泵房大平台局部接地布置实例:

图6循环水泵房大平台局部接地布置

上图室外水平接地极距建筑物外墙2m，室内主接地网为稀疏铜网，面积20m×60m。其中，在主设备循环水泵电机附近设置了一个网孔约13m×18m的铜网，考虑避开设备基础。每个循环水泵电机预留三根接地辫，分别用于电机外壳、接线盒和中性点接线盒的中性点接地。接地导体为120mm2卷制接地编织物，长度约1.5m

现场施工时，除参照此接地布置图外，实际安装尺寸还应根据设备的具体位置进行适当调整，接地电极与建筑物的纵横相对位置也应根据现场实际情况进行适当调整，以保证设备能以最短路径接入室内接地网。

结论

针对电厂常规设计中没有给出设备接地方式的细节，结合工程设计经验，详细论述了工程实践中不同情况下接地的处理方法，符合电厂基建工作的实际。本文基本涵盖了电厂各类接地问题，对现场施工有很好的借鉴作用。

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