摘要：介绍了贵州纳雍电厂300MW机组的防雷接地装置改造，并从设计、施工等方面总结了电解离子接地系统在实际中的应用效果，为同类型地质、土壤、环境提供参考。

　　关键词：电解离子接地装置；电阻率；应用地质；电解离子接地极的原理；电解离子接地极的安装方法等。联系人：刘杰，13867875273,0574-87489729

　　

　　电解离子接地极（离子接地极）功能介绍：

　　离子接地极单元是新型接地体的一种，是传统接地换代产品之一．单套或多套离子接地极单元并联的接地电阻就可以达到传统大型接地网络的效果；而且由于其在结构设计和材料配比等方面均考虑到接地效果的长效性，使用时间可以达到传统接地网络的几倍到几十倍，从而使离子接地极单元的性价比更优于传统大型接地网络。

　　离子接地棒在高土壤电阻率的地方可提供一个低阻抗接地。．

　　在膨润土与降阻剂组合配合下，离子接地系统可直接改善接地棒周围的土墙电阻率．即使在沙地或岩石土壤条件下，它也能保持低接地电阻，免维护并能迅速消散雷电能量和其它危险的电力短路电流。在场地有限的高电阻率土壤，往往也采用离子接地棒来有效降低接地电阻。

　　离子接地极的特征

　　◎包括自然的电解盐．渗透到周围土壤来改变土墙条件和增加导电性。

　　◎低阻抗，有效消散雷电和电力故障电流。

　　◎可提供70多种配置，特制需定购。

　　◎利用接地棒上的电缆(向上或向下均有)，方便地连接到其它接地导体。

　　◎由于坚固构造，和最少30年服务寿命防腐材料，能确保几十年的可靠服务。

　　◎55mm钢管．钢管内包括自然电解盐，渗透到周围土壤有效地改善接地棒与土壤之间的接触。

　　◎可提供6米以内的长度，更长离子棒可通过现场组装3．05米接地棒来实现。

　　◎工厂可定制放射条，可有效降低高频率雷电能量的阻抗且控制消散的方向。

　　◎在不能深钻的地方，可提供水平安装的卜-形接地棒。

　　电解离子接地极产品应用范围：

　　石油化工、储油库、发电厂、变电站、通讯基站、机场、网络机房等场所的防雷接地工程。

    接地装置的作用是将雷云对接闪器闪击的电荷尽快地散逸到大地，使之与大地的异种电荷中和。理想的接地装置（包括从接闪器到地面的引下线）是没有电阻的，当雷击产生时，不论雷电流有多大，接地装置上任何一点对大地的电压都为零。这样的避雷系统是绝对安全的，但实际上，理想的接地装置是不存在的，由此产生很多关于接地的技术问题。

　　1防雷接地系统的设计依据

　　1.1现场状况

　　1.1．1土壤电阻率

　　对纳雍电厂厂区土壤电阻率进行测量后，根据现场地质状况，得到厂区6个区域的土壤电阻率。

　　结论得知，纳雍电厂的地质状况较为恶劣，土壤电阻率均匀性较差，开挖后，该场地主要由基岩（白云质灰岩）、碎石层（含土较少）、土夹石（含土较多的碎石层）及原始地貌（未开挖且土层具有一定厚度）4种地质状况构成。

　　1.1.2水文地质状况

　　根据水文气象报告，纳雍电厂的年平均雷暴日为66d，属于多雷区；地下水属于岩隙水，不丰富，地下水位标高为海拔1340～1343m。

　　1.2接地网的设计要求

　　1.2.1接地电阻值

　　DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、DL/T621-1997《交流电气装置的接地》及GB50057-1994《建筑物防雷设计规范》等标准规范中的规定：对高土壤电阻率的地区，在保护接地的接地电阻达不到WTBXRWT≤2000/WTBXIWT中所要求的电阻值时，不应＞5Ω；对独立避雷针的接地电阻不应＞10Ω。

　　根据GB50174-1993《电子计算机机房设计规范》中的有关规定，计算机接地网和主网相接时，接地电阻不应＞1Ω。

　　根据以上标准规范的要求，纳雍电厂接地网的接地电阻值按1Ω设计。

　　1.2.2场平回填

　　由于纳雍电厂周围缺乏回填土壤，若完全用碎石回填，但碎石的土壤电阻率达1881～3409Ω·m，对接地不利，因此需对纳雍电厂厂区接地系统进行特殊处理。纳雍电厂地形复杂，因而采用分区域逐个处理，最后利用全厂的循环水管及厂区电缆沟上支架与接地网连接，全厂构成一个等电位的地网。

　　对于厂区内的单体建筑、烟囱、冷却塔、升压站等区域接地，采用较为普遍的接地方式。集控楼、输煤综合楼、生产行政办公楼这3处区域的计算机较为集中，电厂的重要控制系统均在此，如分散测控系统、厂用监控系统、网络监控系统、MIS系统、输煤程控等，对接地的要求非常高，若此部分接地不可靠，造成设备损坏，将使整个电厂瘫痪，使系统瓦解，因而该部分的防雷接地是全厂接地工作的重点。

　　电厂区域的工作地质均为基岩、土夹石，地质条件较为恶劣，如采用以往的普通方法：用圆钢或角钢做2.5m深的垂直接地极，再在地平标高下0.8m处沿建筑物周围用镀锌扁钢做一圈水平接地带与垂直接地极相连，将不能满足要求。为确保接地效果，需对此3处进行特殊处理：回填土不用碎石，而使用土质较好的土壤；除按常规方法外，采用特殊接地装置，即采用独立接地装置——电解离子接地装置，以确保接地电阻小于1Ω，并防止弱电感引起事故。

　　2电解离子接地装置的原理及安装

　　2.1原理

　　电解离子接地系统利用了深水望远镜的原理，从周围环境中获得湿气，湿气与电极中无毒的化学物质进行反应，产生电解液。这些电解液通过地极中的过滤孔向周围环境的土壤渗透。其作用是提高土壤的电导率，降低电极与土壤之间的接触电阻。

　　为安装地极和连接电缆而挖的孔采用专用回填料。在地极和土壤之间，通过专用回填料能够增大电解地极的等效截面积和与土壤的接触面积。专用回填料有非常好的膨胀性、吸水性、离子渗透性以及防腐性，由于大气压力的改变和自然空气流动，促使空气流入电解离子接地极顶端的通气孔，使之与接地极内的金属盐化合，经过吸湿处理形成电解液，这些电解液聚积在接地极底部并溢出，向四周扩散而形成“接地根”，接地面积会随时间增长而增加，使土壤电阻降低，从而达到接地电阻持续降低的效果。无论天气或周围环境如何变化，都能使周围土壤保持一定的湿度，以达到最佳导电状态，且能随着时间的推移，逐渐扩大周围土壤的导电范围，同时保护电解地极免遭腐蚀与侵害。

　　2.2系统安装方法

　　该厂选用国内某公司研究开发的电解离子接地系统。该系统包括电解接地极、专用回填料、竖井槽及通风盖。各接地极按照设计合理布置埋设，再通过铜电缆采用火熔焊接进行连接，为垂直接地系统。

　　2.2.1沟底部铺回填料

　　在建筑物外边缘3.5m处挖沟，沟深0.8m~1.2m，沟上口宽0.6m，沟底宽0.4m。若是土沟，即在沟底铺放专用回填料；若沟底及两侧是岩石，先垫大于0.2m的泥土，并夯实，再在泥土上铺放专用回填料，每包专用回填料铺放3m。

　　2.2.2安装垂直电解离子接地极

　　选用型号为BSD-50C、长3m的垂直电解接地极，接地极采用铜管（高导电率铜合金管）。

　　根据接地极布置位置，如是泥土，用钻机钻300mm钻孔，深5m，在钻孔底部铺放专用回填料，然后安装垂直电解接地极，使其垂直于地面，并且固定在300mm钻孔中央，再在垂直电解接地极周围铺放≥50mm的专用回填料，至电缆连接点下方即可。如是岩石，则需钻550mm钻孔，深5.3m，在钻孔底部垫泥土0.2m，夯实，再铺放厚50mm的专用回填料，然后安放垂直电解离子接地极，并在周围铺放≥50mm的专用回填料至电缆连接点下方，专用回填料周围铺放≥200mm的泥土。

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　　2.2.3安装连接电缆

　　该接地网连接电缆选用95mm（19芯）的铜电缆，铜电缆之间的连接以及与接地极上铜电缆的连接均进行火熔焊接。

　　2.2.4安装钢套管

　　在铜电缆安装完成后为了确保接地极内置的电解质从顶部的透气孔吸收水分，在垂直电解接地极上方安装1根外径273mm镀锌钢管的套管，顶部钢盖板上设有通风孔及套管固定装置，顶部盖板标高与室外地坪标高一致或较低，将套管套至电解接地极电缆连接点的下方。在安装好铜电缆的沟中铺放专用回填料及回填土，至此接地网工程施工即告完成。

　　3安装后测试效果

　　经测量，#1、#2集控楼电解离子接地装置接地网接地电阻为0.6Ω，输煤综合楼接地电阻为0.8Ω，生产行政办公楼接地网接地电阻为0.7Ω。而采用普通接地方式的区域未与主网连接前，测量值分别为：烟囱接地网7.6Ω、升压站接地网1.5Ω、冷却塔接地网3.4Ω。电解离子接地网与各区域接地网连接后，形成主接地网，最后主接地网测量值为0.62Ω，均满足了相关标准规范中对接地电阻的要求，即＜1Ω。

　　4结论

　　通过以上测试结果分析可知：

　　a.纳雍电厂岩溶发达、地貌复杂、地形多变，属于高土壤电阻率地。在如此恶劣的地质、气候条件下，普通的接地方式难以达到接地电阻＜1Ω的设计要求，通过在该厂重要区域采用电解离子接地装置，保证了各区域及整个接地网的电阻值达到设计要求，符合国家相关施工及验收规范。

　　b.由于传统的接地装置对天气、土壤的转变敏感度较高，容易因导体腐蚀而引起接地电阻上升，必须重复施加降阻剂及定期维修，而一般降阻剂腐蚀性较高，可减少接地金属导体的寿命，同时也污染环境；电解离子接地装置能够持续改善土壤，使之能维持最稳定的接地效果。

　　c.通过电解离子接地装置在纳雍电厂300MW机组防雷接地的应用，可为电解离子接地装置在相关地质情况、气候条件地区的防雷接地提供一种很好的解决方法。