結(jié)合某接地工程淺談特殊場所的接地技術(shù)

結(jié)合********一、二期工程接地施工淺談特殊場所的的接地技術(shù)摘要：在巖石地地區(qū)及城市狹狹窄地區(qū)等特特殊環(huán)境的接接地裝置施工工時，要達(dá)到規(guī)規(guī)定的接地電電阻要求，施施工過程是很困難的。因為施工工空間小或場場地電阻率高高，必須采用用特殊的施工工工藝技術(shù)、材材料來實現(xiàn)。本本文介紹寶鋼鋼*********工程應(yīng)用的的幾種施工方方法。關(guān)鍵詞：特殊環(huán)環(huán)境接地施工方法引言隨著電子技術(shù)的的發(fā)展和計算算機(jī)應(yīng)用的普普及，為保證證系統(tǒng)安全、可可靠的運行，對對接地系統(tǒng)的的要求越來越越高，而在巖巖石地區(qū)及城城市狹窄地區(qū)區(qū)等特殊環(huán)境境的接地裝置置施工過程中中要達(dá)到規(guī)定定的接地電阻阻要求，施工工過程常常很很困難。因為為施工空間小小或場地電阻阻率高，必須須采用特殊的的施工工藝技技術(shù)、材料來來實現(xiàn)。舟山港*********港區(qū)寶鋼礦礦石一期項目目礦石輸送工工程工程地址址位于浙江省省嵊泗縣泗礁礁島西南約1.5km處的*********島，主要用用于寶鋼進(jìn)口口礦石的大船船(25萬噸級)減載、分裝裝小船以進(jìn)入入長江口。卸卸船、裝船泊泊位布置在*********南側(cè)，堆場場布置在*********南側(cè)海岙內(nèi)內(nèi)，炸山填海海形成。我公公司負(fù)責(zé)的電電氣工程包括括一座35kV總降、3座6kV分變電所、2臺堆取料機(jī)機(jī)及相應(yīng)的皮皮帶機(jī)和控制制系統(tǒng)。一期期于2001年底投產(chǎn)。為為適應(yīng)寶鋼生生產(chǎn)能力的提提高，于2005年3月*********二期開始施施工，主要增增加一座35kV總降、5座6kV分變電所、4臺堆取料機(jī)機(jī)等。由于*********所處地區(qū)大大部分為巖石石地基，給接接地施工帶來來一定難度，我我們在*********工程一期、二二期接地施工工中采取了一一些特殊技術(shù)術(shù)措施。1巖石地區(qū)的爆爆破制裂、壓力灌降阻阻劑法爆破接地技術(shù)是是近年發(fā)展起起來的降低巖巖石地區(qū)接地地裝置接地電電阻的新技術(shù)術(shù)。通過爆破破制裂，在裂裂縫中安裝接接地極，再用用壓力機(jī)械降降阻劑漿料壓壓入裂隙中，從從而起到改變變較大范圍的的土壤導(dǎo)電性性能的目的，相相當(dāng)于擴(kuò)大土土壤改性范圍圍，以期達(dá)到到預(yù)想的結(jié)果果。采用爆破制裂、壓力灌降阻阻劑法降低接接地電阻的原原理主要是通通過爆破制裂裂形成的裂隙隙可將巖石中中固有的節(jié)理理裂隙貫通，在在裂縫中安裝裝接地極，采采用壓力方法法向裂縫中灌灌注降阻劑形形成一個低電電阻率通道，裂裂隙通道可通通向較遠(yuǎn)處，相相當(dāng)于擴(kuò)大了了接地體的尺尺寸。試驗和和模擬計算表表明，一般爆爆破制裂產(chǎn)生生的爆紋可達(dá)達(dá)２m直至數(shù)十米米遠(yuǎn)。在壓力力灌降阻劑后后，形成了低低阻通道，有有利于電流通通過裂隙中的的降阻劑散流流到外部巖石石。同時，該該降阻劑也可可隨著降水過過程雨水或地地下水向深處處滲透，并形形成樹枝效應(yīng)應(yīng)，更有利于于接地裝置的的泄流效果。爆破接地技術(shù)的的成功與否，效效果大小很大大程度取決于于爆破時形成成的貫通性裂裂縫網(wǎng)的大小小。因此特別適適合于有一定定硬度的巖石石地質(zhì)區(qū)，如如固結(jié)堅硬的的沉積巖、巖巖漿巖、變質(zhì)質(zhì)巖地區(qū)。硬度稍差的的各種石巖、片片巖地區(qū)，土土壤干燥時電電阻率極高，爆爆破時更容易易形成裂隙。這些裂隙網(wǎng)網(wǎng)用降阻劑材材料填充后，形形成一個明顯顯的低電阻率率區(qū)域的泄流流通道。通過爆破改改造，形成接接地電阻低的的接地基礎(chǔ)。應(yīng)用降阻劑，土土壤得到改良良，等效增加加了接地極尺尺寸，從而有有效增大了接接地裝置的散散流面積，使使接地電阻大大大降低。以3#變電所接接地施工為例例。3#變電所在后后方生活區(qū)內(nèi)內(nèi)，周圍均為為巖石地基，設(shè)設(shè)計采用接地地樁采用鍍鋅鋅角鋼，設(shè)計計接地電阻要要求不大于4Ω。根據(jù)此要要求，我們采采用了爆破制制裂、灌降阻劑法法。由于島上上缺乏壓力灌灌注設(shè)備，因因此只采用回回填降阻劑的的施工方法。采用巖石爆破后，形成接地樁孔，在安裝接地樁回填雜土后，由于巖石的導(dǎo)電率差，經(jīng)測試接地電阻遠(yuǎn)大于4Ω，達(dá)不到設(shè)計要求。回填降阻劑以降低接地電阻，降阻劑采用泥土、食鹽、石灰混合物，添加食鹽可提高泥土的導(dǎo)電率，石灰起到固結(jié)食鹽的作用。按照泥土：食鹽：石灰＝1：0.2：0.1的比例均勻攪拌而成，接地樁孔形成2m直徑、4m多深的圓孔，回填降阻劑后加以密實，再將接地樁打入接地樁孔，增強(qiáng)了接地樁與回填降阻劑的接觸面，并將接地網(wǎng)與建筑物基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)連接起來，水平接地體施工后也用泥土回填，有效地降低了接地電阻。經(jīng)測試單根接地極的接地電阻為2.5Ω，滿足了設(shè)計要求。見圖1。泥土泥土﹢石灰﹢食鹽（食鹽含量不少于20％）泥土地坪水平接地體接地樁100020008005003000圖1接地地示意圖此方法較為簡單單、方便，我我們還應(yīng)用到到35kV總降0.2Ω、2#變電所2.2Ω,實踐證明是是可行的。需需要注意的是是：在用石灰灰、鹽做降阻阻劑時，穩(wěn)定定性不足，容容易隨水土流流失，在*********導(dǎo)航站的施施工中，由于于導(dǎo)航站位于于98m高的山頂，隨隨雨水的沖刷刷，2年后就出現(xiàn)現(xiàn)接地電阻增增高現(xiàn)象，施施工完時1.9Ω,2年后測得11Ω,這時必須選選擇長效降阻阻劑。2利用建筑物的的結(jié)構(gòu)體接地地。根據(jù)美國電氣施施工規(guī)程（NEC）規(guī)定，允允許使用混凝凝土中包著的的接地電極。在在這里的接地地電極可以是是鋼筋混凝土土中的鋼筋，為為什么有這樣樣的情況呢？？這是由于鋼鋼筋混凝土乍乍看像硬石頭頭，但它比普普通巖石的吸吸水性大，在在濕潤狀態(tài)下下電阻率相當(dāng)當(dāng)?shù)停ㄒ姳?），濕的混混凝土的電阻阻率比普通土土壤的電阻率率還低。因此此，在建筑物物的基礎(chǔ)混凝凝土的電阻率率相當(dāng)?shù)?，亦亦比周圍土壤壤的電阻率低低，所以即使使存在混凝土土，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)體的接地電電阻也較低。表1混凝土土的配合比與與吸水率、電電阻率關(guān)系表表配合比(體積比比)水泥：砂：石子子吸水率%電阻率（Ω·m）1：3：64.9801：2：46.251.61：3：413.947.21：2：616.137.9根據(jù)三航勘探、設(shè)設(shè)計院的經(jīng)驗驗，在海上利利用鋼樁內(nèi)的的鋼筋接地是是非常理想的的。在*********的1#變電所的接接地施工中，由由于1#變位于海中中的鋼筋混凝凝土平臺上，無無法采用其它它方法，我們們采用了利用用鋼樁內(nèi)的主主鋼筋接地，將將接地干線與與主鋼筋用焊焊接引兩點上上至電氣室做做接地，實際際測量接地電電阻僅為0.1Ω、0.2Ω。根據(jù)此方法在狹狹窄地區(qū)施工,無法布置接接地極的場所所,可以考慮使使用鋼樁或深深埋地下的基基礎(chǔ)中鋼筋作作為接地極來來使用。3深埋接地極在堆取料機(jī)軌道道接地施工中中，由于施工工區(qū)域是鐵礦礦石堆場，地地基是經(jīng)過強(qiáng)強(qiáng)夯的山皮石石拋填層，電電阻率很高，而而堆取料機(jī)的的接地要求為為1Ω，很難達(dá)到到。故*********一期設(shè)計采采用10#槽鋼（10m長）為接地地樁，使接地地樁穿過石拋拋層侵入海平平面平均水位位以下，每條條堆取料機(jī)軌軌道下設(shè)14根接地極，每每根接地樁的的接地電阻要要求不大于2Ω。由于地基基是經(jīng)過強(qiáng)夯夯的山皮石拋拋填層，并需需鉆孔10m深，難度較較大。我們經(jīng)經(jīng)過充分論證證采用潛孔沖沖擊法。潛孔孔沖擊法在礦礦產(chǎn)鉆探、水水井和工程中中廣泛應(yīng)用，尤尤其是提高硬硬巖層和卵石石層鉆進(jìn)效率率的有效方法法，并可有效效地減少鉆孔孔彎曲。分為為液動、氣動動和混合型三三種，其中氣氣動潛孔沖擊擊器能獲得大大沖擊功，質(zhì)質(zhì)量較小的沖沖錘沖擊力峰峰值瞬間可達(dá)達(dá)數(shù)千牛至數(shù)數(shù)萬牛，使孔孔底巖石產(chǎn)生生體積破碎，在在山皮石拋層層中成孔。采采用常規(guī)的鉆鉆進(jìn)工藝，速速度慢，且無無法采用穩(wěn)定定液護(hù)壁，孔孔壁穩(wěn)定性差差，易產(chǎn)生孔孔斜，出現(xiàn)塌塌孔、超徑等等現(xiàn)象。而采采用氣動潛孔孔沖擊工藝鉆鉆進(jìn)，是比較較有效的方法法。不但鉆進(jìn)進(jìn)速度快，而而且對孔壁擾擾動小，易保保證成孔的質(zhì)質(zhì)量，故采用用氣動潛孔沖沖擊工藝成孔孔。氣動潛孔沖擊工工藝成孔，主主要施工機(jī)械械設(shè)備有G-2A型機(jī)械動力力頭式工程鉆鉆機(jī)一臺，W-9/7空氣壓縮機(jī)機(jī)一臺，WC-1550潛孔沖擊器器一套，WC-1110G潛孔沖擊器器一套，WC-85潛孔沖擊器器一套，G146內(nèi)外平套管管一套，液壓壓振動錘一臺臺。工藝流程程：A、樁位確定定；B、鉆機(jī)就位位，校正水平平度及鉆塔垂垂直度；C、WC-1550潛孔沖擊器器開孔至一定定深度；D、起鉆、下G146套管護(hù)壁；E、WC-11０Ｇ或WC－８５潛孔孔沖擊器至設(shè)設(shè)計孔深１００m；Ｆ、起鉆鉆吊放接地樁樁，Ｇ、拔套套管、移位；；Ｈ、回填降降阻劑，測試試接地電阻值值。經(jīng)測試接接地電阻值小小于2Ω，滿足了設(shè)設(shè)計要求，見見表2。表2堆取取料機(jī)接地電電阻測試記錄錄序號接地極編號接地極長度（mm）接地電阻值（ΩΩ）1A19.21.92A25.51.43A36.01.84A47.51.35A5100.36A68.00.87A78.01.38A8101.29A98.01.610A108.01.311A118.0112A128.01.913A136.50.614A146.50.84放熱焊接與專專用降阻劑的的使用一期堆取料機(jī)采采用深埋接地地極的辦法，雖雖然取得了較較好的效果，但但其施工困難難、周期長，對對整個施工工工期影響較大大。二期施工工中，由于工工期縮短和施施工技術(shù)的提提高，采用了了先進(jìn)的放熱熱焊接技術(shù)，“放熱焊接”是用一種反反映性較強(qiáng)的的金屬（通常常是鋁），來來還原另一種種金屬或金屬屬氧化物。是是由艾力高（CADWEELD）有限公司司于1938年發(fā)明的，它它的銅基放熱熱反應(yīng)的一般般公式是：3CuO+2AAl3Cu++Al2O3+熱量(2537℃)理論上,CADDWELD工藝的溫度度應(yīng)是較高的的，但是由于于加了添加劑劑而使溫度降降低了，這一一放熱反應(yīng)工工藝用鋁使銅銅基材料還原原，見圖2。它的最初初用途是將訊訊號連接器（銅銅）焊接在鐵鐵路鐵軌上。由由于CADWEELD焊接無需外外部電源或熱熱源，使銅/銅、銅/鋁、銅/鋼、鋁/鋁之間形成成完美的分子子聯(lián)結(jié)，它的的優(yōu)點有：圖2放熱焊焊接示意圖(1)焊接點的的載流能力與與導(dǎo)線的載流流能力相等；；(2)因為焊接接點是焊接成成的，所以是是永久性的，不不會老化；(3)焊接是一一種永久性的的分子結(jié)合，不不會松脫；(4)可用于焊焊接銅、銅合合金、鍍銅鋼鋼、各種合金金鋼包括不銹銹鋼；(5)采用不同同的模具，可可用于連接導(dǎo)導(dǎo)線/扁鋼、導(dǎo)線/鋼軌等各種種場合。正是由于以上的的特性，我們們在*********二期的堆取取料機(jī)的接地地施工中采用用了CADWEELD放熱焊接技技術(shù)聯(lián)結(jié)裸銅銅線與鋼軌、銅銅包鋼接地極極。具體做法法是在每臺堆堆取料機(jī)下設(shè)設(shè)37個銅包鋼接接地極（銅包包鋼接地極比比鍍鋅鋼棒耐耐腐蝕，比銅銅棒強(qiáng)度高），使使用沖孔機(jī)沖沖出Φ50mm的孔L=35000mm，先向孔內(nèi)內(nèi)倒入約200mm的GEM255A降阻劑（GEM降阻劑是CADWEELD的專用產(chǎn)品品，它的主要要成分是低電電阻、非腐蝕蝕性的炭灰電電石等材料。它它包含水泥成成分，一旦安安裝將形成永永久性的，免免維護(hù)的接地地電阻系統(tǒng)，不不會被溶解和和沖走），并并同時加水，待待其處于半干干狀態(tài)后，放放入接地極（接接地極與裸銅銅線需提前用用CADWEELD放熱焊接技技術(shù)聯(lián)結(jié)好），然然后，不斷倒倒入GEM255A降阻劑和水水，直至到洞洞口。最后，孔孔內(nèi)引出的裸裸銅線與鋼軌軌之間采用CADWEELD放熱焊接技技術(shù)聯(lián)結(jié)。降降阻劑的用量量為3包，每包25磅。實測值值見表3表3堆取料機(jī)機(jī)接地電阻測測試記錄接地極編號接地電阻值（歐歐姆）15.325.836.345.655.566.675.484.894.6107.4117.7126.9135.2145.5156.25結(jié)論在特殊情況下的的接地施工，應(yīng)應(yīng)從降低接地地電阻率和增增加接地體的的面積考慮。我我們在*******