風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目場(chǎng)內(nèi)工程風(fēng)電機(jī)組防雷接地工程設(shè)計(jì)施工方案

風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目場(chǎng)內(nèi)工程風(fēng)電機(jī)組防雷接地工程設(shè)計(jì)施工方案1.1施工規(guī)范我方在執(zhí)行本合同時(shí)，全部安裝工作的實(shí)施、檢查、調(diào)整、試驗(yàn)、驗(yàn)收均應(yīng)遵循設(shè)備合同中規(guī)定的技術(shù)要求和制造廠有關(guān)技術(shù)文件，并符合國(guó)家和部頒發(fā)的現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)。本合同必須遵照?qǐng)?zhí)行的技術(shù)規(guī)范如下（但不限于此）：（1）DL/T621-1991《交流電氣裝置的接地》（2）DL/T620-1991《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》（3）DL415-2006《接地裝置工頻特性參數(shù)的測(cè)量導(dǎo)則》（4）DL/T5009-2004《電力建設(shè)安全工作規(guī)程》（5）DL/T380-2010《接地降阻材料技術(shù)條件》（6）GB/T50065-2011《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》（1）GB50169-2006《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》（8）GB50051-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（9）J611-2004《接地裝置安裝工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)》（10）國(guó)家電網(wǎng)公司《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》（11）國(guó)家電網(wǎng)公司《十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》除上述標(biāo)準(zhǔn)外，招標(biāo)人還可以增添必要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或新頒發(fā)的技術(shù)規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)。執(zhí)行過程中應(yīng)首先采用電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺項(xiàng)時(shí)，可參考選用相應(yīng)的國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相矛盾時(shí)，應(yīng)按這些標(biāo)準(zhǔn)中最高要求條款執(zhí)行。同類標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)采用最新頒布的版本。1.2接地要求為降低投資及防止地網(wǎng)間的反擊，風(fēng)機(jī)與箱變距離約為15m，風(fēng)機(jī)接地裝置與箱變接地裝置應(yīng)連接成一個(gè)接地系統(tǒng)。本接地系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)及箱變的工作接地、保護(hù)接地及防雷接地，其工頻接地電阻值必須小于3.5Ω。根據(jù)《交流電氣裝置的接地》（DL/T621-1991）的要求，為使雷電流得到有效泄流，風(fēng)機(jī)接地裝置的沖擊接地電阻不宜超過10Ω。施工完成后，需測(cè)量每臺(tái)風(fēng)機(jī)的接地電阻、接觸電勢(shì)和跨步電勢(shì)。若接地電阻值達(dá)不到以上要求值，應(yīng)采取人工擴(kuò)網(wǎng)及增加接地極等措施，直至達(dá)到規(guī)定電阻值為止。施工完成后，需測(cè)量每臺(tái)風(fēng)機(jī)的接地電阻、接觸電勢(shì)和跨步電勢(shì)。接地工程承包單位應(yīng)保證20年內(nèi)接地電阻均能滿足要求。1.3風(fēng)機(jī)及箱變接地網(wǎng)設(shè)計(jì)方案1.3.1設(shè)計(jì)思路首先充分利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)基座基礎(chǔ)接地裝置作為自然接地體，其次根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及土壤電阻率在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)接地體外敷設(shè)不規(guī)則環(huán)形水平體作為均壓接地，同時(shí)埋設(shè)垂直接地體和外延接地體作為擴(kuò)散雷電流的人工接地網(wǎng)，以滿足接地電阻不大于3.5的要求。參照GB50169-2006《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》3.2.10說明：在高土壤電阻率地區(qū)，接地裝置的接地電阻很難達(dá)到要求時(shí)，采用外擴(kuò)接地網(wǎng)或電解離子接地極等措施來降低接地電阻。根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)情況，在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)外側(cè)做2個(gè)環(huán)形地網(wǎng)，環(huán)半徑分別為12m和18m，并在外環(huán)上均勻埋設(shè)間距約10米左右的垂直接地極(局部遇到巖石處，以打到巖石為止)，水平均壓接地環(huán)具體形狀視施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和地形而定；其中水平接地體采用-60×6熱鍍鋅扁鋼，垂直接地極采用L50×5×2500熱鍍鋅角鋼。以此數(shù)據(jù)計(jì)算水平均壓接地環(huán)材料用量：L1=2πr1+2πr2≈190m，垂直接地極約10根。從箱式變壓器引出2處接地線就近與風(fēng)機(jī)新增均壓接地環(huán)可靠連接。1.3.2單臺(tái)風(fēng)機(jī)接地網(wǎng)降阻設(shè)計(jì)根據(jù)公式:R00.5S其中：R0為地網(wǎng)基礎(chǔ)接地原電阻值為地網(wǎng)面積ρ為土壤電阻率計(jì)算出基礎(chǔ)地網(wǎng)接地電阻值。當(dāng)接地電阻值R0≤3.5Ω時(shí)，接地電阻合格。當(dāng)接地電阻值R0＞3.5Ω時(shí)，不符合接地電阻要求，因此根據(jù)GB50169-2006《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》3.2.10說明：在高土壤電阻率地區(qū)，接地裝置的接地電阻很難達(dá)到要求時(shí)，采用外擴(kuò)接地網(wǎng)或電解離子接地極等措施來降低接地電阻。結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，本公司設(shè)計(jì)采用半球接地原理的方法，從風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)中心向外敷設(shè)4根水平輻射接地體，與環(huán)形水平接地體相連（至少4處連接），并在輻射接地體上均勻布設(shè)相應(yīng)數(shù)量的接地高效降阻產(chǎn)品DK-AGc電解地極，通過電解質(zhì)向地表深層和四周的泄放，可使導(dǎo)電率極差的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)良好的導(dǎo)電通道，最大程度的降低接地電阻。半球接地原理計(jì)算過程如下：根據(jù)等效半球體接地電阻的計(jì)算方法，半球半徑：R

2r其中，r為等效接地半徑,如下圖所示rI接地半球1 地面rx土壤可行的具體方法是：對(duì)這樣高土壤電阻率的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)向外輻射接地線和埋設(shè)電解地極的方式來降低接地電阻值，在半球半徑r的范圍內(nèi)，從風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)中心向外敷設(shè)4根水平輻射接地體，并在埋設(shè)接地線路徑上相隔一定的距離分別設(shè)置一定數(shù)量的DK-AGc電解地極，外延接地線方向原則上沿著風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)低凹處敷設(shè)，埋設(shè)在外延接地線上的電解地極，在呼吸孔吸收土壤中的水份后，電解溶液向四周滲透，使得外延接地線周圍地質(zhì)環(huán)境具有良好的導(dǎo)電性，從而實(shí)現(xiàn)在高土壤電阻率地區(qū)有效降阻，使新增接地網(wǎng)接地電阻滿足不大于3.5Ω的設(shè)計(jì)要求。1.3.3電解地極使用值為使接地裝置的接地電阻長(zhǎng)期處于一種穩(wěn)定、低阻的良好狀態(tài)。結(jié)合我公司DK-AGc電解地極的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，以及風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際情況及土壤、環(huán)境等情況，接地電阻降到要求值以下，我公司設(shè)計(jì)采用DK-AGc電解地極作為接地網(wǎng)的主要降阻設(shè)備。所用地極數(shù)量按以下公式計(jì)算，從基礎(chǔ)地網(wǎng)接地電阻值降到3.5Ω所需要的電解地極數(shù)量：公式：N0.08(1R2)kRR20其中：為地網(wǎng)設(shè)計(jì)接地電阻；ρ為土壤電阻率；R0為新增環(huán)形接地網(wǎng)后的接地電阻；R00.5S為系數(shù)當(dāng)：ρ＜200Ω.m，k取3200≤ρ＜500Ω.m，k取4500≤ρ＜1000Ω.m，k取4.5ρ≥1000Ω.m，k取6即可計(jì)算出不同土壤電阻率的風(fēng)電場(chǎng)所需要電解地極數(shù)量。1.3.4風(fēng)機(jī)接地網(wǎng)降阻的計(jì)算工程進(jìn)場(chǎng)后對(duì)實(shí)測(cè)的土壤電阻率數(shù)據(jù)進(jìn)行分組歸類，分組按照1000—1500Ω?m，1500—2000Ω?m，2000—2500Ω?m等500Ω?m一組進(jìn)行。各臺(tái)風(fēng)機(jī)所需材料的計(jì)算方法相同，現(xiàn)在假設(shè)一臺(tái)風(fēng)機(jī)土壤電阻率為ρ=3012Ω.m（可測(cè)量情況分組在2500-3000Ω?m）（1）根據(jù)公式R0 0.5 S其中：S為風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)地網(wǎng)面積：S=πr2=3.14×182=1011.36(㎡)Ro為基礎(chǔ)接地網(wǎng)電阻值ρ為土壤電阻率R 0.5 0 S0.530121017.36=41Ω根據(jù)以上計(jì)算可知，該風(fēng)機(jī)接地電阻Ro=41Ω，大于3.5Ω，不符合接地電阻R≤3.5Ω設(shè)計(jì)要求，需要進(jìn)行降阻處理。（2）敷設(shè)外延接地線的半球半徑：r

2R=301223.143.5=131m即：以本臺(tái)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)中心為半球圓心，半徑r的范圍敷設(shè)外延地線，根據(jù)本臺(tái)風(fēng)機(jī)山體地形，設(shè)計(jì)從風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)中心向外敷設(shè)4條外延接地線；外延接地線材料用量約350米，同時(shí)在外延接地線上裝設(shè)一定數(shù)量的DK-AGc電解地極，具體數(shù)量計(jì)算如下：（3）根據(jù)DK-AGc電解地極數(shù)量計(jì)算公式：0.08(1R2)kRR200.0830123.5263.5(1452)=12套即：需要采用12套DK-AGc電解地極進(jìn)行降阻。綜上所述，滿足2500-3000Ω?m一組的風(fēng)機(jī)接地裝置接地電阻R≤3.5Ω時(shí)，所需材料見下表：風(fēng)機(jī)單臺(tái)風(fēng)機(jī)所需材料垂直接地極新增接地均壓環(huán)外延接地線L50×5×防腐電解地極-60×6熱鍍鋅扁-60×6熱鍍鋅2500 DK-AGc(套)鋼(米) 扁(米)熱鍍鋅角鋼(根)190 350 10 121.4施工方案1.4.1施工方法和工藝施工流程圖如下：公司工程部施工準(zhǔn)備挖溝水平接地體敷設(shè)開挖或打孔、埋設(shè)垂直接地體電解地極、埋設(shè)溝內(nèi)回填泥土、夯實(shí)（1）水平接地體的施工方法：①以風(fēng)機(jī)中心為圓心、環(huán)形挖溝，溝內(nèi)設(shè)置環(huán)形水平接地帶；②從風(fēng)機(jī)中心向外挖溝，敷設(shè)數(shù)根水平接地扁鋼與環(huán)形水平接地扁鋼相交，在輻射水平接地扁鋼與環(huán)形水平接地扁鋼交點(diǎn)處設(shè)置垂直接地極，與水平接地扁鋼焊接，焊接采用電弧焊；③最后用普通土回填，回填土夯實(shí)即可。（2）垂直接地極的施工方法：①地溝挖好后，打入垂直接地體，然后與扁鋼搭接，焊接點(diǎn)要牢靠，無夾渣、未焊透、裂紋等缺陷；②回填土，盡可能夯實(shí)。（3）電解地極的施工方法：①挖不小于0.8m深的地溝；②將電解地極的外包裝打開后，取出地極并將呼吸孔的封條撕開，然后將地極放在已挖好的溝里；③將電解地極與預(yù)留的銅鐵過渡接頭用螺桿進(jìn)行連接，上緊螺桿；④在埋設(shè)電解地極處倒入回填料，將電解地極均勻覆蓋，然后再用回填土，盡可能夯實(shí)。2、施工工藝（1）電解地極在出庫(kù)前檢查外包裝是否完好，在進(jìn)行二次搬運(yùn)時(shí)要注意不得弄破包裝袋。運(yùn)至安裝地點(diǎn)后，要打開包裝層對(duì)電解地極再次進(jìn)行檢查核對(duì)，看其是否符合設(shè)計(jì)要求，附帶產(chǎn)品說明及合格證。（2）接地線的連接方式均采用電弧焊，焊接要符合規(guī)范要求（扁鋼焊接搭接長(zhǎng)度≥扁鋼寬度的兩倍）。（3）施工負(fù)責(zé)人現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)民技工挖溝，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，讓甲方及監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收后方可敷設(shè)接地體（電解地極、扁鋼和角鋼）。1.4.2接地網(wǎng)施工方式（1）接地網(wǎng)采用水平接地、主降阻設(shè)備DK-AGc電解地極為主，以垂直接地極為輔組成復(fù)合接地網(wǎng)。水平接地體采用-60×6熱鍍鋅扁鋼，垂直接地極采用L50×5×2500熱鍍鋅角鋼。（2）利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)作為自然接地體，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及土壤電阻率敷設(shè)人工接地網(wǎng)，以滿足接地電阻的要求。（3）采用-60×6熱鍍鋅扁鋼以風(fēng)機(jī)中心為圓心設(shè)置兩圈環(huán)形水平接地體，在距以風(fēng)機(jī)中心為圓心半徑分別為12m18m處，在新增環(huán)形外圈上每隔約10米打一根L50×5×2500熱鍍鋅角鋼，共10根，水平接地網(wǎng)敷設(shè)深度不應(yīng)小于0.8m，水平接地網(wǎng)敷設(shè)時(shí)如遇到巖石則敷設(shè)到巖石為止。（4）在每個(gè)風(fēng)電機(jī)接地裝置按設(shè)計(jì)要求完成后，根據(jù)接地要求及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，從風(fēng)機(jī)中心向外敷設(shè)4條處延接地線，并在接地線上均勻埋設(shè)DK-AGc電解地極，以滿足風(fēng)機(jī)工頻接地電阻要求不大于3.5歐姆。（5）風(fēng)機(jī)的外延接地線施工位置分別往風(fēng)機(jī)四周空地處（征地范圍內(nèi)）上敷設(shè)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)設(shè)置一個(gè)接地檢查井。（6）箱變接地網(wǎng)采用2根-60×6熱鍍鋅扁鋼與風(fēng)電機(jī)基礎(chǔ)接地網(wǎng)可靠連接。（1）采用-60×6的熱鍍鋅扁鋼作為水平接地體沿電纜分接箱周圍敷設(shè)一圈均壓環(huán)，在均壓環(huán)上打入三根L50×5×2500熱鍍鋅角鋼作為垂直接地體，均壓環(huán)用兩條-60×6的熱鍍鋅扁鋼與電纜分接箱連接并引至電纜分接箱井，再用兩條-60×6的熱鍍鋅扁鋼接至風(fēng)機(jī)接地網(wǎng)并可靠焊接。（8）電解地極埋設(shè)：挖不小于0.8m深的地溝；打開包裝后，先取出地極并將呼吸孔的封條撕開，然后將地極放在已挖好的溝里，與預(yù)留的銅鐵過渡接頭連接，上緊螺桿；接好后在埋電解地極處倒入專用回填料，將電解地極均勻覆蓋，然后再用普通土回填，回填土夯實(shí)即可。1.4.3施工符合以下要求（1）風(fēng)電機(jī)基礎(chǔ)接地網(wǎng)布置需充分利用土建基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)，兩者需可靠連接，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及土壤電阻率敷設(shè)人工接地網(wǎng)，以滿足接地電阻的要求；（2）地下部分所有接地網(wǎng)各交叉點(diǎn)均應(yīng)可靠焊接。風(fēng)機(jī)箱變周圍和工頻外引地網(wǎng)等的接地線需敷設(shè)在0.8m以下。在水平接地體、垂直接地極、專用回填料、黏土敷設(shè)好之后，剩余的敷設(shè)溝內(nèi)需要回填的部分，要用篩過的細(xì)土分層夯實(shí)，回填不得用大石塊、碎石或建筑垃圾等雜物。（3）風(fēng)電機(jī)接地網(wǎng)采用水平接地體和電解離子接地極為主，垂直接地極為輔組成復(fù)合接地網(wǎng)。（4）為了保證接地可靠，凡帶有二次回路的設(shè)備要求采用兩根接地引下線，分別引至接地網(wǎng)不同位置。（5）開挖中發(fā)現(xiàn)有直埋電纜時(shí)，應(yīng)先小心將電纜附近的土挖開，注意保護(hù)電纜。（6）施工中發(fā)現(xiàn)地下有異物要及時(shí)報(bào)告安全負(fù)責(zé)人決定施工方法。如發(fā)現(xiàn)有損傷地下電纜的情況要立即停止工作，研究處理辦法。（1）接地裝置應(yīng)符合《交流電氣裝置的接地》(DL/T621-1991)的有關(guān)規(guī)定，所有不帶電運(yùn)行的金屬物體，如電氣設(shè)備的底座和外殼，金屬構(gòu)架和鋼筋混凝土構(gòu)架，金屬圍欄和靠近帶電部分的金屬門框，電纜外皮和電線電纜穿線鋼管等均應(yīng)接地。除另有規(guī)定外，對(duì)電纜外皮和穿線鋼管應(yīng)做到兩端接地。（8）接地體搭接、焊接前徹底去銹。接頭處作嚴(yán)格防腐處理，引至設(shè)備及地面以上的扁鋼要涂防銹漆。（9）接地引線地面上、下各40cm的范圍內(nèi)不得有焊接頭。（10）焊接應(yīng)平整無間斷，不應(yīng)有凹凸、夾渣、氣孔、未焊透及咬邊等缺陷，焊接處應(yīng)采取涂瀝青等防腐蝕措施。（11）本部分要求未提及處均應(yīng)按照《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50169-2006）中要求執(zhí)行。（12）如工程需要，接地承包單位可使用降阻劑，但不能使用化學(xué)降阻劑，降阻劑自身的電阻率應(yīng)低于5Ω·m，降阻劑不應(yīng)對(duì)金屬接地體產(chǎn)生過量的腐蝕，對(duì)鋼接地體的平均腐蝕率應(yīng)小于0.03mm/a；降阻劑應(yīng)具有穩(wěn)定性和長(zhǎng)效性，并不得對(duì)其周圍的環(huán)境和水源造成污染，不應(yīng)當(dāng)對(duì)人畜產(chǎn)生有害的影響，如有發(fā)生，承包商負(fù)全部