在光伏電站系統(tǒng)中,接地設計是電氣設計中至關(guān)重要的一環(huán),關(guān)系著電站設備和人員安全。良好的接地設計,可以保障電站長期處于安全的運行環(huán)境,減少故障頻率,提高電站整體運行效率。
因此在電站施工過程中,要確保接地電阻符合標準規(guī)范。那么常見的降低接地電阻的方法有哪些呢?首先我們來看一下接地的類型和對應的接地電阻要求:
一、防雷接地。包括避雷針(帶)、引下線、接地體等,要求接地電阻小于10歐姆,并最好考慮單獨設置接地體。
二、安全保護接地、工作接地、屏蔽接地等。要求接地電阻不得大于4歐姆。當安全保護接地、工作接地、屏蔽接地和防雷接地4種接地共用一組接地裝置時,其接地電阻按其中最小值4歐姆確定;若防雷已單獨設置接地裝置,其余3種接地宜共用一組接地裝置,接地電阻不應大于其中最小值。
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接地電阻測試
了解了標準接地電阻的要求,下面我們來說說在光伏電站施工過程中的六種降低接地電阻的方法。
1 、換土法
在土地電阻率較大的砂質(zhì)、巖盤等土壤中,為了滿足低接地電阻的要求,常采用由多個接地體并聯(lián)組成的接地網(wǎng)。但是大型光伏電站所需鋼鐵材料多,且接地面積大,想達到規(guī)定接地電阻往往會有一定的困難。此時可設法降低接地體附近土壤的電阻率,從而達到降低接地電阻的目的。
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砂質(zhì)土壤
2、添加降阻劑
降阻劑由多種成分組成,包括細石墨、膨潤土、固化劑、潤滑劑、導電水泥等,一般為灰黑色,是一種良好的導電體。將降阻劑用于接地體和土壤之間,一方面能使降阻劑與金屬接地體緊密接觸,形成足夠大的電流流通面;另一方面它能向周圍土壤滲透,降低土壤電阻率,在接地體周圍形成一個變化平緩的低電阻區(qū)域。
降阻劑具有良好的導電性及強電解質(zhì),不易于隨地下水和雨水而流失,因而能長期保持良好的導電作用,用于小面積的集中接地、小型接地網(wǎng)時,降阻效果最為顯著。
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降阻劑
3、 外引式接地法
這是一種降低接地裝置的工頻接地阻抗,用接地極將接地裝置與遠處的自然接地極(體)或人工敷設的輔助接地極相連接的一種接地方式。在一些山丘電站,當接地電阻值要求較小而原地又難以達到時,最簡單的解決辦法就是把地網(wǎng)的面積擴大或在已建成的地網(wǎng)附近找一處電阻率較低的地方再建設一個新地網(wǎng),然后把兩地網(wǎng)連接使地網(wǎng)的接地電阻降低。
實踐證明,這是十分有效的辦法,但應注意,外引接地裝置要避開人行通道,以防跨步電壓觸電;若穿過公路時,外引線的埋深應大于等于0.8米。
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山地電站案例
4、 使用導電性混凝土
在水泥中摻入碳質(zhì)纖維,經(jīng)測定其工頻接地電阻(與普通混凝土相比)通??山档?0%左右。此方法常用于防雷接地裝置。為了進一步降低沖擊接地電阻值,還可以同時在導電性混凝土中埋入針狀接地極,使放電電暈能夠從針尖連續(xù)波及碳質(zhì)纖維,降低沖擊接地電阻值。
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導電性混凝土接地極
5、添加食鹽法
在接地體周圍土壤中加入食鹽、煤渣、炭末、爐灰、焦灰等,以提高土壤的導電率,因食鹽對于改善土壤電阻系數(shù)的效果較好,受季節(jié)性變動較小,且成本低,因此添加食鹽是最常用的方法。這種方法對于砂質(zhì)土壤可把接地電阻降為原來的(1/6~1/8)左右,對砂質(zhì)粘土可降為原來的(2/5~1/3)左右。因木炭是固體導電體,不會被溶解、滲透和腐蝕,因此,同步加入一定量木炭,則有效時間更長,效果更佳。對于扁鋼、圓鋼等平行接地體,采用上述方法處理也能得到較好的結(jié)果。
但是,該方法也有缺點:如對巖石及含石較多的土壤效果不大、降低接地體的穩(wěn)定性、加速接地體銹蝕、會因為鹽逐漸溶化流失而使接地電阻慢慢變大,所以兩年左右需重新處理一次。
6、鉆孔深埋法
這種方法適用于建筑物擁擠或敷設接地網(wǎng)的區(qū)域狹窄等場合。這些場合采用傳統(tǒng)方法很難找到埋設接地極的適當位置,且安全距離無法保證。此法所采用的垂直接地體長度,視地質(zhì)條件一般為4~6米,超出該長度則效果不明顯且施工困難。接地體通常采用Φ20~75毫米的圓鋼,不同直徑的圓鋼對接地電阻值的影響很小。因含砂層大都處在3米以內(nèi)的表面層,而地層深處的土壤電阻系數(shù)較低,因此深埋法對含砂土壤最為有效。此外,該法也適用于多石的巖盤地區(qū)。
采用深埋法施工的接地體,受季節(jié)影響小,可獲穩(wěn)定的接地電阻值。同時深埋也可減少跨步電壓,保障人身安全。
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深埋鉆孔接地
無論是哪種光伏電站,接地都具有十分重要的意義。根據(jù)標準接地設計規(guī)范,光伏電站場區(qū)的電氣設備保護接地電阻值要求不大于4歐姆。在一些地質(zhì)條件復雜的安裝場景,通過以上幾種方法,可滿足接地標準要求,保護光伏電站的電氣設備、建筑以及工作人員的人身安全。
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