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高压固态软起动装置接地系统安装要点

时间:2025-07-19 14:56:00 来源:中能苏创 点击次数:
高压固态软起动装置作为高压电气设备,其接地系统是保障设备安全运行、人员操作安全的核心环节。接地系统不仅要实现故障电流的快速泄放,还要抑制电磁干扰、稳定设备电位,因此需严格遵循规范进行设计与安装。以下从接地类型、材料选择、施工工艺、测试验收等方面,详述安装要点。
一、明确接地系统的类型与功能划分
高压固态软起动装置的接地系统需包含保护接地工作接地防雷接地三类,功能不同,安装要求各异:
1.1 保护接地:防止设备外壳带电
  • 功能:将装置金属外壳、柜体框架、操作台等非带电金属部件与大地连接,当发生绝缘击穿导致外壳带电时,故障电流可通过接地线流入大地,使外壳电位≤50V,避免人员触电。

  • 范围:包括晶闸管模块散热壳体、装置柜门、汇流排支架、控制箱外壳、电缆桥架等,所有外露金属部件均需可靠接地。

1.2 工作接地:稳定设备运行电位
  • 功能:将装置内部控制回路的参考零点(如 PLC、传感器的信号地)与大地连接,抑制共模干扰,确保弱电信号稳定传输;同时为零序电流互感器提供泄放路径,保障保护功能可靠动作。

  • 范围:控制回路接地端子、信号屏蔽层接地、零序电流互感器二次侧接地等,需独立设置接地端子排,与保护接地分开敷设(间距≥50cm)。

1.3 防雷接地:抵御雷电过电压
  • 功能:将避雷针、避雷器等防雷装置与大地连接,泄放直击雷或感应雷产生的过电流,避免雷电波侵入装置内部损坏晶闸管、控制板等元件。

  • 范围:装置顶部避雷针(若有)、进线侧避雷器接地端,需与装置本体接地网可靠连接,但需通过 “接地电抗器” 或 “放电间隙” 限制故障时的反击电流。

二、接地体与接地线的选材标准
接地系统的材料需满足导电性能优耐腐蚀性强机械强度高三大要求,具体选型如下:
2.1 接地体:确保与大地的有效接触
  • 材质:优先选用热镀锌角钢(∠50×50×5mm)或钢管(φ50mm,壁厚 3.5mm),锌层厚度≥85μm,在土壤电阻率≤100Ω・m 的环境中,使用寿命可达 15 年以上;腐蚀性土壤(如盐碱地)需采用铜包钢接地体(铜层厚度≥0.25mm),或涂刷防腐漆(如环氧煤沥青漆)。

  • 规格:垂直接地体长度≥2.5m,埋深≥0.8m(冻土层以下),相邻接地体间距≥5m(为自身长度的 2 倍,避免屏蔽效应);水平接地体采用 40×4mm 镀锌扁钢或 16mm² 铜缆,埋深≥0.6m。

2.2 接地线:保障电流传导路径
  • 主接地线:连接装置与接地体的主干线,截面积需满足故障电流载流要求:

  • 高压侧(6kV/10kV):铜缆≥25mm²,镀锌扁钢≥40×4mm;

  • 控制回路:铜缆≥4mm²(多股软铜线,颜色为黄绿双色)。

  • 连接支线:设备外壳与主接地线的连接线,铜缆≥10mm²,采用压接端子(铜鼻子需镀锡)连接,避免接头氧化。

三、安装工艺:确保接地可靠导通
3.1 接地体的敷设要点
  • 垂直接地体:采用机械打入法(避免焊接处开裂),顶部与水平接地体焊接连接,焊接长度≥扁钢宽度的 2 倍(或圆钢直径的 6 倍),焊口需做防腐处理(先涂底漆,再刷两道防腐漆)。

  • 水平接地体:沿装置基础周围敷设成闭合环形(“环形接地网”),使接地电阻分布均匀;与装置基础的距离≥1.5m,避免基础钢筋对磁场的屏蔽影响。

  • 特殊土壤处理:土壤电阻率>50Ω・m 时,需采用降阻措施:

  • 换土法:在接地体周围填充降阻剂(如膨润土降阻剂,电阻率≤5Ω・m);

  • 深井接地:当表层土壤电阻率高时,打深井(深度≥10m)放置垂直接地体,井内填充降阻剂。

3.2 接地线的连接工艺
  • 连接方式:优先采用放热焊接(火泥熔接),接头导电性能与母材一致,且耐腐蚀;若采用螺栓连接,需使用镀锌螺栓(M10 及以上),加弹簧垫圈防松,接触面需镀锡或涂导电膏(降低接触电阻)。

  • 敷设路径:接地线需沿墙体或电缆沟敷设,固定间距≤1m(水平段)和 0.5m(垂直段),避免悬空或受机械损伤;与动力电缆平行敷设时,间距≥30cm,交叉时需垂直交叉,减少电磁干扰。

  • 屏蔽层接地:装置控制电缆的屏蔽层需采用 “单端接地”(仅在装置侧接地,另一端悬空),避免形成接地环路产生杂散电流;屏蔽层与接地端子的连接需用专用接地夹,确保 360° 圆周接触。

3.3 装置本体接地细节
  • 多点接地协同:装置柜体底部需设置 2 个以上接地端子(间距≥30cm),分别连接至主接地网,形成 “多点冗余接地”,避免单点松动导致接地失效。

  • 等电位联结:将装置与相邻设备(如高压开关柜、电机外壳)的接地端子用 40×4mm 扁钢连接,实现等电位,防止故障时设备间出现电位差引发电弧。

  • 控制箱接地:控制箱内设置独立接地铜排(截面积≥25mm²),所有弱电元件的接地端均需连接至此铜排,再通过 10mm² 铜缆单点连接至主接地网,避免信号干扰。

四、测试与验收:确保接地性能达标
4.1 接地电阻测试
  • 测试时机:安装完成后、设备投运前,以及每年定期检测(雷雨季节前)。

  • 测试方法:采用四极法(接地电阻测试仪,如 ZC-8 型),在不同方向(≥3 个方向)测量,取平均值;若土壤电阻率不均匀,需扩大测试范围(测试电极间距≥20m)。

  • 合格标准

  • 保护接地与工作接地电阻≤4Ω;

  • 防雷接地电阻≤10Ω(若与主接地网共用,需≤4Ω);

  • 控制回路接地与主接地网之间的电位差≤1V。

4.2 导通性测试
  • 测试内容:用毫欧表测量各接地连接点的接触电阻(如接地线与接地体、设备外壳与接地线),要求≤50mΩ,确保电流传导路径畅通。

  • 重点检查:焊接接头、螺栓连接处、端子排等易产生接触不良的部位,若电阻超标,需重新处理(如补焊、更换螺栓)。

4.3 验收文档
  • 需提交接地系统竣工图(标注接地体位置、接地线走向、测试点)、接地电阻测试记录(含环境温度、土壤湿度等参数)、材料质保文件(如接地体镀锌层检测报告),作为后续维护依据。

五、运行维护要点
  • 定期巡检:每季度检查接地线有无松动、腐蚀、断裂,接地端子是否氧化(氧化层需用砂纸清理并涂凡士林);雷雨过后需重点检查防雷接地连接是否完好。

  • 腐蚀防护:每年对埋地接地体的外露部分(如测试桩)进行防腐处理;在盐碱地等强腐蚀环境,每 3 年开挖检查接地体腐蚀情况(允许腐蚀量≤10%),超标需更换。

  • 故障处理:若接地电阻超标(如雨季土壤湿润时仍>4Ω),需补充接地体或更换降阻剂;发现接地线断裂,需立即停电处理,避免设备运行时外壳带电。

总结:接地系统的核心原则
高压固态软起动装置接地系统的安装需遵循 “可靠导通、低阻泄流、多点冗余、抗干扰” 的原则:通过合理选材与工艺确保接地电阻达标,通过等电位联结消除电位差,通过独立接地抑制信号干扰,最终实现 “设备安全运行、人员操作无虞” 的目标。安装过程中需严格依据 DL/T 475《接地装置特性参数测量导则》和 GB 50169《接地装置施工及验收规范》,每一个环节的疏漏都可能成为安全隐患,因此必须精细化施工、严格化验收。


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