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套管百科

14342字总结|配电柜的安装知识,非常实用!

 一、高压开关柜安装 

1.高压开关柜基础

高压开关柜基础有直埋槽钢、予留槽钢基础及混凝土台基础几种。高压开关柜可根据设计图或产品生产厂家要求的柜体几何尺寸进行施工。常见的基础预埋有以下几种:

(1)基础槽钢直埋要点:

1)根据设计图进行基础测量画线。

2)对型钢进行调直、除锈后、下料钻孔、焊接框架。

3)将型钢框架准确地放置在测量位置上,并测出型钢的中心线、标高尺寸等。用水平尺找出误差每米不超过1mm,全长不超过5mm。水平偏低时,可用薄钢板垫高,埋设的型钢可高出地表面10mm(型钢是否需要高出地面应根据设计规定或产品实物情况而定),水平调好后,可将型钢焊在预埋底座上,以使其固定。

4)一般型钢基础应可靠接地,做法是用扁钢将其与接地网焊接,接地点不应少于两边,焊接面为扁钢宽度的2倍,应三个棱边焊牢。露出地面的型钢部分应涂防腐漆。

(2)混凝土基础台

根据设计图确定高压开关柜排列的周围尺寸,先做混凝土台,然后在基础台上面用膨胀螺栓固定开关柜,膨胀螺栓的位置确定,应事先根据设计进行画线定位,其各柜体用螺栓将扁钢与接地网连成整体,其接地固定螺栓应采用镀锌件以防腐蚀,直径不应小于M10且有可靠的防松措施。

(3)手车柜基础

手车柜基础型钢顶面与地面平齐(不铺绝缘橡胶垫时),如果铺绝缘橡胶垫时,应考虑其厚度。

2.高压开关柜安装

(1)立柜  立柜应在浇注基础型钢的混凝土凝固后进行。

1)立柜前,先按图纸规定的顺序将配电柜作标记,然后用人力将其搬放在安装位置。

2)立柜时,可先把每个柜调整到大致的水平位置,然后再精确地调整第一个柜,再以第一个柜为标准将其他柜逐次调整,调整顺序,可以从左到右,或从右到左,也可以先调中间一柜,然后分开调整。

3)配电柜的水平调整,可用水平尺测量。垂直情况的调整,可在柜顶放一木棒,沿柜面悬挂一线垂,测量柜面上下端与吊线的距离,如果上下的距离相等,表示柜已垂直;如果距离不等,可用薄钢板加垫,使其达到要求。调整好的配电柜,应盘面一致,排列整齐;柜与柜之间应用螺栓拧紧,应无明显缝隙。配电柜的水平误差不应大于1/1000,垂直误差不应大于其高度的1.5/1000。

4)调整完毕后再全部检查一遍,是否都合乎质量要求,然后用电焊(或连接螺栓)将配电柜底座固定在基础型钢上。

5)如用电焊,每个柜的焊缝不应少于四处,每处焊缝长约100mm左右。为了美观,焊缝应在柜体的内侧。焊接时,应把垫于柜下的垫片也焊在基础钢上。基础型钢及盘、柜安装允许偏差值:①不直度每米<1mm全长<5mm②水平度每米<1mm全长<5mm③位置偏差不平行度全长<5mm盘、柜安装允许偏差值:①垂直度每米<1.5②水平偏差相邻两盘顶部<2mm成列盘顶部<5mm③相邻两盘边<5mm成列盘面<5mm④盘间接缝<2mm

2.按装调试与试运行

(1)柜内外清扫、调试要点如下:

1)高压柜固定好,接线完毕应进行柜内部清扫,用擦布将柜内外擦干净,柜内及室内杂物清理干净。

2)彻底清扫全部设备及变配电室、控制室的灰尘。用吸尘器清扫电器、仪表元件,清理室内其他物品,室内不得堆放闲置物品。

3)高压试验应由当地供电部门认可的试验部门进行,试验标准应符合现行国家施工及验收规范的规定,以及当地供电部门的相关规定和产品技术文件中的产品特性要求。试验主要项目有母线、避雷器、高压瓷瓶、电压互感器、电流互感器、高压开关等。试验时应注意向油断路器内注变压器油,未注油前严禁操作。

4)二次控制线调整试验。利用兆欧表进行绝缘摇测,测试各支路二次线的绝缘电阻值应大于等于0.5MΩ。

5)二次控制线回路进行调整试验时,注意晶体管、集成电路、电子元件回路不允许通过大电流和高电压,因此,该部的检查不准使用兆欧表和试铃测试调整,否则造成元器件损坏。使用万用表测试回路是否接通尽量采用高阻1kΩ档进行。

6)继电保护需要调整的主要内容。过电流继电器、时间继电器、信号继电器以及相关的机械联锁调整。

(2)空载送电试运行应符合下列要求:

1)由供电部门检查合格,进行电源进线核相确认无误后,按操作程序进行合闸操作。

2)先合进线柜开关,并检查电压表三相电压指示是否正常,电流表指示是否正常。

3)再合变压器柜开关,观察电压、电流指示是否正常。

4)变压器投入运行,再依次将各高压开关柜合闸,并观察随时电压、电流指示是否正常。如有异常,立即断开进线柜开关,查找原因。

5)如果有高压联络柜和变压器并联运行要求时,可分别进行合闸调试运行,经调试运行电压、电流应指示正常符合设计规定。变压器并列运行应满足并列运行的技术条件,否则将造成事故。

6)经过空载运行试验无误后,进行带荷载运行试验,并观察电压、电流等指示正常,高压开关柜内无异常情况,运行正常,即可交付使用。在调试过程中应做好调试记录。

3.施工竣工监理验收

(1)在竣工验收时应进行下列检查

1)型钢基础、柜体排列固定、接地、柜体油漆;母线、相线、中性线、保护地线、线色固定压接等。

2)所采用的各种高压开关柜内,元器件应完整无损,动作性能符合规定,各种指示仪表指示正常。

3)各种高压开关基座固定牢固可靠,机械联锁和电气联锁连接正确,动作可靠准确。

(2)在验收时应提供下列资料和文件

1)变更设计的证明文件。

2)制造厂提供的产品技术文件、说明书、试验报告、产品合格证书、设备安装图纸等。

3)安装技术记录

4)调整试验记录,分项工程验评资料。

5)备品、备件及专用工具清单。 

 二、低压配电柜安装 

1.配电柜基础

 配电柜通常安装在基础上。基础大多数采用槽钢或角钢,并在土建施工时埋设好。基础做法有以下两种:

(1)直接埋设法:该做法是在土建打混凝土时,直接将基础型钢埋设好。埋设前先将型钢调直,除去铁锈,按图纸尺寸下好料并钻好孔。然后在埋设位置找出型钢的中心线,再按图纸的标高尺寸,测量其安装位置,并做上记号。将型钢放在所测量的位置上,使其与记号对准,并用水平尺调好水平。

水平误差每米不超过1mm,全长不超过5mm。基础型钢一般为两根,埋设时应使其平行,并处于同一水平。也可用水平尺调整,如水平尺不够长,可用一平板尺放在两型钢上面,水平尺放在平板尺上,水平低的型钢可用铁片垫高。埋设的型钢可高出地表面5~10mm(型钢是否需要高出地面,应根据设计规定)。水平调好后,可将型钢固定。固定方法一般是将型钢焊在钢筋上,也可将型钢用镀锌钢丝绑在钢筋上。为了防止钢筋下沉而影响水平,可在型钢下支设一些钢筋,使其稳固。

(2)预留槽埋设法:该做法埋设型钢是在土建打混凝土的时候,根据图纸的要求,在埋设位置预埋好用钢筋做成的钢筋钩(此钢筋钩用来焊在型钢上,使型钢基础牢固地打在混凝土内),并且预留出型钢的空位。预留空位的方法是在浇混凝土地面的时候,在地面上埋人比型钢略大的木盒(一般大30mm左右)。待混凝土凝固后,将埋人的木盒取出,再埋设基础型钢。埋设型钢时,应先将预留的空位清扫干净。按上述方法将型钢加工。

水平调好后,把预埋的钢筋钩焊在型钢上,使其固定。型钢的周围可用1:2的混凝土填充并捣实。埋设的基础型钢应作良好的接地。一般扁钢将其与接地网焊接。接地不应少于两处,一般是在型钢两端各焊一扁钢与接地网相连。型钢露出地面部分应涂一层防锈漆。

基础型钢及盘、柜安装允许偏差值:①不直度每米<1mm全长<5mm②水平度每米<1mm全长<5mm③位置偏差不平行度全长<5mm

2.配电柜安装、检查、调试与试运行

(1)低压配电柜安装要点:

1)低压配电柜一般利用人工、滚杠和撬棍将柜体平移稳装就位。

2)多台低压配电柜应按顺序排列安装,先从始端或终端柜开始,在沟槽上垫好脚手板,按顺序号逐台就位。    

3)用拉线将排列的低压配电柜找平直,出现高低差时,可用钢垫片垫于螺栓处找平,并将各柜的固定螺栓紧固牢固。同时将柜与柜之间调整好后用螺栓连接牢。各柜连接应紧密横平竖直,无明显缝隙,盘、柜安装允许偏差值:

①垂直度每米<1.5②水平偏差相邻两盘顶部<2mm成列盘顶部<5mm③相邻两盘边<5mm成列盘面<5mm④盘间接缝<2mm。

(2)配电柜检查与调试要点:

1)调试运行前应进行以下检查: 

①检查柜内工具、杂物等清理出柜,并将柜体内外清扫干净。

②电器元件各紧固螺栓牢固,刀开关、断路器等操作机构应灵活,不应出现卡滞或操作力用力过大现象。    

③开关电器的通断是否可靠,接触面接触良好,辅助接点通断准确可靠。

④电工指示仪表与互感器的变比,极性应连接正确可靠。

⑤母线连接应良好,其绝缘支撑件、安装件及附件应安装牢固可靠。

⑥熔断器的熔芯规格选用是否正确,继电器的整定值是否符合设计要求,动作是否准确可靠。

⑦绝缘电阻摇测,测量母线线间和对地电阻,测量二次线线间和对地电阻,应符合现行国家施工验收规范的规定。在测量二次回路电阻时,不应损坏其他半导体元件,摇测绝缘电阻时应将其断开。绝缘电阻摇测时应做记录。

⑧低压开关柜有联络柜双路电源供电时,应进行并列核实相序,并做好核相记录。 

2)低压配电柜试送电运行应遵守下列规定:

①经过上述检查确认无误后,根据试送电操作安全程序组织施工人员进行送电操作并请无关人员远离操作室。    

②低压开关柜空载试运行:

a.由电工按程序逐一送电,并观察电工指示仪表电压、电流空载指示情况,如发现异常声响或局部发热等现象,应及时停电进行处理解决。并将实际情况如实记录在空载运行记录上。

b.低压开关柜带负荷试运行。经过空载运行后,可加负荷至全荷载进行试运行,经观察电压、电流,随负荷变化无异常现象,经24h试运行无故障,即可投入正常运行,并做好调试记录。

c.正常运行时应注意各台断路器,经过多次合、分后主触头局部有否烧伤和产生炭类物质,如出现上述现象应进行处理或更换断路器。

3.施工竣工监理验收

1)柜的固定及接地应可靠,柜漆层完好,清洁整齐。

2)柜内所装电器元件应齐全完好,安装位置正确,固定牢固。

3)所有二次回路接线应准确,连接可靠,标志齐全清晰,绝缘符合要求。

4)抽屉式开关柜在推人或拉出时灵活,机械闭锁可靠,照明装置齐全。

5)柜内一次设备的安装质量验收要求应符合国家现行有关标准规范的规定。

6)用于热带地区的柜应具有防潮、抗霉和耐热性能,按国家现行标准《热带电工产品通用技术》要求验收。    

7)柜及电缆管道安装后,应做好封堵。可能结冰的地区还应有防止管内积水结冰的措施。

8)操作及联动试验正确,符合设计要求。

 三、母线安装知识 

(一)绝缘子安装

母线固定金具与支持绝缘子的固定应平整牢固,不应使其所支持的母线受到额外应力。安装在同一平面或垂直面上的支柱绝缘子或穿墙套管的顶面,应位于同一平面上,中心线位置应符合设计要求,母线直线段的支柱绝缘子安装中心线应在同一直线上;电压10kV及以上时,母线穿墙时应装有穿墙套管,套管孔径应比嵌入部分至少大5rmn;

套管垂直安装时,法兰应在上,从上向下安装;套管水平安装时,法兰应在外,从外向内安装;在同一室内,套管应从供电侧向受电侧方向安装。支柱绝缘子和穿墙套管的底座或法兰盘均不得埋人混凝土或抹灰层内,支柱绝缘子的底座、套管的法兰及保护罩(网)等不带电的金属构件,均应接地。母线在支柱绝缘子上的固定点应位于母线全长或两个母线补偿器的中心处。

(二)母线固定

母线的固定装置应无显著的棱角,以防尖端放电。当母线工作电流大于1500A时,每相交流母线的固定金具或其他支持金具都不应构成闭合磁路,否则应采取非磁性固定金具等措施;当母线平置时,母线支持夹板的上部压板应与母线保持l~15mm的间隙;

当母线立置时,上部压板与母线应保持1.5~2mm的间隙,金属夹板厚度不应小于3mm;当母线为两片以上时,母线本身间还应给予固定。变电所母线支架间距应不小于1.5m,支架与绝缘子瓷件之间应有缓冲软垫片,金属构件应进行镀锌或其他防腐处理,不应有锈及镀层和漆层脱落等缺陷。金属构件的安装螺孔不得采用气割方式。

(三)母线紧固件

连接母线用紧固件应采用镀锌的螺栓、螺母和垫圈。当母线平置时,螺栓应由下向上贯穿,螺栓长度应以能露出螺母螺纹2~3螺距为宜,在其他状态下,螺母应置于维护侧,螺栓两侧均应垫有垫圈,相邻垫圈之间应有3mm以上的净距,螺母侧还应装有弹簧垫圈或锁紧螺母。应使母线在螺母旋紧时受力均匀。通常螺栓与母线规格对应:

(四)母线搭接接触面

母线接触面应紧密、洁净。当不同规格母线搭接时,应按小规格母线要求进行,母线宽度在63mm及以上者0.05mmXl0mm塞尺检查时塞人深度应小于6mm;母线宽度在56mm及其以下者,塞人深度应小于4mm。母线排之间应涂以中性凡士林或复合脂。对不同金属的母线搭接,除铝一铝之间可直接连接外,其他类型的搭接,表面需进行处理。

对铜一铝搭接,在干燥室内安装,铜导体表面应搪锡,在室外或特别潮湿的室内安装,应采用铜一铝过渡段;对铜一铜搭接,在室外或者在有腐蚀气体、高温且潮湿的室内安装时,铜导体表面必须搪锡;在干燥的室内,铜一铜也可直接连接。钢一钢搭接,表面应搪锡或镀锌,钢一铜或铝搭接,钢、铜搭接面必须搪锡。

(五)母线弯曲

(1)母线应减少弯曲。一般宜进行冷弯。如需热弯时,对铜加热温度不宜超过350℃,铝不超过250℃,钢不超过600℃。弯曲后不得有裂纹及显著的褶皱。母线平面扭弯90°时,其扭转部分长度不应小于母线宽度的2.5倍;母线开始弯曲处距最近绝缘子的支持夹板边缘≤0.25倍的母线两支持点之间的距离,但不得小于50mm;母线开始弯曲处距母线连接位置不应小于30mm;弯曲处不应有搭接头。

(2)多片母线的弯曲程度应一致。

(六)母线焊接

(1)焊接人员上岗资格  只有经考试合格者才能上岗焊接母线。考试用试样的材料、接头形式、焊接位置、工艺均应与实际施工相同,焊后还得在所焊试件中任取一件作检验,当其中有一项不合格时,则加倍取样重复试验,如仍不合格时,则认为考试不合格。

1)母线焊接用填充材料,其物理性能和化学性能与原材料应一致。    

2)对口焊接的母线,应有35—40度坡口,1.5~2mm的钝边;对口应平直,其弯折偏差不应大于l/500,中心线偏移不得大于0.5mm;还应将对口两侧表面各20mm范围内清刷干净,不得有油垢、斑疵及氧化膜等杂物

3)焊缝应一次焊完,除瞬时断弧外不准停焊;焊缝焊完未冷却前,不得移动或受外力。

4)母线对接焊缝上部应有2~4mm的加强高度;气焊、碳弧焊的对接焊缝在其下部也应凸起2—4mm;焊口两侧则各凸出4~7mm的高度。管形母线应采用氩弧焊焊接。

5)焊后试样应作表面断口检查,直流电阻测定检查,抗拉试验检查。

(2)焊缝在母线上的部位应符合:

1)焊缝不得有任何裂缝、未熔合、未焊或根部未焊透等现象;焊缝表面不得有肉眼可见的裂缝、凹陷、气孔、缺肉、夹渣等缺陷;在通流垂直方向的面积总和不得超过母线横截面的2%,亦可采用X光射线进行无损探伤。

2)直流电阻应不大于截面积和长度均相同的原金属的电阻率。铜母线电阻率: Ω≤0.0179mm2/m,铝母线电阻率:Ω≤0.029mm2/m。

3)铜母线抗拉强度不低于140MPa,铝母线应不低于120MPa。

4)母线对焊接缝的部位应符合下列要求:

离支持绝缘子母线夹板边缘不小于50mm,同一片母线上应减少对接焊缝;两焊缝间的距离应不小于200mm。同相母线不同片上的直线段的对接焊缝,其错开位置不小于50mm,且焊缝处不应揻弯。

(七)母线安装

(1)外形  母线应矫正平直,切断面应平整。母线应按设计要求装补偿器,补偿器不得有裂纹、褶皱或断股,组装后总截面不应小于母线截面的1.2倍。

(2)安装固定  多片矩形母线间应保持与厚度相同的间隙;两相邻母线衬垫的垫圈间应有3mm以上的间隙,不得相互碰触。裸母线相间中心距离为250mm,相母线中心距墙为200mm,在车间柱、梁、屋架处敷设母线时,支架间距应不超过6m,两支架间还应加装固定夹板,夹板应进行绝缘处理。

采用拉紧装置的车间低压母线安装,如设计无规定时,应在终端或中间拉紧支架上装有调节螺栓的拉线,拉线的固定点应能承受拉力或张力。在每一终端应安装有两个拉紧绝缘子。

(3)相色  对三相交流母线:A相—黄色,B相—绿色,C相—红色,直流母线:正极赭色,负极—蓝色;直流均衡汇流母线及交流中性汇流母线:不接地者—紫色,接地者—紫色带黑色条纹;封闭母线:母线外表面及外壳内表面—无光泽黑色,外壳外表面—无光泽灰色;独立的双相母线:一相涂黄色,一相涂红色。

相色油漆应涂在单片母线的所有各面,如多片、槽形、管形母线的所有可见面,钢母线的所有表面,封闭母线在两端和中点的适当部位。在母线的螺栓连接及支持连接处,母线与电器的连接器以及距所有连接处l0mm以内的地方不应涂刷相色油漆。对供携带型接地线连接用的接触面上,不刷色部分的总长应为母线的宽度或直径,但不应小于50mm,并应以宽度为l0mm的黑色带子与母线相色部分隔开。

(4)相序  母线相序排列,如设计无规定时,应遵守下列规定,以设备正视方向为准,对上下布置的母线,交流A、B、C相或直流正、负极应由上而下;对水平布置的母线,交流A、B、C相或直流正、负极应由内向外;引下线的母线,交流A、B、C相或直流正、负极应由左向右。

四、绝缘子的安装知识

(1)绝缘子的作用

绝缘子又名瓷瓶,它被广泛应用于发电厂和变电所的户内、外配电装置、变压器、开关电器及输配电线路中,用来支持和固定带电导体,并与地绝缘,或作为带电导体之间的绝缘。因此,要求绝缘子具有足够的机械强度和绝缘性能,并能在恶劣环境(高温、潮湿、多尘埃、污垢等)下安全运行。

(2)绝缘子的分类

①按装设地点可分为户内式和户外式两种

户内和户外绝缘子的区别在于户外式具有较多和较大的裙边,以增长沿面放电距离,并能在雨天阻断水流,使绝缘子能在较恶劣环境中可靠工作。在多灰尘和有害气体的地区,绝缘子应采用特殊结构的防污绝缘子。户内绝缘子表面无裙边。

②按用途可分为电站绝缘子、电器绝缘子和线路绝缘子等。    

电站绝缘子的用途是支持和固定户内外配电装置的硬母线,并使母线与地绝缘。电站绝缘子又分为支柱绝缘子和套管绝缘子,后者用于母线穿越墙壁或天花板,以及从户内向户外引出之处。

电器绝缘子的用途是固定电器的载流部分,分支柱和套管绝缘于两种。支柱绝缘子用于固定没有封闭外壳的电器的载流部分,如隔离开关的静、动触头等。套管绝缘子用来使有封闭外壳的电器,如断路器、变压器等的载流部分引出外壳。

(3)母线绝缘子与穿墙套管安装

1)母线绝缘子及穿墙套管安装前应进行检查,要求瓷件、法兰完整无裂纹,胶合处填料完整。绝缘子灌注螺钉、螺母等结合牢固。检查合格后方能使用。

2)绝缘子及穿墙套管在安装前应按下列项目试验合格:

a)测量绝缘电阻;

b)交流耐压试验。

3)安装在同一平面或垂直面上的支柱绝缘子或穿墙套管的顶面,应位于同一平面上;其中心线位置应符合设汁要求。母线直线段的支柱绝缘子的安装中心线应处在同一直线上。

4)支柱绝缘子和穿墙套管安装时,其底座或法兰盘不得埋人混凝土或抹灰层内。支柱绝缘子叠装时,中心线应一致,固定应牢固,紧固件应齐全。   

a)无底座和顶帽的内胶装式的低压绝缘子与金属固定件的接触面之间应垫以厚度不小于1.5mm的橡胶或石棉板等缓冲垫圈。

b)绝缘子夹板、卡板的安装要紧固。

c)夹板、卡板的制作规格要与母线的规格相适配。

d)三角锥形组合支柱绝缘子的安装,除应符合上述规定外,并应符合产品的技术要求。

e)悬式绝缘子串的安装应符合下列要求:

①除设计原因外,悬式绝缘子串应与地面垂直,当受条件限制不能满足要求时,可有不超过50的倾斜角。

②多串绝缘子并联时,每串所受的张力应均匀

③绝缘子串组合时,联结金具的螺栓、销钉及锁紧销等必须符合现行国家标准,且应完整,其穿向应一致,耐张绝缘子串的碗口应向上,绝缘子串的球头挂环、碗头挂板及锁紧销等应互相匹配。

④弹簧销应有足够弹性,闭口销必须分开,并不得有折断或裂纹,严禁用线材代替。

⑤均压环、屏蔽环等保护金具应安装牢固,位置应正确。

⑥绝缘子串吊装前应清擦干净。

6)穿墙套管安装应符合下列要求:

a)安装穿墙套管的孔径应比嵌入部分至少大5mm,混凝土安装板的最大厚度不得超过50mm。

b)额定电流在1500A及以上的穿墙套管直接固定在钢板上时,套管周围不应形成闭合磁路。

c)穿墙套管垂直安装时,法兰应向上,水平安装时,法兰应在外。

d)600A及以上母线穿墙套管端部的金属夹板(紧固件除外),应采用非磁性材料,其与母线之间应有金属相连,接触应稳固,金属夹板厚度不应小于3mm,当母线为两片及以上时,母线本身间应予以固定。

e)充油套管水平安装时,其储油柜及取油样管路应无渗漏,油位指示清晰,注油和取样阀位置应装设于巡回监视侧,注入套管内的油必须合格。

f)套管接地端子及不同的电压抽取端子应可靠接地。

g)10kV穿墙套管安装见下图。图内括号中的尺寸是室内穿墙套管尺寸。

h)低压母线穿墙板的安装图

x)安装在潮湿或要求密封的环境中的穿墙套管,其两端应加密封。

y)低压母线穿墙板宜采用硬聚氯乙烯板,板的厚度应大于7mm。

母线和绝缘子的运行维护要求:

绝缘子经长期使用后,绝缘能力及机械强度会逐步降低,母线接点经过冷热变化后触电阻也会增加。为了保证安全运行,必须加强维护,经常巡视检查,一般应做到:

①绝缘子应保持清洁,五脏污.瓷质部分应无破损和裂纹现象。应定期清扫检查.

②瓷质部位是否有闪络痕迹。金具是否生锈、损坏、缺少开口销的情况。

③母线与母线或母线与电Oe端于的螺栓搭接面是否松动、过热或接触不良现象。

④母线补偿器是否有裂纹、折皱或断股现象.

⑤在多灰尘和有害气体的地区;应对绝缘子加强清扫和制订反污措施。

 八、接地网的安装知识 

接地就是利用接地装置将电力系统中各种电气设备的某一点(接地连接点)与大地直接构成回路。使电力系统无论在正常运行、遭受雷击或发生故障的情况下,均能形成对地电流和流泄雷电流,从而保证整个电力系统的安全运行和人身安全。因此,所有电气设备、装置的接地连接点与大地之间必须有可靠的和符合技术要求的电连接。

接地按不同的作用可分为工作接地(如配电变压器低压侧中性点的接地和避雷器、避雷线的接地)和保护接地(如各种电气设备、用电器具金属外壳的接地)等。

⑴、接地装置的分类和技术要求

1.接地装置

接地装置就是连接电气设备与大地之间的金属导体,一般由接地体和接地线两部分组成,接地装置按接地体数量又分为单极接地装置、多极接地装置和接地网接地装置三种形式。

埋人地下且直接与大地接触的金属导体或导体组称作接地体,连接接地体与电气设备之间的金属线称作接地线,构成接地网的接地线又分为接地干线和接地支线。

2.接地装置的技术要求

接地电阻是接地装置技术要求中最基本的技术指标。原则上要求接地装置的接地电阻越小越好,一般是根据接地设备的容量、所处地位、工作性质,以及数量和价格来决定。设备容量越大,所处地位重要,数量多,价格高,要求接地电阻应越小。几个设备共用一副接地装置,它的接地电阻应按其中接地要求最高的一个设备为标准。

为了保证电力系统的安全运行,变配电系统线路的避雷装置在单独接地时,要求接地装置的接地电阻应小于10Ω。配电变压器低压侧中性点接地时,要求接地装置的接地电阻在0.5~10Ω范围内(按变压器容量的大小决定)。为了保证人身安全,避免触电事故,用电设备金属外壳在接地时,要求接地装置的接地电阻在4Ω左右。 

⑵、接地体的制作与安装

接地体分为自然接地体和人工接地体。

1.自然接地体

接地装置的接地体应尽量选用自然接地体以便节约钢材和减少施工费用。下列装置和设备可以用作交流电气设备接地装置的接地体

1)敷设在地下的各种金属管道(自来水管、下水管。热力管等) ,但液体燃料和爆炸性气体金属管道以及包有黄麻、沥青等绝缘的金属管道除外。

2)建筑物、构筑物,与地连接的金属结构

3)有金属外皮的电缆(包有黄麻、沥青绝缘层的电缆除外)。

4)钢筋混凝土建筑物与构筑物的基础等。

在选用这些自然物作接地体时,应保证导体有可靠的连接,以形成连续的导体,同时应用二根以上导体在不同地点与接地干线相连。

2.人工接地体

人工接地体应尽量选用钢材,一般常用角钢与钢管。在有腐蚀性的土壤中,应使用镀锌钢材或增大接地体尺寸。角钢一般选用40mm×40mm×5mm或50mm×50mm×5mm两种规格。当角钢长度为2.5m、顶端距地面为0.5~0.7m时,其接地电阻可用下式求得:

接地角钢为50mm×50mm×5mm时,Rjd=0.00318p

接地角钢为40mm×40mm×5mm时,Rjd=0.003 66p

管材一般选用直径为50mm、壁厚不小于3.5mm的钢材。对水平敷设的接地体,一般选用扁钢或圆钢,扁钢的厚度一般不小于4 mm,截面不小于48mm2;圆钢的直径不小于8mm。

人工接地体制作方法  垂直安装的棒形接地体一般用角钢或钢管制成,长度一般在2~3m之间,不能短于2m。接地体的下端要加工成尖角状,角钢的尖角点应保持在角脊线上,构成尖点的两条斜边要求对称。钢管的下端应单面削尖,形成一个尖点(不可双面削尖)以便于安装时打入土中,如图

接地体的上端部可与扁钢(40mm×4mm)或圆钢(直径16mm)相连,用作接地体的加固和作为接地体与接地线之间的连接板。连接方法如上图。

2)挖沟  在冬季由于地皮表面易于冰冻,冻土层使接地电阻加大。另外由于地皮表面常被挖动,若接地装置不埋人地下一定深度,则不仅接地电阻不稳定,而且易于被破坏。所以装设接地体之前,需要沿着接地体的线路挖沟,以便打人接地体和敷设连接地线。通常沟深为0.8—1m,宽为0.5m,沟的上部稍宽,底部稍窄。沟底如有石子应清除。

3)安装方法  一般用打桩法将接地体打人地下,接地体在打入地下时,应与地面保持垂直,不可歪斜,有效的散流深度不应小于2m。多极接地的接地体与接地体之间,或者接地网的接地体与接地体之间,它们在地下应保持2.5m以上的直线距离。

角钢制成的接地体与钢管制成的接地体相比,在散流性能上,前者比后者稍为差些,但较容易打人地下;当用锤子敲打角钢时,垂击力会顺着角脊直接传到下端的尖角处,由于力量集中,容易打入、打直。如果采用钢管,敲打时,锤击力就很难集中在尖端的切点位置,较难打入,且容易把接地体打得歪斜,接地体与土壤间产生隙缝,增加了接地体与土壤的接触电阻,这是必须注意的。

接地体全部打入地下后,应在其周围用土壤埋入夯实,以减小接触电阻。

4)改善土壤电阻率的措施

a)在土壤电阻率不太高的地层安装接地体时,为了减小接地装置的接地电阻,只要增加接地体的支数,就可以达到降低接地电阻的目的。

b)在土壤电阻率较高的地层,当接地电阻值达不到要求时,可在每一支接地体周围0,5m以下、1,2m以上的中间地层部位填放化学填料。每份化学填料的成分主要包括30kg粉状木炭、8kg盐和适量的水。

配制方法:食盐先溶解于水中,然后与炭粉一起搅拌,待均匀后填入接地体周围。

c)在土壤电阻率很高的地层,安装接地体时,就要采用置换土壤的方法;即用土壤电阻率较低的黏土、黑土或沙质黏土来代替电阻率很高的沙石土壤。

d)当需要接地处的土壤电阻率很高、而离之不远处的土壤电阻率较低时,这时可采用接地体外引的方法,用较长的接地线,把设备的接地点引出土壤电阻率较高的范围,让接地体安装在电阻率较低的土壤中。

⑶接地线的安装

接地线有自然接地线和人工接地线。

1.自然接地线

接地装置的接地线应尽量选用下列自然物:

1)建筑物的金属结构,如梁、柱等可作为接地线,但必须保证整体有可靠的连接,以形成连续的导体。因此,除在结合处要采用焊接外,凡用螺栓连接或铆钉连接的地方,都要采用跨接线连接,跨接线一般采用扁钢。扁钢的截面一般不小于100mm2,但作为接地支线时,可减少至48mm2。

2)生产用的金属结构吊车轨道、配电装置的构架等也可用作接地线。

3)配线用的钢管也是一种良好的接地线,但其壁厚不应小于1.5 mm,以免产生锈蚀,而成为不连续的导体,同时在管接头与接线盒处应用跨接线连接。当钢管直径在40mm以下时,跨接线应采用6mm直径的圆钢;当钢管直径在50mm以上时,跨接线应采用25mm×24m的扁钢,其装设方法如图所示。 

4)电力电缆的铅包皮或铝包皮也可用作接地线,但要有两根,如只有一根电缆时,可与电缆平行敷设一根直径为8mm的圆钢或4mm×l2mm的扁钢作为辅助接地线,该辅助接地线两端应与电缆外皮相连。施工时,接地线卡箍内部垫以2mm的铅带,电缆钢铠与接地线卡箍相接触的部分应刮净。

5)电压在1000V以下的电气设备可用金属管道作为接地线,但可燃液体管道与可燃或爆炸性气体管道除外。

2.人工接地线

(1)人工接地线的选用

1)工作接地线的选用  用于输配电系统工作接地的接地线应满足下列各项规定:

①10kV避雷器的接地支线宜采用多股导线,接地线可选用铜芯或铝芯绝缘电线或裸线。也可以选用扁钢、圆钢或多股镀锌铁绞线。根据不同要求及使用环境选配,它的截面不应小于16mm2。

用于避雷针或避雷线的接地线,截面不应小于25mm2。接地干线通常采用扁钢或圆钢,扁钢的截面不应小于4mm×12mm,圆钢直径不应小于6mm。

②用作配电变压器低压侧中性点的接地支线,应采用裸铜绞线,它的截面不应小于35mm2,但变压器在100kVA及以下时,接地支线均可采用25mm2。

2)保护接地线的选用

①接地线所用材料的最小和最大截面如表所示。

②当接地线最小截面的安全载流量不适应表的规定时,则接地支线须按相应的电源相线截面的1/3选用,接地干线须按相应的电源相线截面的1/2选用。但接地线的最大截面不必超过表中最大截面的规定,因一般场合的对地短路电流不会超过规定的最大截面的承受能力。

③装于地下的接地线不准采用铝质导电材料。

④移动电具的接地支线必须采用铜芯绝缘软线,不准采用单股铜芯线,也不准采用铝芯绝缘电线,更不准采用裸电线。

3)接地干线的安装方法

①接地干线的安装应按照下列规定执行

a.接地干线与接地体的连接,应尽可能采用电焊焊接,连接处应加装镶块,以增加焊接面积,在没有条件采用电焊焊接时,也可以采用螺钉压接,但接触面必须经过镀锌或镀锡的防锈处理,以保证连接可靠;连接也应加装镶块,以保证连接处有足够的接触面积和机械强度。在有振动的场所,螺钉上应加装弹簧垫圈。安装时,螺钉必须拧紧,一般宜用直径12mm或16mm的螺钉,并需经镀锌防锈处理;接触面应保持平整,不可有缝隙。

连接处应置于便于检查和维修的地方,如果埋人地下,应在地面标明位置。

公用配电变压器的接地干线与接地体的连接点,一般都埋人地面以下100—200mrn深处。在接地干线引出地面2~2.5m处断开,再用螺钉压接接牢,这样便于测量接地体的散流电阻。

b.多极接地或接地网各接地体之间的连接干线,如果需要提供接地线,就要安装在地沟中沟上要覆有沟盖,沟盖应与地面齐平,接地体连接干线在采用宽面垂直安装时,应预先钻好接线用的通孔,并在连接处预先镀锡,便于引接接地线。

c.从接地体或从接地体干线上引出的接地线应明敷,不可穿管敷设或埋人建筑物内,但在穿越楼板或墙壁时,应穿管加以保护;接地干线应支持牢固,并涂黄绿色或黑色;采用多股电线作接地线时,连接应采用接线耳(铜接头),不可把线头直接弯压接在螺钉上。在有振动的地方,螺母要加弹簧垫圈,防止松散。

d.采用扁钢或圆钢作接地干线,需要延长时,必须用电焊焊接,不宜采用螺钉压接。焊接处要两端搭接,扁钢的搭接长度为其宽度的2倍;圆钢的搭接长度为其直径的6倍,接地干线沿墙敷设时,应与墙壁保持10—15mm的间距。水平敷设时,应与地面保持200~250mm的间距,并应采用支架支持牢固。

②接地支线的安装

a,每台设备的接地点必须用一根接地线与接地干线单独进行连接,切不可用一根接地支线把几个设备的接地点串接起来后再与接地干线连接,也不可把几根接地支线并接在接地干线的一个连接点上。

b.在户内,容易被人触及的地方,接地支线宜采用多股绝缘绞线;在户外或户内,不易被人触及的地方,一般宜采用多股裸绞线。用于移动用具的电源线,常用的是具有较柔软的三芯或四芯塑料护套电缆,其中黑色或黄绿色的一根绝缘导线规定为接地支线。 

c.接地支线允许和电源线同时架空敷设,或同时穿管敷设,但必须与相线和中性线有明显的区别,尤其不能与中性线随意并用;明设的接地支线,在穿越墙壁或楼板时,应套人管内加以保护。

d.接地支线与接地干线或与设备接地点的连接,一般都用螺钉压接,但接地支线的线头应用接线耳,不宜采用弯羊眼圈的方法直接连接。有振动的地方,螺母应加弹簧垫圈,防止松散。

e.用于固定敷设的接地支线需要接长时,连接必须正规,铜芯线连接处需搪锡加固,用于移动电具的接地支线,不允许中间有接头。

f.凡采用绝缘电线作为连接接地支线和接地干线的,连接处应恢复绝缘层。

g.接地支线的每个连接处都应置于明显位置,以便于检查。

⑷、接地装置的涂色和接地电阻的测量

1.接地装置的涂色

当接地装置安装完毕,应对各接地干线和支线的外露部分,以及电气设备的接地部分进行外观检查,检查各接地线的焊接或螺钉连接是否牢固。检查完后,应在接地螺钉的表面涂上防锈漆,在焊缝表面涂以沥青漆。明线安装的接地线及固定零件均应涂黑色。

根据房间的装饰形式,也可以将明线安装的接地线涂其他颜色,但在连接处及接地支线处应涂以15mm的两条黑带,其间距为150mm。中性点的明线接地线及其扁钢应涂紫色漆,并在其上每隔150mm涂以15mm宽的黑漆带。1kV以上电气装置的接地线的导线或扁钢,应涂上与相线相同的颜色,并带黑色条纹,黑色条纹宽15mm,每隔150mm涂一条。

2.接地电阻的测量

接地电阻的测量方法较多,通常都采用ZC型接地电阻测量仪或接地电阻摇表进行测量。这种方法比较简单,测量数值也比较可靠。ZC型摇表的外形结构随型号的不同稍有变化,使用方法基本相同,目前,我国生产的接地电阻测量仪有ZC—8型和ZC—29型等。ZC-8型测量仪主要由手摇发电机、电流互感器、滑线电阻和检流计等组成,其外形与普通绝缘摇表差不多,所以一些工矿企业的工作人员习惯称它为接地电阻摇表。ZC-8型接地电阻测量仪还随表附带接地探测棒两支、导线三根。

使用方法和测量步骤如下:

(1)拆开接地干线与接地体的连接点,或拆开接地干线上所有接地支线的连接点。

(2)把一根测量接地棒(摇表测量附件)插入离接地体40m远的地下;另一支测量棒插在离接地体20m的地下,两支测量接地棒均需垂直插入地面400mm深。

(3)把摇表置于接地体近旁平整的地方,然后进行接线。    

1)用一根最短的连接线连接表上接线桩E和接地装置的接地体E'。

2)用一根最长的连接线连接表上接线桩C和一支距E'40m的接地棒。

3)用一根中等长度的连接线连接表上接线桩P和一根距E'20m的接地棒P'。

(4)根据被测接地体的接地电阻要求,调节好粗调旋钮(上有三挡可调范围)。

(5)用手柄以约120r/min的速度均匀地摇动摇表,当表针偏斜时,随即调节微调拨盘,直至表针居中为止。以微凋拨盘调定后的读数,去乘以粗调定位倍数,即是被测接地体的接地电阻。例如微调读数为0.4,粗调的电阻定位倍数是10,则被测的接地电阻是4Ω。

(6)为了保证所测接地电阻值的可靠,应在测量完毕后改变两支接地棒测量点的方位,重新进行复测。一般每次所测的电阻值不会完全—致,最后确定的数值,可取几次测得值的平均值。