110KV变电站接地工程整改方案.docx
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110KV变电站接地工程整改方案
110KV变电站接地工程
设计方案
目录
一、公司简介3
二、设计依据4
三、建设方接地现状5
四、建设方接地现状分析6
五、接地实施措施13
六、工程实施计划16
七、工程人员组织17
八、工程质量控制18
九、服务承诺19
十、部分客户名单20
十一、产品介绍21
十二、工程造价
十三、附图
一、公司简介
某安全防护技术有限公司坐落于某光谷·东湖新技术开发区。
公司致力于建筑智能化、防雷、消防、安防、计算机信息系统集成等工程设计、施工业务。
某安全防护技术有限公司取得了中国气象局颁发的《防雷工程专业设计资质证》和《防雷工程专业施工资质证》双项资质，是湖北省气象学会的会员；是湖北省安全技术防范行业协会会员，具有安全防范资质。
公司有一支经验丰富、技术过硬的设计、施工队伍，具备承接全国各地通信、气象、铁路、金融、广播电视、电力、航天航空、军事、石化等大型防雷工程、安防工程、消防项目的勘测、设计、施工能力。
某安全防护技术有限公司崇尚科学的管理理念，致力于打造出一流的公司品牌。
在安全防护领域，某公司是开拓者，也是技术前沿的先行者，我们拥有一批工作多年的资深专家，也有一批年富力强的新一代高科技人才。
我们扎实的理论功底和丰富的实践经验，以不断学习不断充实完善自己和精益求精，开拓进取的敬业精神为发展的原动力。
我们对每一个工程项目的质量进行严格管理。
一流的检测队伍，全面的检测手段，加上先进的施工设施和工艺流程使我们每做一个工程都具有卓越的品质保证。
我公司始终坚持以质量为根本，按照ISO9001国际质量管理标准建立质量保证体系进行质量控制，全面贯彻
“科技为本质量第一诚信服务持续改进”
的质量方针，热忱欢迎广大客户、同仁到本公司合作和指导工作。
“诚信为本、与时俱进、合作共赢”是我们永恒的理念
二、设计依据
1、《交流电气装置的接地》DL/T621-1997
2、建筑物防雷—防雷装置保护、级别的选择IEC61024-1-1
3、《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65-83
4、质量管理体系认证ISO9001：
2000
5、 民用建筑电气设计规范 JGJ/T16-92
6、雷电电磁脉冲的防护 IECI312
7、通信局（站）接地设计暂行技术规定 YDJ26E9
8、35～110kV变电所设计规范GB50059-92
三、建设方接地现状
本公司工程技术人员到贵单位的工程项目现场进行实地勘察，得到贵单位相关领导的热情接待.经过了解，某县110KV红岩变电站位于湖北省恩施州某县红岩寺镇建官公路东南边，供电最大容量为2万KVA，主要供给周边工业及民用用电。
变电站主地网呈长方形，其长80米，宽70米，背靠山坡，为石灰石岩层地质，表层覆盖粘土，地质十分干燥，土壤电阻率较高，周边为居民居住及种植地，土壤电阻率稍低。
地网水平接地线采用60×6镀锌扁钢，共2240米，垂直接地极采用L60×60×6镀锌角钢，埋深2米，主体地网施工结束后测量其接地阻值为10欧姆以上，根据变电站接地要求，阻值不符合，因此在主网周边增设三个辅助地网，面积分别为20×7米；30×15米；40×25米，制作完毕后测得接地电阻仍然5欧姆以上，仍不符合规范要求。
因此，根据实际情况，从实际可行出发，要求再次增设辅助接地网，以达到变电站接地要求不大于0.5欧姆。
四、建设方接地现状分析
1.土壤电阻率测试
土壤电阻率是单位长度土壤电阻的平均值，单位是欧姆·米。
土壤电阻率是接地工程计算中一个常用的参数，直接影响接地装置接地电阻的大小、地网地面电位分布、接触电压和跨步电压。
土壤电阻率是决定接地体电阻的重要因素，为了合理设计接地装置，必须对土壤电阻率进行实测，以便用实测电阻率做接地电阻的计算参数。
我们采用比较常用的且误差相对较小的四点测量法，用四个接地地桩，间隔5m成直线垂直插入地下，将接地测试仪的四个电极按顺序接到四个地桩上，使得四个电极分布在一条直线上，电极的插入深度h应小于极间距离a的1/20，根据摇表指针的指示，读出所得的数据b，即可算出土壤电阻率
ρ=2πab（公式一）
其中ρ为计算土壤电阻率，单位Ω*m
b为摇表读数，单位Ω
a为极间距离，单位m
经过实地考察，根据施工设计具体路线，我们选取了五个比较典型的地点土壤对其进行土壤电阻率测试，具体数据见表一：
表一
测试点
1
2
3
4
5
摇表读数（Ω）
6.85
21.15
18.65
7.95
13.25
测试点1具体位置在主地网北边，距主网位置大约100，处于该地段最低洼位置。
测试点2位置多为岩石土壤，位于已做地网AB之间。
测试点3位于东边地段，多为耕地土壤。
其他详见附图。
根据上表数据结合实际测量点的地势高低得出，地势越高，土壤电阻率越大，因此我们的地网设计制作宜在地势低洼的地段进行。
由表一数据根据公式一：
ρ=2πab得出五组土壤电阻率数值，如下表二
测试点
1
2
3
4
5
土壤电阻率
单位Ω*m
215.09
664.11
585.61
249.13
416.05
由表二可以看出，不同地段的土壤电阻率变化很大，出于综合性的考虑，结合实际地段土质条件，我们在设计中取土壤电阻率平均值为计算数据，即ρ=426Ω*m
2.对现有地网的分析
为了了解红岩110KV变电站现有地网接地情况，及时提出科学合理的整改措施，可根据地网的大小、接地极材料以及地网所处地区的土壤电阻率等基本情况，对接地网的接地电阻进行估算。
接地网的接地电阻按下式（公式2）计算：
L---接地网的全长（水平接地极总和）。
S---接地网的面积
h---接地极埋设开挖深度
d---0.84b，b为等边角钢宽度
根据提供的设计图纸以及现场施工记录资料发现，主地网其长为80m，宽为70m，总地网面积为5600㎡，辅助地网分别为20×7米；30×15米；40×25米。
地网水平接地线采用L60*6镀锌扁钢，共敷设2576m，埋深0.8m，孔内间隙用细软土（不含砂）回填压实，要求深埋接地极与水平接地网圆钢可靠焊接。
综合现有地网的实际土质情况，与我们所测得的最高土壤电阻率的实际土质情况相似，因此我们在计算此接地电阻的时候取最高土壤电阻率数值来计算。
则：
ρ=664.1Ω*m。
由公式2，代入主体地网和增设地网数据，可以计算出接地电阻
计算公式
（2）
ρ
S
L
h
d
Rw
664.1
7190
2576
0.800
0.05
3.54
即RW=3.54Ω
但是，在实际测量过程中，所得数据为5.3Ω。
现有地网接地电阻值与仪表测试结果相差较远,说明两点：
一是测得数据有误差，二是土壤电阻率取值上的误差。
但根据实际情况，主网下面为岩层，仅有表面的薄薄一层运来的泥土，且面积较大，所敷设的水平接地体离底层较浅，故主网的土壤电阻率肯定比较大，这是其实际测量数据远远大于理论值的主要原因，而辅助地网的设计敷设长度可能未按设计数量进行。
按照以上提供的辅助地网的尺寸，要埋下150块模块，那么按照5m×5m的网格制作，其制作面积远远大于现有辅助地网所描述的尺寸。
也就是说，按照辅助地网的面积以及网格的设计尺寸，是不需要那么多垂直接地体的。
尺寸上的实际与理论的差距，也是导致电阻测量值大的原因之一。
其次，上次验证计算，我们取土壤电阻率为426Ω.m，而实际中，原有地网特别是主地网，原来是岩石层上削切出来的平地，基本上是属于岩层构造，因此，该地段土壤电阻率要高得多，综合各种因素，我们进一步用数据论证了增加辅助地网还没有达到要求的原因。
3.2降低接地电阻的措施
由公式
（2）中可知，地网接地电阻的大小与土壤电阻率、地网的面积以及接地体长度有着很大的关系，因此，若要降低其接地电阻就必须对土壤电阻率进行改良，或者是增大地网的面积。
具体降低其接地电阻可采用以下几种方法：
1）、换土降低土壤电阻率。
由式
（2）中可知，土壤电阻率与接地电阻值成正比，土壤电阻率越大接地面积就越大，反之，土壤电阻率越小接地电阻就越小。
用电阻率较低的土壤（如粘土、黑土等）替换砂砾土，使其与接地极接触的土壤电阻率降低，此处一般采用土壤电阻率为100Ω.m~130Ω.m的土壤即有可能将主地网接地电阻降至设计要求值。
取130Ω.m代入公式2得：
计算公式
（2）
ρ
S
L
h
d
Rw
130
7190
2576
0.800
0.05
0.702
换土后的接地电阻估算后为0.702Ω已经小于现有测量值很多，但应经过仪表测试后为准。
而且仍大于变电站接地要求阻值，要达到规范接地阻值，必须采用电阻率小于100的土壤，那么，要将现有地网面积为7190平方米的土壤全部换掉。
由垂直接地极打入的深度2m加上挖坑的深度0.8m，那么要换土的体积为V=7190×（2+0.8）=20132立方米，显然，从实际出发的角度，是行不通的，再者，现在现有地网已经做成，变电站主体地网是混凝土浇灌定型，要采取换土，基本上是等于将整个地网重新再建一次，其实施的可能性基本上行不通。
因此，只有采取新建地网的措施了。
2）、利用化学长效降阻剂降低土壤电阻率。
长效降阻剂是由几种物质配制而成的化学降阻剂，具有导电性能良好的强电解质和水分。
这些强电解质和水分被网状胶体所包围，网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充，使它不至于随地下水和雨水而流失，因而能长期保持良好的导电状态。
近年来国内生产的电解地极在改善土壤电阻率方面也得到广泛应用，该产品为φ55mm的铜管组成（每节0.5～1m），有多个呼吸排泄孔，铜管内填无毒化合物晶体，铜管埋于地下后，呼吸孔吸收土壤中的水分，使化学晶体变为电解溶液，又从该孔中排泄出，这些溶液在特殊回填土的吸取作用下，均匀流入土壤，在土壤中形成了成片导电率良好的电解离子土壤，特别是在石山上土壤少的地区，电解液可向石山的纵深方向渗透，使原来导电率极差的高山地质结构，形成了一个良好的电解质导电通道。
最大程度地减少了接地极与周围土壤之间的泄流电阻。
加之高效降阻剂的使用，使得土壤的电阻率大大的降低了，我们使用的高效降阻剂能充分的与周边的泥土融合，从而达到降低土壤电阻率的效果。
从上面1）中的计算可以看出，必须将土壤电阻率降到100Ω.m以下，才能达到预期的效果，而仅仅使用降阻剂和接地极，要达到如此低的土壤电阻率，几乎是不可能的。
因此，我们仅仅采取改良土壤的方式，还是不能达到我们所要的效果。
3）、加打接地极增大接地网面积。
根据公式
（2）中可知，在原有地网面积不变的情况下，加打接地极对地网接地电阻影响不大，而改变接地网面积大小即可以改变地网接地电阻值的大小。
接地电阻值与地网的面积平方根成反比，也就是说地网面积越大接地阻值就越小，反之，地网面积越小接地电阻就越大。
由公式2，在现有土壤电阻率不变的情况下（取平均值），我们可以得出：
当Rw小于等于0.5欧姆的情况下，我们需要制作的地网（按照现有地网的制作方法：
5m×5m的网格计算）面积是146099平方米，水平敷设的长度为59280m。
计算公式
（2）
ρ
S
L
h
d
Rw
426
146099
59280
0.800
0.05
0.5
那么，可以从看出，仅仅从扩大面积上来降低接地电阻值，我们所要扩大的面积是现有面积的的将近20.5倍，所用水平接地体的长度是现有地网所用接地体长度的5.5倍。
由此可见，从经济的角度来说，仅仅扩大地网面积来达到阻值的要求，是不可取的。
加打接地极增大接地网面积虽可以降低其接地网接地电阻，但由于所扩展的接地网面积要远远大于原有接地网面积，地网耗材成本过高，同时面积过大若条件所限便实施不了。
改变接地极所在土壤的土壤电阻率对改变接地电阻值影响最大，所以对土壤电阻率进行改良是最为科学的办法。
根据红岩变电站所处地形，在山坡的土壤相对干燥，经测试地表一所述的情况其周边土壤电阻率相对较小,为了改变原有地网土壤电阻率，可以在地网三面靠土坡处埋设长效降阻剂，加上接地模块，而将变电站后侧的两个地网连接，并相应的扩展，且在相应的位置加上离子接地极。
并采取更能减少接地材料的地网制作方式，改变传统的做成网格的方式制作地网的做法，我们用环形双排并行两端闭合的接地处理方式，利用相同周长下圆的面积最大的原理，将用最少的材料来达到最大的接地面积。
从而进一步节省了材料。
单独使用三种方法对比表
换土
改良土壤
扩大面积
改良土壤、扩大面积
成本
大
稍低
大
较小
可行性
否
否
是
是
综上所述，从经济可行的角度出发，我们采用打接地极并使用降阻剂的综合方法进行设计。
五、接地实施措施
1.具体施工措施
由于我们现在无法得知现有地网的土壤电阻率，以及现有地网阻值5.3欧姆仍远远高于变电站的接地阻值要求（不大于0.5欧姆）。
加之特殊的地理环境，我们将增加的地网暂设为主体地网，将其接地阻值设计能达到0.5欧姆以下。
由公式2可以得出，接地阻值与面积成反比，与土壤电阻率成正比，因此，我们在实际操作施工过程中，我们采取扩大地网整体闭合面积以及改良土壤的综合性措施，将原有的地网并入我们增设的地网面积中，形成一个统一的整体。
如图所示，我们根据实际地理环境，考虑到实施的可行性，我们并行相隔5米的间距，从周围种植地埋设接地体绕变电站倚靠的山丘一周，与现有的辅助地网进行合并，形成一个大范围闭合的网圈，以此来扩大地网接地面积，并在接地体敷设坑中撒入降阻剂，间隔一定距离安装离子接地极，模块与角钢交替使用。
由实际测量数据可知，我们所增加的地网半径约为252m，面积则约为198764平方米，水平敷设的新增长度为2860米，用垂直接地体为572个。
并采用降阻剂及模块对土壤进行改良、增加接地极与土壤的接触面积，我们所使用的降阻剂，能够很好的改良土壤，用量设计为5吨。
其技术参数见表三：
表三
不同土壤电阻率，降阻率参考取值范围
土壤电阻率（Ω·m）
ρ≤500
500＜ρ≤1000
1000＜ρ≤3000
ρ＞3000
降阻率（%）
35~40
50~60
60~70
70~90
由表三数据，结合我们得出的平均土壤电阻率ρ=426Ω.m，降阻剂能将土壤电阻率下降至原来的60%，得出改良后的土壤电阻率为ρ`=426Ω.m×60%=256Ω.m
将以上数字代入公式2得到的结果R=0.273Ω（以测量值为准），新增地网已能达到变电站接地的阻值要求。
2.施工技术要求
结合该实际及参照《防雷技术标准规范》，我公司采用接地模块和2.0m长的热镀锌接地棒，间距以5米为适宜来构建地网。
●设计接地装置的垂直接地体用接地模块和5×50×50×2000mm的热镀锌接地棒，数量为分别为100块、452根，电解离子极20根。
桩与桩之间间隔为5000mm，水平接地体用≧5×50mm的热镀锌扁钢，水平接地体与垂直接地体须焊接牢固。
●垂直接地体按接地装置剖面布置图开坑，挖深1000，宽300，桩基处开挖长、宽各800，然后垂直打入地下1900mm，使接地电极的顶部高出地面100mm，然后用水平接地体焊接连通。
●水平接地体应钝角弯曲引上地面上300mm，然后与引下线焊接，引下线为5×50mm的热镀锌扁钢。
●接地体在焊接时，扁钢搭接长度为宽度2倍，并应焊接三个棱边，各焊接处的搭接长度不小于100mm。
●接地体的焊接点或无镀锌部分，均应做防腐处理，涂沥青油或防锈漆防腐。
接地体安装完成后，沿水平接地体沿线撒入降阻剂，再逐层回填泥土，接地体周围不得填入砖石、焦渣、垃圾之类的杂物，与此同时进行检测及设立警示牌，并保证在地网所经过地段间距50米左右竖立水泥柱子作为标记，特别在电解离子极埋入的地方，做出明确的标记，以便以后的维护，测试等。
新增地网的具体走向详见附图。
六、工程实施计划
1、施工之前把准备工作做好，把所需的工具、材料、配件、产品等按清单全部准备到位，并将其运到现场，放置在指定的位置。
2、做地网。
3、检查、修改。
4、地网测试
5、验收。
6、施工采取不间断作业，流水施工。
这样整个工程完成约需45天左右的时间。
具体时间安排见下表：
准备期
施工期
检查，标记
测试、验收
撤离现场
5天
33天
3天
3天
1天
准备期：
设备、施工人员的到位，施工前的猪被事项等；
施工期：
地网制作，包括挖坑、破石、接地极的埋设、焊接、降阻剂的敷设等；
检查标记：
对所有施工路线的走向进行标记，以便以后的检测以及对施工现场查漏补缺，以确保施工质量；
测试验收：
对所做地网电阻值进行最后测量，并配合甲方组织验收工作。
撤离现场：
验收合格后，工具、人员的撤离。
七、工程人员组织
整个工程由项目经理负责，组织有关人员进行科学有序地施工，在施工过程中，严把工程质量、安全关。
以下是主要施工管理售后服务人员表：
主要施工管理和售后服务人员表
姓名
部门
职务
施工情况
主要资历、经验及承担过的项目
工程部
工程师
施工人员
工程部
工程师
施工人员
工程部
工程师
施工人员
工程部
工程师
施工人员
业务部
业务部经理
项目经理
售后服务部
服务专员
全部
售后服务部门人数:
3
其他工人10人
八、工程质量控制
本次工程工程量大，要求严格，我们在施工过程中会全程记录施工过程。
并保证达到国家接地设计规范要求。
严格按照设计施工的施工步骤实施，并作详细的记录。
每个施工点都作好详细的施工记录，施工负责人在相应的文件上签字，所有资料保留供甲方留档。
九、服务承诺
本公司是专业接地知名企业，拥有一流的接地专业技术人员，本公司重承诺、重信誉、重服务。
针对贵公司的接地工程本公司作出以下承诺：
1、本公司所施工制作的接地工程项目符合国家有关接地的法规和标准。
2．本公司本次所制作的地网,自安装之日终身维护。
使用年限大于20年。
3．本公司免费提供接地技术咨询。
4．本公司施工的接地工程，保证接地系统及被保护系统的安全有效运行，如接地系统出现故障，自接到通知之时起，一个工作日内派员赶到现场处理。
5．本公司施工的接地工程，公司每一年上门进行一次巡检，以保障防雷系统及被保护系统的安全有效运行。
十一、产品介绍
某系列防雷产品简介
某系列防雷产品是由某电子科技有限公司研发生产的，已广泛应用于电力、通信、金融、交通、石化、计算机网络工程、安防工程等领域。
公司汇集了国内一流的防雷产品研发工程师，不断推出新的产品，保持国内技术领先地位。
作为ISO9001：
2000国际质量体系认证企业，我们本着“质量就是生命”的原则，成功开发生产了某系列防雷产品：
优化避雷针、电源防雷箱、电源防雷模块、信号防雷器等，充分满足防直击雷和防雷击电磁脉冲的需求。
产品具有通流容量大、持续耐压高、残压低、衰减小、响应速度快且使用寿命长等特点，性能符合国际电工委员会标准、国家标准及行业标准的要求，并通过了北京雷电防护装置测试中心、信息产业部、气象局等专业检测机构的检测。
产品广泛应用于电信、政府、公安、邮政、教育、电力、交通、金融、证券等各个领域。
自上市以来，以其卓越的品质、极具人性化的设计以及精美的外观赢得了业界人士的高度评价。
公司秉承“以人为本”的企业经营理念，通过多年的不懈努力，已形成了一套独特的经营理念和企业文化。
公司坚持技术创新和产品创新，坚持客户第一、信誉第一，已赢得客户、员工和社会的广泛认同。
某的目标是打造中国最好的防雷品牌，成为民族品牌的骄傲！
接地模块
技术指标
1．外观尺寸：
F型为500×400×60mm，Y型为Φ150×800mm。
2．质量：
F型20kg，Y型20kg。
3．室温下电阻率：
≤3Ω·m。
4．工频接地电阻：
8.2Ω（土壤电阻率取某市效区典型土质52Ω·m）。
5．估算式Rj≈0.16ρ（ρ为土壤电阻率）。
长效防腐降阻剂
不同土壤电阻率，降阻率参考取值范围
土壤电阻率（Ω·m）
ρ≤500
500＜ρ≤1000
1000＜ρ≤3000
ρ＞3000
降阻率（%）
35~40
50~60
60~70
70~90
电解离子接地极
型号
规格mm
重量kg
冲击电流△R
PH值
100Ω.m降阻（Ω）
LKX-LJD
Φ50×2000
11
≤1%
7±5%
2.8
LKX-LJD
Φ50×2500
14
≤1%
7±5%
2.4
LKX-LJD
Φ50×3000
15
≤1%
7±5%
2.2
LKX-LJD
Φ55×2000
14
≤1%
7±5%
2.0
LKX-LJD
Φ55×2500
16
≤1%
7±5%
1.8
LKX-LJD
Φ55×3000
18
≤1%
7±5%
1.6
工程费用预算表
工程名称:
某县110KV红岩变电站接地工程
`
费用名称
计算表达式
金额（元）
一
直接工程费
工料机费+[4]
80088.27
1
其中:
人工费
人工费
42,037.52
2
机械费
机械费
7109.20
3
材料费
材料费
8982.03
4
人工调整
人工费/31*（45-31）
18984.69
5
地方工资性津贴调整
（[1]+[4]）×4.875%
2974.83
二
主材（未计价材料）费
安装主材费
307,736.00
三
施工组织措施费
[5]+[6]+[7]+[8]+[9]+[10]
26773.78
5
夜间施工
（[1]+[4]+[5]）*1.05％
671.97
6
施工机构转移费
（[1]+[4]+[5]）*14.32%
9164.38
7
冬雨季施工增加费
（[1]+[4]+[5]）*7.56%
4838.18
8
生产工具用具使用
（[1]+[4]+[5]）*6.95%
4447.79
9
临时设施费
（[1]+[2]+[3]+[4]+[5]）*2.41%
1930.13
10
安全生产文明施工费
（[1]+[4]+[5]）*8.94%
5721.34
四
直接费
[一]+[二]+[三]
414598.05
五
间接费
[11]+[15]
89749.45
11
规费
[12]+[13]
升级会员 