接地网施工中降阻剂的应用

接地网施工中降阻剂的应用 <br>
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　　一、前言<br>
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　　安全、可靠、稳定的接地保护系统对综合通信楼的安全运行有着至关重要的作用，综合通信楼设置深埋接地网的目的是用于降低整个综合楼接地电阻，将地面上的接地故障电流或雷电产生雷电流迅速导引地下，并在建筑基础下形成一个等电势地下网络。<br>
　　其主要功能为：<br>
　　① 在所有电源操作条件下，保护人和设备免受过电压危险。<br>
　　② 用于中性点直接接地系统。<br>
　　③ 为开关涌流、雷击电流提供一个泄漏入地路径，以保护设备。<br>
　　④ 消除接地故障。<br>
　　⑤ 稳定电力回路对地的电势差。<br>
　　由于综合通信楼选址的特殊性，在整个工程中，其接地网占地面积较大，由于施工现场建筑物密集，管廊、沟通纵横交错，地下设施错综复杂，使接地网施工成网周期长，而施工进度计划又要求部分设施必须事先投入调试运行状态，这就造成接地网局部处于运行状态。设施运行对接地要求很高，而现场土壤电阻率在500~1000Ω·m以上，要降低接地电阻达到设计值，选用降阻剂降阻成为最有效可行的措施。<br>
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　　二、地网概况（综合通信楼）<br>
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　　1、综合通信楼区域，接地网面积分别为S=55*35=1925m2，开头为长方形水平接地网络。<br>
　　2、设计要求埋地表下3米处，地质构造为砂石土质，土壤电阻很高，参考值在1000~1500Ω·m。<br>
　　3、为满足通信工程对接地电阻的要求，设计选用物理长效防腐降阻剂进行降阻。<br>
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　　三、接地网中降阻剂的施工方法<br>
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　　正确的施工是设计成功的保证，使用降阻剂的接地工程更是如此，施工的正确可以得到事半功倍的效果。<br>
　　接地网施工工艺流程图<br>
　　测量定位→施工放线→土石方开挖→场地平整→模板支设→接地导线敷设→降阻剂灌注→拆模→回填细粘土保护→大面积回填覆盖<br>
　　1、定位：依据初步设计，由专业测量人员依设计坐标定位，经验证形成测量成果报告记录。<br>
　　2、施工人员依测量坐标点和地网网格放线，依据土建现场地坪标高进行开挖，由于现场建筑物复杂，恰有一段地网正好穿越建筑物基础之下，遂进行开挖，开挖尺寸设计为200*200mm沟槽，因现场回填土质为砂石居多，难以保证开挖尺寸沟为300*250mm，经监理验收方可进行降阻剂的灌注施工，由于沟槽尺寸加大，今后大区域的施工同样存在这样的问题，我们遂进行了比较验算、分析降阻剂用量<br>
　　沟槽尺寸：200*200mm <br>
　　降阻剂用量W1=V*1.35=0.44*1.35*L<br>
　　300*250mm W2=V*1.35=0.075*1.35*L<br>
　　现场接地导体沟槽合计L=39m，计算用量差额W= W2 -W1=1.84吨<br>
　　由于降阻价格为3500元/吨，现场开挖尺寸的差异，每米降阻剂用量差值近一倍，W1就为0.054吨/米，W2为0.1吨/米。<br>
　　3、经过小区域的降阻剂施工后，大面积接地网施工，在确认无施工障碍后，采用机械大面积开挖，沟槽开挖后，人工平整场地，除去大粒径碎石，进行模板支护成200*200mm接地沟槽。<br>
　　① 210*2500木模板<br>
　　② 接地导体：镀锌扁钢40*4<br>
　　③ 支架<br>
　　模板支护体系：确保接地沟槽按设计尺寸，支撑支架固定接地导体，并保证了包裹厚度，也确保了降阻剂用量依设计计算用量，通过浇注施工，较好地控制了降阻剂用量。<br>
　　4、降阻剂是以强碱弱酸盐为胶凝物，对金属有很强的亲合力，并用非电解质的炭素固体粉末为导电材料与防腐剂混合而成，形态为黑色粉末，使用时现场加水调制成浆状即可，与水的配合比为1：0.8，经料槽施灌至接地沟槽中，灌注施工应与搅拌施工配合密切，否则时间过长降阻剂水分挥发过快，成初凝状态，由于降阻剂与水调合后，粘性大，附着力强，施工浇灌困难，所以应保证降阻剂呈流体状态，便于其渗透作用的发挥，增大渗透层面积。<br>
　　5、降阻剂初凝后，大约需经12小时以上方可拆去支护模板，降阻剂凝固强度似水泥凝固强度，可进行回填土保护，一定要用细粘土保护，进行人工回填。将降阻剂四周包裹严密、完全，且包裹厚度达400mm以上，这里强调用细粘土回填是保证降阻剂充分与土壤接触，增大散流面积，改善接地土壤环境，包裹之后再进行大面积机械回填，须专人看护严禁大块岩石填入降阻剂区域，以免损伤降阻剂和接地导体。<br>
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　　四、降阻效果初步探讨<br>
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　　1、降阻机理：降阻剂降阻作用主要有以下三个方面：<br>
　　① 降阻剂本身的电阻率很低，该工程使用的降阻剂电阻率小于1欧·米，把它包在接地体周围忽略降阻剂电阻，相当于将电极尺寸扩大，接地电阻因而降低。<br>
　　② 减小电极与土壤之间的接触电阻，并具有吸潮性，而保持电极附近土壤的潮湿性。<br>
　　③ 在接地体四周使用降阻剂，敷设时浆状降阻剂溶液会向土壤四周有一定范围的渗透作用，使局部土壤的电阻率大大降低。<br>
　　2、降阻剂有助于降低接地电阻、改善接地条件，通过实际的使用、理论计算及现场测试数据，简略分析如下：<br>
　　① 大地自然电阻率测试：采用ZC29B-2型，接地测试仪测试土壤自然电阻率ρ<br>
　　ρ=2πIR I为接地探针间距，取10米<br>
　　测得R=10-15欧，代入上式ρ=940-410欧·米，测试证明土壤电阻率取1000-500欧·米是可行的<br>
　　② 降阻剂包裹接地导体前后，接地阻值比较分析：<br>
由于施工现场条件限制，接地网局部施工就该段降阻剂施工前后阻值分析，依现场开头该段只能称为水平接地导体，其形状参照《建筑电气设计手册》取开头系数。<br>
　　a. 水平接地体接地电阻（降阻剂施工前）<br>
　　R前=ρ/2πI（LnL2/hd+A）Ω ①<br>
　　ρ：土壤电阻率<br>
　　L：接地体长度<br>
　　h：水平接地极埋深<br>
　　d：接地体直径<br>
　　A：水平接地体形状系数<br>
　　b. 水平接地体接地电阻（降阻剂施工后）<br>
　　R后=ρ/2πI（LnL2/kd+A）Ω ②<br>
　　d：接地体直径 k：有降阻剂电极尺寸修正系数<br>
　　c. 计算：<br>
　　ρ取500、L=57m、h=2m、d=0.0167m，A=0.378 K取100分别代入①、②式中<br>
　　R前=16.17Ω <br>
　　R后=11.1 <br>
　　d. 笔者现场测得该段降阻剂施工后10天接地电阻R=10Ω降阻剂用量W=V*1.35=0.04*57*1.35=3.07吨<br>
　　3、地网接地电阻的计算：<br>
　　a地网面积S=165*45=7425<br>
　　接地电阻R=0.5ρ/υs=2.9Ω<br>
　　b 利用半球接地极计算分析降阻剂包裹前后接地阻值(如图1) <br>
　　r1为接地半球电极半径，r2-r1为降阻剂厚度，ρ1为土壤电阻率<br>
　　据经验公式：R前=ρ1/2πr1 ①<br>
　　R后=ρ0/2πr2 ②<br>
　　ρ1=500 r1=8.35 r2=100代入式中得①②降阻剂包裹前后<br>
　　R前=9.5Ω<br>
　　R后=0.796Ω<br>
　　4、列表<br>
　　由于施工现场场地限制，地网只能局部施工，所以阻值计算只能按水平接地导体加开头系数计算，以上数据表明降阻剂施工后，降阻作用较为明显并随着地网面积逐渐增大完善，电阻并接，接地电阻进一步降低且幅度较大。<br>
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　　五、结论<br>
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　　1、采用模板支护体系施工法进行大区域降阻剂施工，对降阻剂用量进行了有效控制，并节约了投资，经济效益明显。<br>
　　2、现场测试数据分析表明，降阻剂施工后，降阻作用明显。<br>
　　3、降阻剂对接地体有良好的保护作用。<br>
　　4、经过局部地网施工测试，接地电阻已满足设计要求，进一步完善地网施工中降阻剂用量，用法需进一步探索研究。<br>
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学习了,一般操作加盐不行吗?请问该降阻剂主要成分为何?

降阻剂降阻作用主要有以下三个方面：<br>
① 降阻剂本身的电阻率很低　<br>
② 减小电极与土壤之间的接触电阻<br>
③ 在接地体四周使用降阻剂,使局部土壤的电阻率大大降低。<br>