本發(fā)明涉及電力建設(shè)工程計(jì)價(jià)領(lǐng)域，特別是一種基于犧牲陽極法的陰極保護(hù)接地定額方法。

背景技術(shù)：

近年來，在我國沿海地區(qū)變電站及風(fēng)電場升壓站等電網(wǎng)工程的建設(shè)中存在大量工程站址的土壤電阻率在20Ω·m以下的情況。根據(jù)DL/T5394-2007《電力工程地下金屬構(gòu)筑物防腐技術(shù)導(dǎo)則》7.2.1條規(guī)定：土壤電阻率在20Ω·m及以下時，發(fā)電廠接地網(wǎng)應(yīng)采用碳鋼加陰極保護(hù)防腐措施，接地材料不宜采用銅材；變電站接地網(wǎng)應(yīng)采用碳鋼加陰極保護(hù)防腐措施，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時也可采用銅材作為接地體。因此，陰極保護(hù)接地方式在土壤電阻率低于20Ω·m的電網(wǎng)工程中獲得了廣泛應(yīng)用，陰極保護(hù)主要可分為兩大類：犧牲陽極法和外加電流法。在技術(shù)上，犧牲陽極法較外加電流法無需運(yùn)行過程中的跟蹤維護(hù)，犧牲陽極法維護(hù)方便的特征取得了快速發(fā)展。目前，定額子目體系中的2013版《電力建設(shè)工程預(yù)算定額》中已包含外加電流法陰極保護(hù)接地的預(yù)算定額子目，但沒有犧牲陽極法陰極保護(hù)接地的相關(guān)子目。犧牲陽極法和外加電流法陰極保護(hù)接地施工工藝差異較大，犧牲陽極法陰極保護(hù)接地工程安裝費(fèi)用不適合參考外加電流法陰極保護(hù)接地預(yù)算定額。

隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，作為電網(wǎng)重要電力傳輸樞紐的變電站也得到大量建設(shè),其中不少變電站位于沿海地區(qū)及內(nèi)地水域附近,站址土壤電阻率低于20Ω·m的變電站工程越來越多，陰極保護(hù)接地的工程也得到了更為廣泛的應(yīng)用。隨著采用犧牲陽極法陰極保護(hù)接地的變電站工程的逐漸增加，為了合理地控制工程造價(jià)，提高投資效益，迫切需要一個適合公司管理水平的犧牲陽極法陰極保護(hù)接地工程計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種基于犧牲陽極法的陰極保護(hù)接地定額方法，為犧牲陽極法陰極保護(hù)接地工程可研階段編制投資估算、初設(shè)階段編制投資概算、實(shí)施階段投標(biāo)報(bào)價(jià)及竣工階段編制結(jié)算提供依據(jù)，同時也為合理編制工程招標(biāo)控制價(jià)、投標(biāo)報(bào)價(jià)提供依據(jù)，使建設(shè)單位可以為通過各階段的建設(shè)方案對工程造價(jià)進(jìn)行全過程多層次的控制，以規(guī)范工程管理，也為行業(yè)內(nèi)同類型的工作提供經(jīng)驗(yàn)。

本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種基于犧牲陽極法的陰極保護(hù)接地定額方法，具體包括以下步驟：

步驟S1：設(shè)計(jì)犧牲陽極法陰極保護(hù)接地方案：依次進(jìn)行犧牲陽極類型的選擇、犧牲陽極數(shù)量的確定、犧牲陽極使用壽命的核算以及犧牲陽極及其附件的布置；

步驟S2：進(jìn)行陰極保護(hù)接地工程定額人工、材料消耗量的測算。

進(jìn)一步地，所述步驟S1具體包括以下步驟：

步驟S11:選擇犧牲陽極的類型，當(dāng)土壤電阻率大于10Ω·m時，采用電極電位低，驅(qū)動電壓大的鎂合金做犧牲陽極；土壤電阻率小于10Ω·m時，需要的保護(hù)電流大，選取鋅合金做犧牲陽極；

步驟S12：根據(jù)所有埋設(shè)在地中的接地體的表面積確定犧牲陽極的數(shù)量；

步驟S13：按照變電站的使用壽命對犧牲陽極的使用壽命進(jìn)行核算，以保證犧牲陽極的使用壽命大于變電站壽命，在變電站的運(yùn)行年限內(nèi)，無需對犧牲陽極進(jìn)行維護(hù)，其中陽極的使用壽命Y采用下式進(jìn)行計(jì)算：

$Y=\frac{1000Q\·G}{8760I_m}\·\frac{1}{K};$

其中，Q表示陽極實(shí)際電容量，G表示每只陽極的重量，表示陽極利用系數(shù)；

步驟S14：布置犧牲陽極及其附件。

進(jìn)一步地，所述步驟S12具體包括以下步驟：

步驟S121：計(jì)算接地網(wǎng)保護(hù)電流I：

S＝S₁+S₂；

I＝i×S₂；

其中，S₁表示水平接地極保護(hù)面積，S₂表示垂直接地極保護(hù)面積，S表示接地極總保護(hù)面積，i表示保護(hù)電流密度，I表示保護(hù)電流；

步驟S122：計(jì)算陽極接地電阻R：

$R=\frac{\mathrm{\ρ}}{2\mathrm{\π}L}\[ln\frac{2L}{D_1}(1+\frac{\frac{L_1}{4t}}{{\ln }^2\frac{L_1}{D_1}}+\frac{{\mathrm{\ρ}}_1}{\mathrm{\ρ}}ln\frac{D_1}{D})\];$

其中，L表示陽極的長度，L₁表示填料包的長度，D表示陽極當(dāng)量直徑，D₁表示填料包直徑，ρ表示土壤電阻率，ρ₁表示填料包電阻率，t表示從地面至陽極中心的深度；

步驟S123：計(jì)算犧牲陽極的發(fā)生電流：

$I_f=\frac{\mathrm{\Δ}E}{R};$

I_m＝0.7I_f；

其中，I_m表示每只陽極平均發(fā)生電流，I_f表示每只陽極的發(fā)生電流；

步驟S124：計(jì)算犧牲陽極的數(shù)量N：

$N=\frac{I}{I_m}.$

進(jìn)一步地，所述步驟S2為：采用技術(shù)測定法將工程與資料相結(jié)合，確定陰極保護(hù)接地相關(guān)材料施工的人、材、機(jī)消耗量；具體包括以下步驟：

步驟S21：對人工作業(yè)時間消耗量進(jìn)行測算；

步驟S22：對時間消耗量進(jìn)行測算：犧牲陽極、參比電極、測試樁均以每處為單位作為觀察測算對象，用寫實(shí)記錄方法對其進(jìn)行定額時間消耗量測算；

步驟S23：對材料消耗量進(jìn)行測算。

進(jìn)一步地，所述步驟S21具體包括以下步驟：

步驟S211：計(jì)算規(guī)范時間h_a：

h_a＝h₁+h₂+h₃；

其中，h₁表示準(zhǔn)備與結(jié)束的時間，h₂表示休息時間，h₃表示不可避免中斷時間；

步驟S212：計(jì)算工序作業(yè)時間h_b：

h_b＝h₄+h₅；

其中，h₄表示輔助作業(yè)時間，h₅表示基本作業(yè)時間；

步驟S213：計(jì)算定額時間h：

$h=\frac{h_5}{(1-h_4)\%\×(1-h_1-h_2-h_3)\%}.$

進(jìn)一步地，所述材料消耗量是指在正常施工條件下，采用合格材料、完成單位分項(xiàng)工程所必須消耗的材料數(shù)量，所述材料消耗量包括主要材料、輔助材料、周轉(zhuǎn)性材料、其他材料；所述步驟S23具體包括以下步驟：

步驟S231：材料消耗量的計(jì)算公式為：

材料消耗量＝材料凈用量*(1+材料損耗率)；

步驟S232：列出所述周轉(zhuǎn)性材料的使用攤銷量；

步驟S233：將難以計(jì)量的其他材料綜合為其他材料費(fèi)，以材料費(fèi)之和的百分率記取。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明為犧牲陽極法陰極保護(hù)接地工程可研階段編制投資估算、初設(shè)階段編制投資概算、實(shí)施階段投標(biāo)報(bào)價(jià)及竣工階段編制結(jié)算提供依據(jù)，同時也為合理編制工程招標(biāo)控制價(jià)、投標(biāo)報(bào)價(jià)提供依據(jù)，使建設(shè)單位可以為通過各階段的建設(shè)方案對工程造價(jià)進(jìn)行全過程多層次的控制，以規(guī)范工程管理，也為行業(yè)內(nèi)同類型的工作提供經(jīng)驗(yàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法流程示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中犧牲陽極保護(hù)接地示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中測試樁的接線示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種基于犧牲陽極法的陰極保護(hù)接地定額方法，具體包括以下步驟：

步驟S1：設(shè)計(jì)犧牲陽極法陰極保護(hù)接地方案：依次進(jìn)行犧牲陽極類型的選擇、犧牲陽極數(shù)量的確定、犧牲陽極使用壽命的核算以及犧牲陽極及其附件的布置；

步驟S2：進(jìn)行陰極保護(hù)接地工程定額人工、材料消耗量的測算。

在本實(shí)施例中，所述步驟S1具體包括以下步驟：

步驟S11:選擇犧牲陽極的類型，當(dāng)土壤電阻率大于10Ω·m時，采用電極電位低，驅(qū)動電壓大的鎂合金做犧牲陽極；土壤電阻率小于10Ω·m時，需要的保護(hù)電流大，選取鋅合金做犧牲陽極；

步驟S12：根據(jù)所有埋設(shè)在地中的接地體的表面積確定犧牲陽極的數(shù)量；

步驟S13：按照變電站的使用壽命對犧牲陽極的使用壽命進(jìn)行核算，以保證犧牲陽極的使用壽命大于變電站壽命，在變電站的運(yùn)行年限內(nèi)，無需對犧牲陽極進(jìn)行維護(hù)，其中陽極的使用壽命Y采用下式進(jìn)行計(jì)算：

$Y=\frac{1000Q\·G}{8760I_m}\·\frac{1}{K};$

其中，Q表示陽極實(shí)際電容量，G表示每只陽極的重量，表示陽極利用系數(shù)；

步驟S14：布置犧牲陽極及其附件；

在本實(shí)施例中，所述步驟S12具體包括以下步驟：

步驟S121：計(jì)算接地網(wǎng)保護(hù)電流I：

S＝S₁+S₂；

I＝i×S₂；

其中，S₁表示水平接地極保護(hù)面積，S₂表示垂直接地極保護(hù)面積，S表示接地極總保護(hù)面積，i表示保護(hù)電流密度，I表示保護(hù)電流；

步驟S122：計(jì)算陽極接地電阻R：

$R=\frac{\mathrm{\ρ}}{2\mathrm{\π}L}\[ln\frac{2L}{D_1}(1+\frac{\frac{L_1}{4t}}{{\ln }^2\frac{L_1}{D_1}}+\frac{{\mathrm{\ρ}}_1}{\mathrm{\ρ}}ln\frac{D_1}{D})\];$

其中，L表示陽極的長度，L₁表示填料包的長度，D表示陽極當(dāng)量直徑，D₁表示填料包直徑，ρ表示土壤電阻率，ρ₁表示填料包電阻率，t表示從地面至陽極中心的深度；

步驟S123：計(jì)算犧牲陽極的發(fā)生電流：

$I_f=\frac{\mathrm{\Δ}E}{R};$

I_m＝0.7I_f；

其中，I_m表示每只陽極平均發(fā)生電流，I_f表示每只陽極的發(fā)生電流；

步驟S124：計(jì)算犧牲陽極的數(shù)量N：

$N=\frac{I}{I_m}.$

在本實(shí)施例中，所述步驟S2為：采用技術(shù)測定法將工程與資料相結(jié)合，確定陰極保護(hù)接地相關(guān)材料施工的人、材、機(jī)消耗量；具體包括以下步驟：

步驟S21：對人工作業(yè)時間消耗量進(jìn)行測算；

步驟S22：對時間消耗量進(jìn)行測算：犧牲陽極、參比電極、測試樁均以每處為單位作為觀察測算對象，用寫實(shí)記錄方法對其進(jìn)行定額時間消耗量測算；

步驟S23：對材料消耗量進(jìn)行測算。

在本實(shí)施例中，所述步驟S21具體包括以下步驟：

步驟S211：計(jì)算規(guī)范時間h_a：

h_a＝h₁+h₂+h₃；

其中，h₁表示準(zhǔn)備與結(jié)束的時間，h₂表示休息時間，h₃表示不可避免中斷時間；

步驟S212：計(jì)算工序作業(yè)時間h_b：

h_b＝h₄+h₅；

其中，h₄表示輔助作業(yè)時間，h₅表示基本作業(yè)時間；

步驟S213：計(jì)算定額時間h：

$h=\frac{h_5}{(1-h_4)\%\×(1-h_1-h_2-h_3)\%}.$

在本實(shí)施例中，所述材料消耗量是指在正常施工條件下，采用合格材料、完成單位分項(xiàng)工程所必須消耗的材料數(shù)量，所述材料消耗量包括主要材料、輔助材料、周轉(zhuǎn)性材料、其他材料；所述步驟S23具體包括以下步驟：

步驟S231：材料消耗量的計(jì)算公式為：

材料消耗量＝材料凈用量*(1+材料損耗率)；

步驟S232：列出所述周轉(zhuǎn)性材料的使用攤銷量；

步驟S233：將難以計(jì)量的其他材料綜合為其他材料費(fèi)，以材料費(fèi)之和的百分率記取。

較佳的，在本實(shí)施例中，對于陽極的選擇，土壤電阻率大于10Ω·m，采用電極電位低、驅(qū)動電壓大的鎂合金做犧牲陽極；土壤電阻率小于10Ω·m，需要的保護(hù)電流大，選取鋅合金犧牲陽極。

在本實(shí)施例中，為了減小犧牲陽極的接地電阻，在犧牲陽極埋入土壤介質(zhì)中時，在其周圍加裝填充料。為了減小連接導(dǎo)體電阻和接觸電阻，犧牲陽極和保護(hù)對象用銅線連接，連接采用放熱焊接。

在本實(shí)施例中，犧牲陽極法陰極保護(hù)接地工程中主要材料為犧牲陽極、參比電極、測試樁。

其中，犧牲陽極的安裝包括以下步驟(如圖2所示)：

(1)開挖坑槽：坑槽尺寸為長1.2m，深0.7m，距離水平接地扁鋼0.5-1m，比接地扁鋼埋深多0.2m，即犧牲陽極埋深水平中心和扁鋼平齊；

(2)調(diào)制填包料：取陽極填包料A(高效降阻劑)和陽極填包料B各一包，加水調(diào)制均勻，裝入布口袋；

(3)安裝陽極：將陽極放入填包料的中央，使周圍厚度基本均勻，松開理直電纜引線，封住布口袋；

(4)放熱焊接：犧牲陽極電纜和接地扁鋼之間連接采用放熱焊接(焊接前需要將接地網(wǎng)扁鋼撬平，用鋼刷將接地網(wǎng)扁鋼表層鍍鋅磨光，去掉約5cm長的銅芯電力的保護(hù)套，在放熱焊接模具中放入焊粉，將去保護(hù)套銅芯電纜壓在撬平的扁鋼上，用點(diǎn)火槍點(diǎn)火焊接)。用鋼刷將接地網(wǎng)扁鋼表層鍍鋅磨光；

(5)絕緣：將犧牲陽極電纜和接地扁鋼之間的放熱焊接點(diǎn)涂刷環(huán)氧瀝青漆絕緣；

(6)單體調(diào)試：檢測犧牲陽極和扁鋼已連接良好；

(7)回填：在犧牲陽極周圍和表面回填素泥土。

其中，參比電極的安裝包括以下步驟：

(1)開挖坑槽：坑槽直徑為長0.4-0.6m，深0.7m，距離水平接地扁鋼0.5-1m，比接地扁鋼埋深多0.2m，即參比電極埋深水平中心和扁鋼平齊；

(2)調(diào)制填包料：取陽極填包料A(高效降阻劑)和陽極填包料B各一包，加水調(diào)制均勻，裝入布口袋；

(3)安裝參比電極：先清水放入中浸泡至少24小時，再將參比電極及填包料放入坑槽的中央，松開理直電纜引線，將電纜引線接至測試樁接線柱；

(4)單體調(diào)試：檢測已連接良好；

(5)回填：在參比電極周圍和表面回填素泥土。

其中，測試樁的安裝包括(如圖3所示)：

(1)開挖坑槽：坑槽直徑為長0.3m，深1.0m，距離水平接地扁鋼0.5-1m，即露出地面的高度不小于0.5m；

(2)安裝測試樁：將測試樁放入坑槽的中央，將參比電極電纜、陰極電纜和陽極電纜穿入測試樁內(nèi)接線柱處，將各陽極、陰極、參比電極電纜接至測試樁接線柱。

(3)回填土：回填測試樁坑槽，夯實(shí)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。