專利名稱：在高土壤電阻率地區(qū)降低發(fā)變電站接地電阻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高電壓工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及在高土壤電阻率地區(qū)科學(xué)有效地降低發(fā)變電站接地系統(tǒng)的接地電阻的爆破接地技術(shù)，適用于降低所有新建發(fā)變電站的接地電阻及舊地網(wǎng)接地改造工程；也適用于輸電線路桿塔接地裝置的降阻施工；以及用于樓宇、通信系統(tǒng)等降低接地電阻的工程。
發(fā)變電站的接地系統(tǒng)是維護(hù)電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行、保障運(yùn)行人員和電氣設(shè)備安全的根本保證和重要措施。調(diào)查表明，我國(guó)曾發(fā)生多起由于接地系統(tǒng)的接地電阻未達(dá)到要求所導(dǎo)致的事故或事故的擴(kuò)大。這種事故不僅經(jīng)濟(jì)損失巨大根據(jù)統(tǒng)計(jì)，每發(fā)生一次事故的直接經(jīng)濟(jì)損失都在幾百到數(shù)千萬(wàn)元，而且對(duì)于人們社會(huì)造成更嚴(yán)重的間接經(jīng)濟(jì)損失。
近年來(lái)，由于電力系統(tǒng)容量的迅速擴(kuò)大，入地短路電流大幅升高，為了保證電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，更加要求降低接地電阻值。然而與此對(duì)立的一個(gè)矛盾是近年新建的變電站不再象以前處在良田中，一般都建在山包或其它土壤電阻率較高的地區(qū)。
另外，在市區(qū)內(nèi)的變電站已經(jīng)逐漸向全封閉變電站(GIS)發(fā)展，GIS的占地面積很小，如何使較小面積的市區(qū)變電站的接地電阻達(dá)到要求，也是迫切需要解決的問(wèn)題。
目前電力部門(mén)一般采用的降阻方法主要還是擴(kuò)大地網(wǎng)面積及采用低電阻率材料，即在地網(wǎng)二維平面上作文章，往往收效甚微。采用擴(kuò)大變電站地網(wǎng)面積的方法不但技術(shù)經(jīng)濟(jì)上不合理，同時(shí)也難于找到合適的地皮；采用引外接地的條件是必須能在主接地網(wǎng)附近找到電阻率相對(duì)較低的區(qū)域；增加埋深的降阻效果不大；使用自然接地體一般只適合于水電站；局部換土這種方法雖然有效但耗資巨大，無(wú)法采用。深井接地不受氣候、季節(jié)條件影響，還可克服場(chǎng)地窄小的缺點(diǎn)，但是單獨(dú)一根垂直極的降阻效果也不佳，另外缺乏科學(xué)的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致無(wú)法保證其降阻效果。
目前我國(guó)的接地設(shè)計(jì)主要還停留在均勻土壤條件下的水平網(wǎng)設(shè)計(jì)，且主要是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)值與測(cè)量值相差甚遠(yuǎn)，不注重了解和利用土壤分層結(jié)構(gòu)。引入垂直極后，如何考慮多層不均勻土壤下的三維接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在我國(guó)目前基本上是不可能的。因此由于缺乏有效的科學(xué)的設(shè)計(jì)手段，過(guò)去也有人采用爆破法進(jìn)行垂直接地極的施工，但降阻效果無(wú)法得到保證，有時(shí)有效，而有時(shí)無(wú)效，無(wú)法將其應(yīng)用于實(shí)際接地工程。
傳統(tǒng)的降阻方法很難達(dá)到理想的降阻效果。而接地電阻沒(méi)有達(dá)到要求將可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)接地事故或?qū)е陆拥厥鹿实臄U(kuò)大，危及電氣設(shè)備和人身安全。造成巨大的直接經(jīng)濟(jì)損失和間接經(jīng)濟(jì)損失。因此如何在這些地質(zhì)條件差、面積有限、土壤電阻率較高地區(qū)經(jīng)濟(jì)有效地降低接地電阻，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，就成為電力部門(mén)一大技術(shù)難題。
本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種在高土壤電阻率地區(qū)降低發(fā)變電站接地電阻的有效方法，通過(guò)土壤地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方法、接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法以及爆破接地施工方法，有效地降低在場(chǎng)地面積狹小及土壤電阻率高等地區(qū)的發(fā)變電站的接地電阻，保證電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。具有科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、高效等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明提出一種在高土壤電阻率地區(qū)降低發(fā)變電站接地電阻十分有效的新方法。其特征在于，包括土壤地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方法、接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法以及爆破接地施工方法；所說(shuō)的土壤地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方法是指通過(guò)測(cè)量發(fā)變電站所處位置的土壤電阻率，采用基于電磁場(chǎng)理論和非線性優(yōu)化理論的土壤結(jié)構(gòu)分層參數(shù)分析軟件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到土壤分層結(jié)構(gòu)；所說(shuō)的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是指根據(jù)分層結(jié)構(gòu)，采用多層土壤結(jié)構(gòu)中接地系統(tǒng)電氣參數(shù)分析商用軟件進(jìn)行仿真計(jì)算，得到垂直接地極的深度和布置位置的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；所說(shuō)的爆破接地施工方法是指根據(jù)接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案對(duì)垂直接地極進(jìn)行施工，沿孔布置炸藥將孔周圍的巖土炸松，產(chǎn)生爆破裂紋，將低電阻率材料壓入深孔及爆破縫隙中，通過(guò)低電阻率材料將地下巨大范圍的土壤內(nèi)部溝通及加強(qiáng)接地極與巖土接觸，形成地下低電阻率層及巖石節(jié)理裂紋，以較大幅度降低接地電阻。
本發(fā)明所說(shuō)的爆破接地技術(shù)施工方法是指根據(jù)接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，先在垂直接地極的設(shè)計(jì)位置處垂直鉆深孔，孔的直徑和深度由設(shè)計(jì)得到；在孔中插入接地電極，然后沿孔的整個(gè)深度隔一定距離安放一定的炸藥，炸藥裝好后，孔內(nèi)注滿水，將孔的上部堵上，進(jìn)行爆破，將巖石爆裂、爆松；用壓力機(jī)將調(diào)成漿狀的低電阻率材料壓入深孔中及爆破制裂產(chǎn)生的縫隙、以及巖石的節(jié)理裂紋中，將巨大范圍內(nèi)的巖土改性。所說(shuō)的炸藥包的之間一般間隔為0.2～1.0m的距離，每孔的炸藥用量一般在4～20kg之間。
本發(fā)明所述的方法具體可包括如下步驟；1)首先采用溫納四極法測(cè)量需要降低接地電阻的發(fā)變電站所處位置的土壤電阻率隨極間距變化的數(shù)據(jù)；2)將測(cè)量數(shù)據(jù)輸入土壤結(jié)構(gòu)分層參數(shù)分析軟件，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到發(fā)變電站所處位置的土壤的分層結(jié)構(gòu)；3)根據(jù)步驟2)得到的土壤分層結(jié)構(gòu)參數(shù)，考慮舊地網(wǎng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)或?qū)⒔òl(fā)變電站的實(shí)際面積，采用多層土壤結(jié)構(gòu)中接地系統(tǒng)電氣參數(shù)分析商用軟件進(jìn)行仿真計(jì)算，得到采用爆破接地技術(shù)的垂直接地極的深度和布置位置，確定接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案；4)根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，垂直接地極施工時(shí)采用爆破接地技術(shù)，先采用鉆孔機(jī)在垂直接地極的設(shè)計(jì)位置鉆孔，在孔中插入接地電極，然后沿孔的整個(gè)深度隔1～10m安放炸藥，炸藥裝好后，孔內(nèi)注滿水，將孔的上部堵上，進(jìn)行爆破，將巖石爆裂、爆松；5)用壓力機(jī)將調(diào)成漿狀的低電阻率材料壓入深孔中及爆破制裂產(chǎn)生的縫隙中，以及巖石的節(jié)理裂紋中。
發(fā)變電站接地系統(tǒng)的接地電阻為電流經(jīng)接地系統(tǒng)散流時(shí)土壤的散流電阻，接地系統(tǒng)周圍的土壤的散流電阻占了接地電阻的大部分。本發(fā)明提出的一種十分有效地改善接地系統(tǒng)周圍土壤散流性能的方法，即降低高土壤電阻率地區(qū)發(fā)變電站接地電阻的爆破接地技術(shù)，通過(guò)采用基于電磁場(chǎng)理論和現(xiàn)代計(jì)算方法的土壤結(jié)構(gòu)分層技術(shù)、采用基于復(fù)鏡象法的多層土壤結(jié)構(gòu)的接地系統(tǒng)參數(shù)分析系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，采用基于爆破力學(xué)理論的科學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)施工方法，達(dá)到有效地降低高土壤電阻率地區(qū)發(fā)變電站接地電阻的目的。
在發(fā)、變電站接地系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)中，接地導(dǎo)體均埋設(shè)在地下以利用其散流特性達(dá)到降低接地電阻。在導(dǎo)體材料、電氣性能參數(shù)、接地系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及埋深已知的情況下，接地電阻、接觸電壓、跨步電壓等接地系統(tǒng)參數(shù)的估計(jì)都與導(dǎo)體所處土壤狀況密不可分。進(jìn)行接地系統(tǒng)數(shù)值分析的關(guān)鍵在于獲取土壤分層結(jié)構(gòu)模型。
本發(fā)明土壤結(jié)構(gòu)分層參數(shù)分析軟件的基本原理是通過(guò)理論分析，從求解拉普拉斯方程2U=0入手，利用分界面z=H1處的邊界條件
可以得到點(diǎn)電流源在地表面(z=0)任意點(diǎn)的電位U1(r,0)=∫0∝ρ1I2π(1+2B(m)]J0(mr)dm]]>其中B(m)為核函數(shù)。
在推導(dǎo)出點(diǎn)電流源在多層土壤條件下的地表電位分布公式的基礎(chǔ)上。利用測(cè)量土壤電阻率的溫納(Wenner)方法的定義，得到用Wenner方法測(cè)量的視在電阻率隨極間距變化的曲線與極間距的關(guān)系。如n=2時(shí)，可以得到視在電陽(yáng)率為ρ0(a)=2ρ1[1a+2Σn=1∝k1na2+(2nh1)2-12a-2Σn=1∝k1n4a2+(2nh1)2]]]>k1=ρ2-ρ1ρ2+ρ1]]>對(duì)于n層土壤結(jié)構(gòu)，在已知自變量a和視在電阻關(guān)系曲線以后，共需確定2n-1個(gè)待定參數(shù)。為了得到這些參數(shù)，先定義如下函數(shù)ζ(X)=Σk=1M(f(X,ak)-ρak(ak)ρak(ak))2]]>其中X=[ρ1,,h1,…,ρi,hi,…,ρn-1,hn-1,ρn]，為待求土壤參數(shù)，ρa(bǔ)k(ak)是當(dāng)測(cè)量極間距為ak時(shí)用Wenner方法測(cè)量得到的視在電阻率；M為總測(cè)量點(diǎn)數(shù)。
在定義上述函數(shù)后，問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為在空間域S上尋找ρ1,h1,…ρi,hi,…,ρn-1,hn-1,ρn，使得上述函數(shù)能夠取極小值。即上述求未知參數(shù)問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為求非線性極值問(wèn)題。
選擇以Gauss-Newton法為主，結(jié)合Marquardt方法進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)認(rèn)真分析各種典型土壤情況，利用理論分析與仿真計(jì)算的結(jié)果，不斷總結(jié)初值及邊界條件的選擇規(guī)律；又在計(jì)算過(guò)程中根據(jù)優(yōu)化結(jié)果，判斷優(yōu)化誤差及邊界條件，自動(dòng)修正初值，使計(jì)算取得比較滿意的結(jié)果。
對(duì)于多層土壤結(jié)構(gòu)，目前國(guó)際上比較成熟用于接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)的接地系統(tǒng)電氣參數(shù)分析商用軟件是加拿大SES公司的CDEGS軟件包，在本發(fā)明的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用該軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性。
接地系統(tǒng)科學(xué)設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)步驟為1)在已知該地區(qū)土壤分層結(jié)構(gòu)參數(shù)的情況下，結(jié)合工程初步設(shè)計(jì)，利用常規(guī)方案，對(duì)接地電阻值進(jìn)行估算。
2)參照以上估算結(jié)果，結(jié)合以有的工程設(shè)計(jì)資料數(shù)據(jù)，結(jié)合工程實(shí)際，提出推薦的設(shè)計(jì)方案。
為了經(jīng)濟(jì)有效地降低接地電阻，主要采用爆破接地技術(shù)進(jìn)行垂直接地極的施工。試驗(yàn)測(cè)得一般爆破制裂產(chǎn)生的的裂紋可達(dá)2～30m遠(yuǎn)，通過(guò)開(kāi)挖發(fā)現(xiàn)，最長(zhǎng)的裂隙達(dá)到40m遠(yuǎn)。單根垂直接地極采用爆破接地技術(shù)之后形成的低電阻率區(qū)域如

圖1所示，2為垂直接地極，3為填充了低電阻率材料的爆破裂紋，4為填充了低電阻率材料的巖土節(jié)理裂紋。對(duì)于發(fā)變電站接地網(wǎng)，在地網(wǎng)不同位置用鉆孔機(jī)垂直鉆一定深度的孔，形成若干根垂直接地極，然后對(duì)每根垂直接地極分別采用爆破接地技術(shù)，最后形成一個(gè)一定尺寸的三維接地系統(tǒng)，如圖2所示，圖中1為水平接地網(wǎng)。在這個(gè)三維接地系統(tǒng)內(nèi)，水平接地網(wǎng)與垂直接地體連接，垂直接地體之間在通過(guò)使用爆破接地技術(shù)后，通過(guò)填充了低電阻率材料的裂隙廣泛溝通，形成由低電阻率材料組成的連接體，另外通過(guò)填充了低電阻率材料的裂隙向外延伸很遠(yuǎn)，形成一個(gè)內(nèi)部互聯(lián)同時(shí)向外延伸的三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在接地系統(tǒng)施工，特別是舊地網(wǎng)改造時(shí)，爆破不觸及距離地表2～5m的距離，防止對(duì)已有接地網(wǎng)、地面建筑物造成影響。
爆破后巖孔周圍的巖石呈兩種狀況，在孔周圍較近的地方，巖石破裂的裂紋較多，距孔較遠(yuǎn)的地方裂紋較少。通過(guò)爆破制裂一方面產(chǎn)生大量的裂紋，另一方面，產(chǎn)生的裂紋將巖石固有的節(jié)理裂紋貫通。
爆破接地技術(shù)降低接地電阻的基本原理是(1)深孔垂直接地體接地體可以利用地下電阻率較低的土壤層，以及利用地下水層及金屬礦物質(zhì)層來(lái)改善散流。
(2)采用壓力灌地電阻率材料，漿狀的地電阻率材料可以很好地與接地體及各種類型的土壤及巖石形成良好的接觸，從而收到降低接觸電阻的效果。
(3)采用爆破接地技術(shù)施工后產(chǎn)生的爆破裂紋在較大范圍內(nèi)增加了土壤的散流能力，從而降低了土壤的散流電阻。
(4)通過(guò)爆破制裂形成的裂隙可以將巖石中固有的節(jié)理裂隙貫通，壓力灌低電阻率材料形成一個(gè)低電阻率通道，貫通的固有裂隙可能通向較遠(yuǎn)的土壤中，與土壤中低電阻率區(qū)域相聯(lián)。
(5)在壓力灌低電阻率材料后形成的填充了降阻劑的通道，它有利于電流通過(guò)裂隙中的降阻劑散流到外部巖層，也可能通過(guò)裂隙散流到電阻率較低或有地下水及金屬礦物質(zhì)的地層，從而有利于接地體或接地網(wǎng)的散流。
采用爆破接地技術(shù)的垂直接地極可以采用圓柱形接地極來(lái)模擬計(jì)算，不同風(fēng)化情況下采用爆破接地技術(shù)的垂直接地極的半徑如表1所示，這是通過(guò)爆破力學(xué)分析得到的結(jié)果，真正將爆破接地技術(shù)納入接地系統(tǒng)科學(xué)設(shè)計(jì)軌道。
表1本發(fā)明采用爆破力學(xué)理論分析得到的不同地質(zhì)情況下的爆破等效計(jì)算半徑
本發(fā)明的土壤分層分析軟件的分析結(jié)果與實(shí)際結(jié)果十分接近，優(yōu)于國(guó)際上最優(yōu)秀的接地分析軟件CEDGS。對(duì)實(shí)際測(cè)量值分析得到的分層結(jié)構(gòu)也與地質(zhì)鉆探的土壤分層結(jié)構(gòu)非常接近。采用本發(fā)明的分析步驟設(shè)計(jì)的發(fā)變電站的接地電阻設(shè)計(jì)值與現(xiàn)場(chǎng)施工完成后的實(shí)測(cè)結(jié)果之間的誤差在10％以內(nèi)。
本發(fā)明所述方法以進(jìn)行土壤地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析技術(shù)為基礎(chǔ)，以接地系統(tǒng)科學(xué)設(shè)計(jì)為指導(dǎo)，采用先進(jìn)的爆破接地技術(shù)對(duì)垂直接地極進(jìn)行施工，沿孔布置炸藥將孔周圍的巖土炸松，產(chǎn)生爆破裂紋，將低電阻率材料壓入深孔及爆破縫隙中，以達(dá)到通過(guò)低電阻率材料將地下巨大范圍的土壤內(nèi)部溝通及加強(qiáng)接地極與巖土接觸，利用地下低電阻率層及巖石節(jié)理裂紋，較大幅度降低接地電阻的目的。使接地電阻達(dá)到規(guī)程要求的安全值，有效地防止接地故障，具有更高的供電可靠性。本發(fā)明具有廣闊的的應(yīng)用前景和巨大的應(yīng)用市場(chǎng)，將產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益。
本發(fā)明適用于降低所有新建發(fā)變電站的接地電阻及舊地網(wǎng)接地改造工程；也適用于輸電線路桿塔接地裝置的降阻施工；以及用于樓宇、通信系統(tǒng)等降低接地電阻的工程。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1為采用本發(fā)明的單根垂直接地體形成的填充了低電阻率材料的區(qū)域示意圖。
圖2為采用本發(fā)明后發(fā)變電站地網(wǎng)形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)接地體示意圖。
圖3為本方法采用的Wenner四極法測(cè)量土壤電阻率接線圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例的視在電阻率曲線圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例的接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的一種實(shí)施例結(jié)合圖3-圖5說(shuō)明如下本實(shí)施例為某220kV變電站的地網(wǎng)改造方案。該地網(wǎng)施工完成后接地電阻為0.98Ω，不符合規(guī)程要求。需要進(jìn)行地網(wǎng)改造。了解接地裝置所處地區(qū)的土壤地質(zhì)結(jié)構(gòu)是進(jìn)行接地系統(tǒng)科學(xué)分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。采用如圖3所示的Wenner法進(jìn)行視在接地電阻率的測(cè)量，圖中，7為電源，8為電流表，9為電壓表，10為金屬電極，a為測(cè)量極間距。測(cè)量得到的視在電阻率隨極間距a變化的曲線如圖4所示。采用土壤分層分析軟件分析得到的土壤分層情況表2所示。
表2本發(fā)明實(shí)施例的的土壤分層結(jié)構(gòu)
采用接地系統(tǒng)電氣參數(shù)分析軟件分析各種可能的設(shè)計(jì)方案。
根據(jù)站址附近地形條件及站內(nèi)設(shè)備、廠房的基本布置。原地網(wǎng)水平占地面積約為130×120m2。通過(guò)采用多層土壤結(jié)構(gòu)中接地系統(tǒng)電氣參數(shù)分析商用軟件進(jìn)行分析比較，本實(shí)施例最終的地網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖5所示，5為采用爆破接地技術(shù)施工的垂直接地極，6為原接地網(wǎng)。采用爆破接地技術(shù)施工的垂直接地極為21根。
采用爆破接地技術(shù)進(jìn)行垂直接地極的施工，采用鉆孔機(jī)在設(shè)計(jì)方案確定的垂直接地極的位置鉆10cm直徑、50m深度的孔，在孔中插入接地電極，然后沿孔的整個(gè)深度隔一定距離安放一定的塑料炸藥，一般每孔炸藥用量為5～10kg。炸藥深入到孔底，沿孔底依次向上排列，每一小包炸藥之間間隔0.2～1.0m的距離，炸藥最好是固定在孔內(nèi)的接地電極上，并加導(dǎo)爆索通到孔底。炸藥裝好后，孔內(nèi)注滿水，以水作為介質(zhì)來(lái)傳導(dǎo)震動(dòng)波，以達(dá)到震裂巖石，又不致于爆炸力過(guò)于集中，炸塌孔壁的目的。由于爆炸的最小抵抗線是沿軸向方向，爆炸時(shí)水從孔內(nèi)射向外面，所以應(yīng)做適當(dāng)?shù)姆饪滋幚?，可以用塞緊木塊等來(lái)增加最小抵抗線。一次爆破制裂后，巖石中產(chǎn)生的裂紋一般比較短，不能滿足制裂的需要。一般需要進(jìn)行3～5次爆破制裂，這樣產(chǎn)生的裂紋比較理想。模擬計(jì)算得到的整個(gè)接地系統(tǒng)的接地電阻為0.41Ω，而施工完成后接地電阻的測(cè)量結(jié)果為0.40Ω，二者非常接近，做到了精確設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1．一種在高土壤電阻率地區(qū)降低發(fā)變電站接地電阻的方法，其特征在于，包括土壤地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方法、接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法以及爆破接地施工方法；所說(shuō)的土壤地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方法是指通過(guò)測(cè)量發(fā)變電站所處位置的土壤電阻率，采用基于電磁場(chǎng)理論和非線性優(yōu)化理論的土壤結(jié)構(gòu)分層參數(shù)分析軟件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到土壤分層結(jié)構(gòu)；所說(shuō)的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是指根據(jù)分層結(jié)構(gòu)，采用多層土壤結(jié)構(gòu)中接地系統(tǒng)電氣參數(shù)分析商用軟件進(jìn)行仿真計(jì)算，得到垂直接地極的深度和布置位置的接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案所說(shuō)的爆破接地施工方法是指根據(jù)接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案對(duì)垂直接地極進(jìn)行施工，沿孔布置炸藥將孔周圍的巖土炸松，產(chǎn)生爆破裂紋，將低電阻率材料壓入深孔及爆破縫隙中，通過(guò)低電阻率材料將地下巨大范圍的土壤內(nèi)部溝通及加強(qiáng)接地極與巖土接觸，形成地下低電阻率層及巖石節(jié)理裂紋，以較大幅度降低接地電阻。
2．如權(quán)利要求1所說(shuō)的一種在高土壤電阻率地區(qū)降低發(fā)變電站接地電阻的方法，其特征在于，所說(shuō)的爆破接地施工方法具體包括先在垂直接地極的設(shè)計(jì)位置處按設(shè)計(jì)要求的孔的直徑和深度垂直鉆孔，在孔中插入接地電極，然后沿孔的整個(gè)深度隔一定距離安放一定的炸藥，炸藥裝好后，孔內(nèi)注滿水，將孔的上部堵上，進(jìn)行爆破，將巖石爆裂、爆松；用壓力機(jī)將調(diào)成漿狀的低電阻率材料壓入深孔中及爆破制裂產(chǎn)生的縫隙、以及巖石的節(jié)理裂紋中，將巨大范圍內(nèi)的巖土改性。
3．如權(quán)利要求2所說(shuō)的在高土壤電阻率地區(qū)降低發(fā)變電站接地電阻的方法，其特征在于，所說(shuō)的炸藥包的之間間隔為0.2～1.0m的距離，每孔的炸藥用量在4～20kg之間。
4．如權(quán)利要求1所述的在高土壤電阻率地區(qū)降低發(fā)變電站接地電阻的方法，其特征在于，具體包括如下步驟(1)首先采用溫納四極法測(cè)量需要降低接地電阻的發(fā)變電站所處位置的土壤電阻率隨極間距變化的數(shù)據(jù)；(2)將測(cè)量數(shù)據(jù)輸入土壤結(jié)構(gòu)分層參數(shù)分析軟件，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到發(fā)變電站所處位置的土壤的分層結(jié)構(gòu)；(3)根據(jù)步驟2)得到的土壤分層結(jié)構(gòu)參數(shù)，參考舊地網(wǎng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)或?qū)⒔òl(fā)變電站的實(shí)際面積，采用多層土壤結(jié)構(gòu)中接地系統(tǒng)電氣參數(shù)分析商用軟件進(jìn)行仿真計(jì)算，得到采用爆破接地技術(shù)的垂直接地極的深度和布置位置，確定接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案；(4)根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，垂直接地極施工時(shí)采用爆破接地技術(shù)，先采用鉆孔機(jī)在垂直接地極的設(shè)計(jì)位置鉆孔，在孔中插入接地電極，然后沿孔的整個(gè)深度隔一定距離安放炸藥，炸藥裝好后，孔內(nèi)注滿水，將孔的上部堵上，進(jìn)行爆破，將巖石爆裂、爆松；(5)用壓力機(jī)將調(diào)成漿狀的低電阻率材料壓入深孔中及爆破制裂產(chǎn)生的縫隙中，以及巖石的節(jié)理裂紋中。
全文摘要
本發(fā)明屬于高電壓工程領(lǐng)域，采用土壤地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析、接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及爆破接地施工方法；對(duì)垂直接地極進(jìn)行爆破接地施工，產(chǎn)生爆破裂紋，將低電阻率材料壓入深孔及爆破縫隙及巖石節(jié)理裂紋中，通過(guò)低電阻率材料將地下巨大范圍的土壤內(nèi)部溝通及加強(qiáng)接地極與巖土接觸，利用地下低電阻率層及巖石節(jié)理裂紋。本發(fā)明可有效地降低在場(chǎng)地面積狹小及土壤電阻率高等地區(qū)的發(fā)變電站的接地電阻，保證電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。具有科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、高效等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01R4/66GK1237811SQ9910956
公開(kāi)日1999年12月8日 申請(qǐng)日期1999年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月9日
發(fā)明者何金良, 曾嶸, 孟慶波, 吳維韓, 屠幼萍 申請(qǐng)人:清華大學(xué)