[发明专利]大型设备小阻值接地网及设计施工方法

说明书

技术领域

本发明属于房建电气工程、大型设备接地技术领域，具体涉及一种大型设备小阻值接地网，本发明还涉及大型设备小阻值接地网的设计施工方法。

背景技术

中国科学院近代物理研究所兰州重离子医学研究中心及测试调试中心一期工程是集研发、生产、调试和维护的工业厂房，磁铁电源单台设备造价500万左右，在调试中，为了避免过电压、过电流使设备损坏和抑制过电流对设备调试的影响，中科院近物所根据计算，提出了0.2Ω阻值接地网的要求。其是独立于建筑的防雷接地网外另行设计施工的独立接地网，属于小电阻值接地网的设计与施工范畴。该测磁接地网位置临近黄河，一方面土壤电阻率较低，另一方面却增大了施工难度，在垂直接地极施工中降阻剂易随流砂层运动而流失，尤其是在垂直接地极施工中易发生塌陷，且从地基勘测报告中发现在一定深度内是建筑垃圾和砂夹石回填层，使得土壤电阻率达到了67Ω﹒m左右，更加困难的是建设单位提出了仅仅将绿化区域2000㎡作为接地网的用地，通过计算可得占地面积与接地网阻值的乘积为370，而一般这一数值都达到了700以上，因此这在国内没有任何经验可借鉴，使用如此小面积的接地网来确保设备的安全，是我们面临的一大技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提出一种施工简单、使用效果好、成本低、占地面积小的大型设备小阻值接地网；本发明要解决的另一技术问题在于提供富水高水位区大型设备小阻值接地网的设计施工方法。

本发明解决上述第一技术问题采取的技术方案如下：一种大型设备小阻值接地网，包括水平接地极、垂直接地极；其特征在于：水平接地极设置于地面下、按照纵横布设构成水平接地极平面网，数个垂直接地极垂直于水平接地极平面网、设置在纵横布设的水平接地极的数个交汇点、并通过弧形卡子与水平接地极连接，水平接地极平面网大致中心位置设置接地网引出极。

垂直接地极的下部置于薄壁铁皮护筒，薄壁铁皮护筒筒内浇筑有降阻剂，薄壁铁皮护筒筒壁设有孔洞。

水平接地极设置于沟槽，沟槽底面设有支撑杆，水平接地极固定在支撑杆上并位于沟槽横截面的居中位置，沟槽内浇筑有降阻剂。

本发明解决上述第二技术问题采取的技术方案如下：一种富水高水位区大型设备小阻值接地网的设计施工方法；其特征在于包括下述步骤：

a、土壤电阻率的测定：在测试前一周内无降雨、天气较干燥的情况下，将接地网区域划分为10×10米的格子，人工开挖深1米后根据四线法确定土壤电阻率测试点，利用ZC-8型接地电阻测试仪测试取电阻率后，取最大值作为设计土壤电阻率；人工开挖的作用在于保证土壤密实度较小；

b、冻土厚度的确定：根据历年冻土厚度统计数据，以十年年限内的最大冻土厚度，作为设计计算冻土厚度；

c、水平接地极埋深的确定：计算土壤可导距离，加上最大冻土厚度，确定为水平接地极埋入深度；

d、垂直接地极埋深的确定：将水平接地极埋入深度的1.5～3倍确定为垂直接地极埋入深度；

e、接地材料的确定：为了降低造价，水平接地极、弧形卡子选用60×8mm镀锌扁铁，垂直接地极选用Φ150mm镀锌钢管，接地网引出极采用与水平接地极相同截面的铜铁转换件，接地网引出极的引出电缆采用单芯Φ240mm铜芯软电缆；

f、放线、土方开挖：根据步骤c确定的水平接地极埋入深度，整体开挖接地网区域，按照1：1.5的坡度放坡，防止塌落；在开挖好的接地网区域按6×6m的网格开挖水平接地极沟槽；并在网格上均匀分布放出数个垂直接地极位置；

g、垂直接地极施工：按照高于地下水的常水位确定薄壁铁皮护筒的高度，预先制作好薄壁铁皮护筒，在薄壁铁皮护筒筒壁开设孔洞；利用打夯机开挖垂直接地极洞至垂直接地极埋入深度；薄壁铁皮护筒放置于垂直接地极洞内，将作为垂直接地极的镀锌钢管置于薄壁铁皮护筒几何中心后，向薄壁铁皮护筒内与镀锌钢管内浇筑降阻剂；垂直接地极要高于水平接地极20cm以上，镀锌钢管外侧降阻剂到水平接地极标高处，内侧灌满镀锌圆钢。

h、水平接地极施工：利用弧型卡子将作为垂直接地极的镀锌钢管包住，保证连接良好，将弧型卡子两端与作为水平接地极的镀锌扁铁焊接，焊接采用搭接焊，搭接长度大于5D，焊接处用铁红进行防腐；同时在步骤f所开挖的水平接地极沟槽内，用模板支护形成宽×高为30×30cm的沟槽，在沟槽底面设置支撑杆，把水平接地极固定在支撑杆上并位于沟槽横截面的居中位置，模板外面用电阻率较小的田园土回填夯实；拆除模板，在沟槽内浇筑降阻剂；D为扁铁宽度（60mm）；