iData_谈沙漠地区接地系统的设计与施工_秦绪盛

公式计算，4 根特殊化学接地极的电阻 R (4 m)=1.
08Ω。则接地系统的混合接地电阻 R 为：
R= R(4m)×R(3m) =1.06Ω R(4m)+R(3m)
（3）
因此，每个泵站的接地系统，根据其计算结果，选择采用
普通接地极和特殊化学接地极的混合接地方式。 同时，为了
确保将接地电阻降到 1Ω 以下，考虑在接地极附近设滴灌系
公用工程设计
Public Utilities Design
于南部的 Tamanrasset 省，属内陆沙漠性气候，夏季炎热干燥， 全年降水量稀少。 SP1 为沉积地貌，表层被细砂、角砾覆盖； SP2-SP6 为基岩侵蚀型地貌，局部为岩质丘陵。各站高土壤电 阻 率 较 高 ，3m 地 层 的 平 均 电 阻 率 分 别 为 ：SP1-534Ω·m， SP2-3391Ω·m，SP3-3266Ω·m，SP4-3580Ω·m，SP5-3297Ω·m， SP6-3391Ω·m。
统，以增加土壤的湿度，降低土壤电阻率，同时保持特殊化学
接地极的长效性。
３．２ 接地网设置
各个泵站接地网主干网采用裸铜电缆埋地敷设，埋深
1m，在建筑物周围 1～2m 处敷设成闭合环路，整个泵站的接
地网通过接地干线连成一体。 建筑物混凝土内的钢筋、所有
金属构件，电气设备外壳等通过分支线与接地网相连。 109
816m，其中 2 个站的海拔高度达到了 1 260m，地勘报
告中未有地下含水层深度的明确结论，采用打深井达
到地下水层的可能性不大，存在较大风险。因此，最后
考虑采用以特殊化学接地极为主的综合接地方式，以
降低接地电阻。 特殊化学接地极长 4m，采用化学填
料更换接地极周围土壤。结合厂家资料，理论上单根
化学接地极电阻率达到 20Ω·m 的情况下，根据上述
４．２ 接地网
接地水平连接线采用裸铜电缆沿电缆沟敷设，接地电缆 周围采用沙质黏土铺盖。变压器及配电室周围的接地水平干 线采用 150mm2 裸铜线，其他建筑物外采用 70mm2 的裸铜线 围成闭合环路，泵站内各单体间接地网采用 70mm2 裸铜线连 接成 1 个整体。
电气设备金属外壳、金属构筑物、单体建筑物的室内接地 系统采用黄绿相间的 PVC 绝缘铜电缆与室外接地网相连。
2 2
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150

70
50
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’35mm
50
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50
70
70
50
50
16
４ 接地系统实施
地网接地线选择 150mm2 裸铜电缆。 分支干线则采用 70mm2
裸铜电缆。
3.1.2 接地电阻计算
接地电阻按照公式（2）进行计算选择：
- - R = ρ 2πL
ln
8l d
-1
（2）
式中，d 为接地体直径，m；l 为 接地体长度，m；ρ 为土壤电阻
率，Ω·m。
根据各站实际土壤电阻率，每个站在选用 20 根 3m 长铜
６ 总结
水排放点，由于常年有积水存在，土壤湿润，电阻率较低，接地
本工程的接地系统通过采用综合的降阻措施，接地电阻
极设在集水坑附近，接地极采用 25mm×3mm 裸铜带两层叠
条接地电缆与接地网连接成回路。其他电气设备金属外壳、金
属构件、钢结构、金属门窗、锁、行车轨道以及其他金属制品
（金属箱和金属柜、围栏、附属部件等）至少采用 1 根接地电缆
连接到接地网。
各种金属设备、金属构件、与接地网连接的接地电缆截面
面积见表 1。
表 １ 接地电缆截面积

2
!
工程项目的接地系统设计及施工的详细过程，讨论高土壤电阻率地区降低接地电阻的措施及施工的详细做法。
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Electrical equipment grounding is important to ensure electrical equipment operating steadily and personal safety.
在各泵站的主体工程完工后，站内进行绿化及配套滴灌 系统建设，定期对栽种的植被进行浇灌，特别在接地极附件设 滴灌点，保证站内接地极周围土壤维持一定的湿度，对降低土 壤电阻率起到了一定的辅助作用。
５ 测试结果
接地系统施工完毕后，项目通知业主组织第三方机构对 接地系统进行了检查及接地电阻测试。 每个站的接地电阻测 试在泵站内部不同的区域一共选择了 9 个点进行了电阻值测 试，表 2 列出了每个站 3 个主要测试点的测得电阻值。从表 2 中可以看出，6 个站的接地系统总电阻值均达到了设计要求的 电阻值，满足泵站电力系统和控制系统运行、保护对电阻值的
【作者简介】秦绪盛（１９６９～），男，湖北潜江人，工程师，从事石油工 程建设项目设计管理研究，（电子信箱）ｑｘｓｈｂ＠ｑｑ．ｃｏｍ。
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合实际的接地系统研究与设计。本文结合阿尔及利亚水泵站 项目接地系统的实施过程，分析降低沙漠地区接地电阻的有 效措施，实现接地系统的合理性、有效性。
２ 项目概况
阿尔及利亚水泵站项目是阿尔及利亚境内的饮用水供水 项目，包括 6 个泵站、1 个计量站及全程通信控制系统的国际 EPCC 项目。 项目建成后，通过泵站将饮用水从中部的因萨拉 赫水源地输送到南部城市塔曼拉塞特，全程 740km。每个泵站 主要设施包括：3 台 2 088m3/h 的供水主泵，柴油及天然气双燃 料引擎驱动；2 个 2 000m3 的蓄水池；引擎泵组辅助系统（冷却 系统、燃料系统、润滑油系统、启动风及仪表风系统）；站内消 防系统；防入侵系统；站内生活系统及其配套设施等。ITB 对 接地系统的要求：(1)满足系统接地电阻值要求；(2)避免跨步电 压和接触电压对人身伤害；(3) 避免因短路或雷电流引起的发 热或电位差对设备或人身造成的危害。 气候及地质地貌特 点：SP1、SP2 位于阿尔及利亚中部的 In Salah 省，SP3-SP6 位
由于站内岩石较多，开挖难度大，考虑接地系统施工与电 缆敷设同步进行。 建筑物施工时先将地板内及柱子内钢筋采 用裸铜电缆引出，做好预留，待接地网施工时，再与系统进行 连接。
４．１ 接地极
放，长度 3.0m，接地极水平布置，埋深 4.0m。两端设安装孔，采 用螺栓与接地电缆端子相连，接地连接电缆采用 70mm2 裸铜 电缆，埋深不小于 0.8m，过路时埋深不小于 1.0m。接地电缆引 至站内与站内主接地网相连。 施工时，对外引接地极周围的 土壤进行更换，更换为电阻率相对较小的砂质黏土，施工时将 食盐和土壤一层隔一层地依次回填入坑内，食盐层的厚度约 为 1cm，土壤的厚度大约为 10cm，每层盐用水湿润。
３．１ 接地网导线截面选择及接地电阻计算
3.1.1 接地干线截面选择
根据短路电流流过接地线，使其温度升高来确定接地系
统接地线最小截面，接地网主干线截面选择按照公式 1 进行
计算：
ห้องสมุดไป่ตู้
姨 A2mm=I
1
CT.A.P ×10-4 tc×αγ ×ρr
×ln
Ko+Tm Ko+Ta
（1）
式中，I 为短路电流 ，kA；tc为短路电流持续时间，s；αr为接地导
SP2
0. 8
0.5
0.8
开挖后，更换接地极周围土壤，然后回填。
SP3
0. 9
0.2
0.2
SP4
0. 9
0.2
0.2
在接地极定位时，部分接地极选择在污水井（soak pit）附
SP5
0. 9
0.8
0.5
SP6
0. 6
0.9
0.5
近，以保持接地极周围土壤的水分，降低接地电阻值。 同时，在现场还采用了接地极外引的措施。 在站外生活
Combined with Algeria Water Pump Station, this paper analyzed the detail process of grounding system design and construction of
project in the desert area, discussed and practiced the method of reducing grounding resistance in soil with high resistivity, and
特殊化学接地极安装井开挖深度 5m。 在安装特殊接地
要求。
极时，立好接地极后，先在井的四周及底部回填土壤电阻率较
表 ２ 泵站现场电阻值测试记录表
低的沙质黏土，再按照厂家的要求在接地极周围回填特殊接
1 /O
2 /O
3 /O
SP1
0. 6
0.9
0.5
地装置的回填料，逐层夯实，直至回填完成。对于普通接地极，
棒接地极的情况下，R(3 m)=58.83Ω，显然不能满足 1Ω 的综合
接地电阻值要求。在土壤电阻率保持不变的情况下，仅靠增加
接地体的直径和长度是很难有效地改变接地系统的
电阻值，需要采用其他有效措施来降低综合接地电
阻。 打深井接地极一般是在沙漠地区比较有效的措
施之一，但本项目各站所处地理位置平均海拔高度为
工程建设与设计
Construction & Design For Project
谈沙漠地区接地系统的设计与施工
Discussion on the Design and Construction of the Grounding System in the Desert