接地施工“无形化”

电气接地施工“无形化” 的管理创新-沙钢 5800mm3高炉接地施工实录核心提示：电气接地在工程施工过程中占据的工程量比例很小，但接地在设备调试及正常运行过程中却是不可缺少的必备部分。接地施工往往扼守着土建地坪、管道、试车等进度的咽喉，有时甚至因为施工不善管理，造成机械台班、甚至反复等资源的浪费。如何处理好接地施工的工序安排，甚至化接地施工“有形”为“无形”就是整个工程施工的重要课题。本文介 绍的是以沙钢中区改造高炉工程鼓风机站和 35/10KV 变电站系统的接地施工 为例，详细 介绍接地施工在工程布局中的“影子化”管理创新，通 过合理安排， “忙里偷闲”、 “见缝插针”把接地施工化解在“无形”之中。1、 工程概况沙钢中区改造 5800mm3高炉工程是当今世界上容积最大，工艺水平最先进的高炉，是沙钢响应国家节能减排、打造循环经济、加快产业结构调整的标杆性工程，一代设计炉龄 20 年。投产后年炼生铁量 430 万吨。高炉系统涵盖中控楼、鼓风机站、35/10KV 变电站、水处理、渣处理、上料、除尘、热风炉、高炉本体以及 TRT 余压发电等，实行系统的全自动化管理。本文以高炉工程鼓风机站和 35/10KV 变电站系统的接地施工为例进行介绍。2、 工程的特点及需要克服的技术难点 如何最大优化节省施工材料，又能达到更加完善的接地效果？ 如何节省泥土开挖、回填等机械台班？ 如何施工，避免造成专业施工单位之间交叉施工，甚至迟滞工期？ 如何施工得到业主、设计院及监理公司任何，避免徒劳施工？3、 适用规范 建筑防雷设计规范 （GB50057-94） 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 （GB50169-2006） 建筑电气工程施工质量验收规范 （GB50303-2002） 冶金电气设备工程安装验收规范 （GB50397-2007）4、 接地装置的选择根据电气装置安装工程接地装置施工及验收规范（GB50169-2006） ，各种接地装置应利用直接埋入地中或水中的自然接地体。交流电气设备的接地，可利用直接埋入地中或水中的自然接地体，可以利用的自然接地体如下：A、 埋设在地下的金属管道，但不包括有可燃或有爆炸物质的管道；B、 金属井管；C、 与大地有可靠连接的建筑物的金属结构；D、 水工构筑物及其类似的构筑物的金属管、桩；交流电气设备的接地线可利用下列自然接地体接地：a、 建筑物的金属结构（梁、柱等）及设计规定的混凝土结构内部的钢筋；b、 生产用的起重机的轨道、走廊、平台、电梯竖井、起重机与升降机的构架、运输皮带的钢梁、电除尘器的构架等金属结构；c、 配线的钢管；发电厂、变电站等大型接地装置除利用自然接地体外，还应敷设人工接地体，即以水平接地体为主的人工接地网，并设置将自然接地体和人工接地体分开的测量井，以便于接地装置的测试。对于 3-10KV 的变电站和配电所，当采用建筑物的基础做接地体，且接地电阻又能满足规定值，可不另设人工接地。人工接地网的敷设应符合以下规定：1、 人工接地网的外缘应闭合，外缘各角应作成圆弧形，圆弧的半径不宜小于均压带间距的一半；2、 接地网内应敷设水平均压带，按等间距或不等间距布置；3、 35KV 及以上变电站接地网边缘经常有人出入的走道处，应铺设碎石、沥青路面或者在地下装设 2 条与接地网相连的均压带。不要求敷设专用接地引下线的电气设备，它的接地线可利用金属构件、普通钢筋混凝土构件的钢筋、穿线的钢管等。利用以上设施作接地线时，应保证其全长为完好的电气通路。5、 自然接地体的利用（以桩、基础为例）由于本工程设计的鼓风机站设备运行震动大、厂房高、钢结构量大，因此建设过程中，基础上设置了大量的桩。同时因为设备和厂房的基础较大、深，混凝土基础内的主钢筋达到32，土建队伍在施工过程中，本身需要“绑钢筋” 、部分位置需要“钢筋对焊、对接”等，因此项目部充分利用土建队伍“本身”就需要对钢筋处理的基础上，顺势而为，增派少量电气施工技术员，进行相关指导，从而达到了节省电气施工人力，又不增加土建工作量的“双赢”效果。桩和基础具体施工方式如下图所示：说明：由于本鼓风机站内有变压器、润滑油站、动力油站、鼓风机、消声器以及行车轨道牛腿等大型基础，其基础的桩数量四-九个不等，可充分利用土建施工开挖出来的桩（桩位埋深均在 35 米以上）充当接地体，利用基础钢筋混凝土柱内主筋（32）作为引下线，在各层室内地坪以上+0.300m 处设置接地电阻检测点和与接地预埋件。部分桩打下去之后，由于标高等并不一定正好满足设计要求，故时常发生“接桩”和“截桩”等情况，因为桩内纵向主筋和横向箍筋等时常外露，正好可以充分利用。因此我们需要将各桩用-40*4 镀锌扁钢给予连接，接地扁钢直接焊接在柱基桩钢板或者箍筋上，三边焊接，焊接长度 200mm，扁钢与接地极柱桩或者箍筋焊接位置距接地极最高点约 100mm。由于柱基桩内钢筋与钢板或者箍筋连接（如箍筋未与纵焊牢，则需要补焊） ，经扁钢连接引上后，柱基桩便成为整个厂房和基础的防雷接地自然接地体。各桩基镀锌扁钢电连接按照如下示意图方式进行连接：各接地点利用基础连梁和各层的圈梁连接形成网络，接地线跨越鼓风机站伸缩缝及沉降点时设置补偿器。接地网外露部分连接可靠、标识齐全。在各层室内地坪以上+0.300m 处设置的接地电阻检测点和接地预埋件，将接地板与接地干线主筋焊接，预埋在厂房柱或设备基础的侧壁上，以备日后厂房内需要接地设备及不带电金属构件接地连接之用，其预埋接地板制作图如下：接地装置安装完毕后，对各接地干线和支线的外露部分，进行外观检查，检查各接地线的焊接是否接牢，焊渣是否敲掉。检查完后应在接地的表面涂上防锈漆，在焊缝表面涂以沥青漆。基础钢筋混凝土柱内主筋（32）外表涂上红色油漆，以便下一步进行后续楼层、承台、基础施工时辨别之用。施工过程中需要紧随土建基础的施工进度，必须在土建进行混凝土施工之前完成相关的焊接、刷漆以及相关的隐蔽工程报验工作。基于考虑接地干线应在不同的两点及以上与接地网相连接。自然接地体应在不同的两点及以上与接地干线或接地网相连接。同时，考虑日后施工过程中设备繁多及平面接地线布置需要，我们在本次沙钢 5800mm3高炉鼓风机站及变电站的接地王施工过程中相继布置 73 个点的接地引出板，具体布置示意图如下：6、 “帽檐式”均压带施工方法由于 35KV 及以上变电站接地网边缘经常有人出入的走道处，应铺设碎石、沥青路面或者在地下装设若干条与接地网相连的均压带。均压带可降低跨步电压，施工的长度按照变压器门口长度设置，上面铺设碎石或者沥青的厚度为 50-80mm，其宽度超出接地装置 2m。7、 明敷地线及变压器室接地干线刷漆明敷地线及变压器室接地干线的表面应涂以用 15-100mm 宽度相等的绿色和黄色相间的条纹。在每个导体的全部长度上或只在每个区间或每个可接触到的部位宜作出标记。当使用胶带时，应使用双色胶带。中性线宜用淡蓝色标志。8、 接地电阻的测量接地电阻一般用接地电阻测量仪测定。其正确的外部接线图如下所示：测量时注意以下问题：1. 检查接地电阻测量仪及其附件是否完好；必要时作校零试验，以检验仪表的误差；2. 断开与配电网有导电性连接的配电装置，测量前与配电网断开，以保证测量的准确性，并防止将测量电源反馈到配电网上造成其他危险。3. 水平放置仪表，选择适当的倍率以提高测量精度。4. 测量连线应避免与邻近的架空线路平行，防止感应电压的危险。5. 测量距离适当。如测量电机直线排列，对于单一垂直接地体或占地面积很小的复合接地体，电流极与被测接地体之间的距离可取 40m，电压极与被测接地体之间的距离可取 20m；对于占地面积较大的网络接地体，电流极与被测接地体之间的距离可取为接地网对角线的 2-3 倍，电压极与被测接地极之间的距离可取为电流极与被测接地体之间距离的 50%-60%。6. 测量电极的排列应避免与地下金属管道平行，以保证测量真实性。7. 如被测接地电阻很小，且测量连接线较长，应将 C2 与P 2 分开，分别引出连线接向被测接地体，以减小测量误差。9、 技术总结按照如此施工办法，可以造成大量不必要的施工麻烦，彻底化接地施工于“无形”之中，归纳一下，共有如下优势：1. 节省大量人工接地极材料，减少大量额外焊接工作量；2. 节省大量土方反复开挖、回填的机械台班费，充分利用土建的脚手架爬高走低，节省脚手架反复搭拆人工费；3. 减少专业队伍之间的交叉施工，避免工期相互制肘，如散水地坪施工与开挖的矛盾。4. 接地效果会更好，避免可能因为阻值不能满足要求而反复增打人工接地极；5. 由于涉及施工方案变更，需要加强根业主、设计院以及监理方的沟通，并需要以“技术核定单”的方式给予确认。