高頻干擾防護(hù)淺挖深埋接地施工工法完成單位名稱：中國一冶集團(tuán)有限公司主要完成人：李德家賈雋姚艷霞1.前言在電氣安裝工程中，電氣接地是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的一種有效防護(hù)措施。根據(jù)電氣設(shè)備及生產(chǎn)工藝要求，電氣接地可以采取多種不同方式。高頻干擾防護(hù)接地采用直立式接地最容易實(shí)現(xiàn)，但接地極根數(shù)多，接地體上端高頻干擾點(diǎn)相應(yīng)多，而且占地位置長。若采用水平板式接地體，則存在接地四周水平高頻干擾，而且由于接地體必須深埋，開挖面積大，不容易實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，如何既保證接地電阻阻值工程設(shè)計(jì)要求，又確保施工進(jìn)度減少施工任務(wù)量是現(xiàn)場(chǎng)施工人員需要解決的問題。本工法所應(yīng)用的高頻干擾防護(hù)斜插深埋式接地施工方法等技術(shù)已申報(bào)國家專利。2.工法特點(diǎn)2.1高頻干擾防護(hù)接地施工方法，其特征在于采用斜插深埋式接地板，將銅棒做接地極，每根銅棒與豎向夾角為15度左右，銅棒圍繞鉛垂線間對(duì)稱圓形分布，占地面積小，開挖土方少，能夠有效將高頻干擾信號(hào)進(jìn)行屏蔽并引入大地。2.2本工法在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施容易，既保證工程接地電阻阻值設(shè)計(jì)要求，又確保施工進(jìn)度減少施工任務(wù)量，為其它類似系統(tǒng)接地要求提供了參考方法。3.適用范圍本工法適用于電氣安裝施工現(xiàn)場(chǎng)接地系統(tǒng)的安裝及調(diào)試，特別適用于工業(yè)場(chǎng)地受限、具有高頻干擾電氣設(shè)備（如高頻熔接管機(jī)）的接地防護(hù)系統(tǒng)接地極的安裝及調(diào)試。4.工藝原理從理論上分析，如果把垂直接地體近似為半球接地體，垂直接地網(wǎng)接地電阻的計(jì)算公式：式中：ρ為土壤的電阻率；L為垂直接地體的埋設(shè)深度。由公式可以看出，要降低接地電阻主要有兩種途徑，一是增大垂直接地體埋設(shè)深度；二是改善地質(zhì)電學(xué)性質(zhì)，減小土壤的電阻率ρ。在公式中，R與L成反比，為使R減小，L越大越好。但是如果對(duì)上式偏微分：可得出，隨著L的增大，降阻率成反比下降，就是當(dāng)L增大到一定程度后，基本上呈飽和狀態(tài)，降阻率已趨近于零。垂直接地體的最佳埋設(shè)深度不是固定的，在設(shè)計(jì)中應(yīng)按接地網(wǎng)的等值半徑和區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況來確定。由于接地裝置由多根垂直接地體組成，當(dāng)電流通過一個(gè)HYPERLINK"/search?word=-C%25H%3CU&fr=qb_search_exp&ie=utf8"接地體時(shí)，在HYPERLINK"/search?word=-C%25H%3CU&fr=qb_search_exp&ie=utf8"接地體周圍會(huì)形成一個(gè)近似球體的泄流范圍，若2個(gè)HYPERLINK"/search?word=-C%25H%3CU&fr=qb_search_exp&ie=utf8"接地體靠的太近，部分范圍重合從而形成了相鄰兩個(gè)接地體的屏蔽作用，故安裝規(guī)范要求接地體的間距一般為兩個(gè)接地體的長度之和；當(dāng)接地裝置的敷設(shè)地方受到限制時(shí)，上述距離可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減小，但一般不小于垂直接地體的長度。根據(jù)上述原理，結(jié)合鉆機(jī)鉆孔施工技術(shù)的可實(shí)現(xiàn)性，工法采用的技術(shù)措施主要是：（一）采用斜插15度左右深埋方式，達(dá)到既增大相鄰接地體間的距離，又不過多減少埋設(shè)深度的目的；（二）適當(dāng)采用降低土壤電阻率的方法，達(dá)到降低接地電阻的目的。5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1施工工藝流程5.2操作要點(diǎn)5.2.1施工準(zhǔn)備充分熟悉相關(guān)圖紙及設(shè)計(jì)要求，根據(jù)圖紙資料認(rèn)真準(zhǔn)備相應(yīng)施工規(guī)程規(guī)范等技術(shù)資料；根據(jù)工程情況編寫施工方案，對(duì)施工班組進(jìn)行技術(shù)交底，將技術(shù)交底資料存檔；對(duì)施工用各類機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，性能完好且準(zhǔn)備齊全；根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，清理施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地雜物；在施工區(qū)附近設(shè)置泥漿池，準(zhǔn)備好攪拌機(jī)，選擇土質(zhì)好、電阻率低的黑土作為灌漿料；施工用臨時(shí)電源準(zhǔn)備就緒，線路正確，安全防護(hù)措施到位。5.2.1定位、劃線與溝槽開挖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行定位，利用米尺確定銅棒埋設(shè)點(diǎn)間的距離，用白石灰勾勒溝槽和接地極銅棒埋設(shè)位置和尺寸；為保證接地極與地表面的距離要求，利用挖土機(jī)進(jìn)行地表面溝槽開挖，埋設(shè)銅棒接地極挖直徑為1m、深度1m的圓形坑，各圓形坑之間開挖0.8m深弧形溝槽，弧形溝槽與引線溝槽連通（圖1）；將溝槽底部進(jìn)行人工平整，清理碎石塊及雜物等。5.2.2接地極的安裝在工程設(shè)計(jì)中，圖紙資料將根據(jù)勘測(cè)的土壤地質(zhì)條件設(shè)計(jì)接地極埋設(shè)根數(shù)、埋設(shè)深度和埋設(shè)距離，施工單位應(yīng)安裝設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)備相應(yīng)的材料進(jìn)行施工。以某工程高頻熔接管機(jī)系統(tǒng)接地為例，設(shè)計(jì)采用每組5根直徑10mm，長10m的銅棒做接地極，要求接地電阻小于2.5歐。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，每根銅棒與豎向夾角為15度，5根銅棒間距為10~20米，5根銅棒圍繞鉛垂線間對(duì)稱圓形分布。其具體實(shí)施采取如下步驟(圖2）：利用角尺向外測(cè)量15度角度，用配置有直徑為50mm鉆頭的鉆機(jī)按照測(cè)量好的15度角度鉆孔至10米深；在鉆機(jī)鉆孔的同時(shí)，用攪拌機(jī)攪拌泥漿，使其處于濃稠狀態(tài)；抽出直徑50mm的鉆孔管，插入直徑32mm的灌漿管；在灌漿管中間插入直徑10mm，長10m的銅棒；用泥漿泵通過直徑32mm灌漿管向孔內(nèi)灌泥漿，同時(shí)向外抽灌漿管，直到完全抽出灌漿管；用類似方法完成每一組接地體施工；在溝槽底部敷設(shè)預(yù)先準(zhǔn)備好的黑土料，厚度為10mm左右；在溝槽里敷設(shè)連接銅排，用氬弧焊機(jī)分別將5根銅棒焊接成一體，連接銅排經(jīng)引線槽利用螺絲連接到接地箱的銅排上（圖3）；用2根70mm2導(dǎo)線將接地箱的銅排用螺絲連接到相應(yīng)的設(shè)備上。5.2.3安裝復(fù)核和檢測(cè)1、采用監(jiān)理旁站的方式，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行復(fù)核，檢查焊接質(zhì)量是否滿足要求，溝槽雜物碎石是否清理干凈；2、待泥漿干后，用接地電阻表測(cè)量接地電阻，電阻值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求；3、及時(shí)填寫隱蔽工程記錄，交監(jiān)理工程師審批簽字。5.2.4土方回填將預(yù)先準(zhǔn)備好的黑土料回填到溝槽中，厚度30～100mm為宜，回填過程中分層夯實(shí)；回填施工時(shí)開挖的土方，并分層夯實(shí)。6.材料與設(shè)備本工法所應(yīng)用的主要機(jī)具及材料見表6-1主要材料及機(jī)具計(jì)劃表6-1序號(hào)儀表及機(jī)具名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量單位1氬弧焊機(jī)1臺(tái)2攪拌機(jī)1臺(tái)3鉆孔機(jī)鉆頭ф501臺(tái)4泥漿泵泥漿管ф321臺(tái)5銅棒Ф10，L=10m5根6銅排根據(jù)設(shè)計(jì)要求1米7銅導(dǎo)線70mm22根8接地電阻表1塊9灌漿料若干千克10角尺1把11米尺1把12挖土機(jī)1臺(tái)7.質(zhì)量控制7.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)7.1.1依據(jù)國標(biāo)《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50169-2006。7.1.2依據(jù)國標(biāo)《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50065-2011。7.2質(zhì)量保證措施7.2.1高頻干擾防護(hù)接地施工是一項(xiàng)隱蔽工程，應(yīng)采用監(jiān)理旁站的方式對(duì)施工過程進(jìn)行監(jiān)督、檢查和確認(rèn)；7.2.2接地裝置連接應(yīng)可靠，連接處緊密，無脫焊或接觸不良現(xiàn)象；在進(jìn)行連接銅排與銅棒的焊接時(shí)，應(yīng)將連接銅排彎曲成半弧形狀，使銅排與銅棒充分接觸，增大接觸面積，利用氬弧焊機(jī)進(jìn)行焊接；引線銅排與接地銅排焊接時(shí)，要預(yù)留足夠的搭接面積，并進(jìn)行充分焊接。7.2.3接地裝置應(yīng)在不同處采用兩根連接導(dǎo)體與室內(nèi)總等電位接地端子板連接；7.2.4接地體敷設(shè)完后的土溝其回填土內(nèi)不應(yīng)夾有石塊和建筑垃圾等；外取的土壤不得有較強(qiáng)的腐蝕性；在回填土?xí)r應(yīng)分層夯實(shí)。室外接地回填宜有100～300mm高度的防沉層。在石質(zhì)地段或電阻率較高的土質(zhì)區(qū)段應(yīng)在土溝中至少先回填1OOmm厚的凈土墊層，再敷接地體，然后用凈土分層夯實(shí)回填。7.2.5待使用的各類電氣搖測(cè)儀表已做定期檢測(cè)，并在有效期內(nèi)使用；7.2.6各種主要材料已到施工現(xiàn)場(chǎng)，質(zhì)量合格，并已經(jīng)向相關(guān)部門報(bào)驗(yàn)；7.2.7接地裝置施工完工后，在連續(xù)三天晴朗天氣條件下利用接地電阻測(cè)試儀檢測(cè)電阻值，阻值符合設(shè)計(jì)要求；7.2.8隱蔽工程部分應(yīng)有檢查驗(yàn)收合格記錄。8.安全措施8.1對(duì)上崗操作人員進(jìn)行“三級(jí)”安全教育，建立施工安全生產(chǎn)管理制度，堅(jiān)持班前安全交底并做好交底記錄；8.2進(jìn)行電氣焊專業(yè)人員必須持證上崗，電氣焊設(shè)備完好并配備相應(yīng)滅火器具；8.3施工用電源接線正確，電動(dòng)工具、鉆機(jī)、攪拌機(jī)等使用前應(yīng)做好檢查，防止漏電、觸電事故發(fā)生。8.4施工過程中作業(yè)人員必須戴好安全帽，穿工作鞋，操作時(shí)帶手套，防止意外事故發(fā)生。9.環(huán)保措施9.1在進(jìn)行加工制作時(shí)，要做好余料、廢料的回收；9.2合理布置施工現(xiàn)場(chǎng)，試驗(yàn)設(shè)備擺放有序，做到文明施工；9.3在進(jìn)行防銹涂漆時(shí)，要及時(shí)對(duì)油漆回收，避免污染環(huán)境。10.適用價(jià)值與效益分析由于電氣接地可以采取多種不同方式，需要根據(jù)勘測(cè)設(shè)計(jì)、電氣設(shè)備及生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行綜合選擇。接地體的最佳埋設(shè)深度不是固定的，在施工時(shí)應(yīng)按照設(shè)計(jì)根據(jù)接地網(wǎng)的等值半徑和區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況來確定，在施工中以滿足安裝質(zhì)量、節(jié)約施工成本為原則實(shí)施。采用淺挖深埋的施工方法，在施工成本方面，每套接地系統(tǒng)僅需1萬元左右，而傳統(tǒng)施工方法每套約需3萬元左右，費(fèi)用節(jié)約60%以上；在施工工期方面，每套接地系統(tǒng)只需要一周時(shí)間，而傳統(tǒng)施工方法因涉及10m以上基坑，需要編制安全專項(xiàng)方案并經(jīng)專家論證，周期在一個(gè)月以上，因而上述施工方法具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。11.應(yīng)用實(shí)例本工法在河南濟(jì)源鋼鐵（集團(tuán)）有限公司特殊鋼大棒材工程、萊鋼小棒工程、萊鋼特殊鋼系統(tǒng)產(chǎn)品升級(jí)技術(shù)改造項(xiàng)目煉鋼工程、在西寧特鋼、軋鋼系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保工藝裝備升級(jí)改造工程-小棒材生產(chǎn)線系統(tǒng)工程等項(xiàng)目工程中得到成功應(yīng)用。11.1萊鋼特殊鋼系統(tǒng)產(chǎn)品升級(jí)技術(shù)改造項(xiàng)目煉鋼工程由于是電爐煉鋼，對(duì)接地的要求更加高，因此用高頻干擾防護(hù)淺挖深埋接地施工工法經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。該工程由于工程的特殊性，對(duì)接地端設(shè)計(jì)非常多，同時(shí)為了接地良好，對(duì)接地要求也較高，該項(xiàng)工程中經(jīng)統(tǒng)計(jì)共作高頻干擾防護(hù)淺挖深埋8處，每套系統(tǒng)經(jīng)測(cè)算節(jié)約資金2萬元，共節(jié)約資金16余萬元；同時(shí)工期也提前很多，經(jīng)統(tǒng)計(jì)使用該施工工法，每套系統(tǒng)可提前工期5天，該項(xiàng)工程僅僅接地這塊就提前工期15天左右，為該項(xiàng)工程的順利完成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。11.2河南濟(jì)鋼120噸大棒電氣安裝工程開、竣工時(shí)間為2012年4月6日～2013年6月30日；該工程使用了三套高頻干擾防護(hù)淺挖深埋裝置，使用效果良好，所有接地極都符合國家相關(guān)規(guī)范要求，而且方便、快捷。