嶺澳核電站BOP防雷接地系統.doc

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嶺澳核電站BOP防雷接地系統 廣東嶺澳核電站規(guī)劃建設4臺1000MW級壓水堆核電機組。核電站接地系統為全廠性共用系統，涉及到核島、常規(guī)島和BOP區(qū)域，全廠接地主網規(guī)劃和BOP區(qū)域接地設計由中方設計院負責完成，本文主要闡述嶺澳核電站BOP接地系統的設計原則和具體實現方法。 1BOP接地系統的功能 (1)將各種起因產生的故障電流引向大地，以保證在故障影響區(qū)域內活動的人員所承受的跨步電壓及接觸電壓被限制在一個安全的數值內。 (2)防止工作人員因觸摸絕緣損壞而帶電的金屬結構外殼及接觸帶電部件而造成人身傷亡事故。 (3)通過安裝在各建筑物上的避雷裝置，吸引雷電放電，將雷電流導入大地，從而保證人員、設備和建筑物免遭雷電威脅。 (4)提供電氣系統的中性點和電子設備的電子基準點。 (5)保持所有建筑物以及設備在同一電位上，防止沖擊電流產生電位升高，導致電氣設備因過電壓而發(fā)生故障。 2BOP接地系統的設計 2.1設計原則 (1)參考電站——廣東大亞灣核電站。 (2)有關國際、部標和行業(yè)標準。 (3)法國900MW壓水堆核電廠核島電氣設備設計建造規(guī)則RCC-E。 (4)IEC有關標準。 2.2接地系統組成 全廠防雷接地系統由接地主網、安全接地網、電子接地網和防雷接地網組成。 2.2.1接地主網 由深層接地網(基礎層上，構筑物下的接地線)，地下接地網(用埋地導線提供接地網等電位連接)和檢查井(井中有接地母排使接地網各分支互相連接，并可進行定期檢查)組成。 在接地故障期間，離地面不同距離的地點有不同的電位，在整個故障電流流向大地的期間，當人身體的不同部位與不同電位的各點相接觸時，會有50Hz的電流穿過其身體。地下接地網的設計必須按照IEC479規(guī)定，使得這些電流被限制在對人員不產生危險的數值內。 為了滿足這個要求，地下接地主網必須是網狀的，使得在裝置某一特定點上，導線的故障不會引起該點與裝置其他部分隔離。在重要區(qū)域，如200kV輔助開關站和500kV主開關站平臺上的高壓設備附近的接地網較密。 (1)深層地下接地網 深層地下接地網布置在基礎層上，由圍繞廠區(qū)每個建筑物的截面為185mm2的裸銅纜接地線組成。對覆蓋大面積或在其中裝有高壓設備的某些建筑物，在建筑物地下，建立一個接地網。 對于BOP區(qū)域，接地導線可敷設在建筑物外圍或基礎層上，并形成環(huán)繞式人工水平接地網。 深層地下接地網導體一般埋在地下1m至5m之間，裸銅纜導體敷設在一個約30cm深，并鋪有低電阻材料(腐植土)的小溝中，以獲得與大地的良好接觸。 深層地下接地網與其他接地網連接于： ——在檢查井中與建筑物外部接地網(地下接地網)連接。 ——在建筑物內通過接地銅排與建筑物內部接地網(安全接地網、電子接地網)連接。 (2)地下接地網 地下接地網用于進行各建筑物深層地下接地網的相互連接，同時還維持地面上的等電位，以限制建筑物外面的跨步電壓。 地下接地網由埋深約1m左右的185mm2裸銅纜組成，用于連接檢查井和各建筑物的深層地下接地網，其形狀為網狀。裸銅纜埋在低電阻率的土壤中，使其沿著它長度與土壤保持良好的電氣接觸。在經過人行道和出入口，必須保證埋深不小于1m，除在經過道路時采用保護管外，在裸銅纜上方0.4m處放置塑料網，為以后開挖指明位置。 每個建筑物的深層地下接地網原則上有2點以上與地下接地網相連，以免任何一點接地導線斷開時，不會使建筑物與接地主網分離。 (3)檢查井 檢查井作用是使深層地下接地網和地下接地網的接地導線在地理位置上便于連接；能對埋在地下的接地導線的電氣連通性進行檢查，便于測量所連接地網的接地電阻。 一個檢查井內設2至4個地下接地網連接點，井內的所有連接都用一個1.5m長的塑料管來絕緣。 在建筑物內部離地面1m高處設有接地銅排，也稱戶內檢查井，用于建筑物內部接地網與外部接地主網連接。 2.2.2安全接地網 建筑物內的接地網和設備同接地網的保護連接構成安全接地網。安全接地網在建筑物內一般為架空敷設，如固定在橋架上或墻上。 建筑物內電壓高于50V的電氣設備外殼，金屬框架、電纜金屬層、變壓器中性點等均與此地網相連。對于低壓配電系統來說，安全接地網相當于TN-S系統，由于構成接地網的裸銅纜起到了PE保護線的作用，所以，在380V配電系統中可以省去PE芯線，裸銅纜的選擇以RCC-ED4000為準則。 建筑物的安全接地網在其2端至少應有2點與全廠接地主網相連，連接點在建筑物內不同的接地銅排上。 2.2.3電子接地網 電子設備通過專用分線箱一點接入接地主網，各電子設備與分線箱之間用6mm2絕緣導線連接，分線箱與接地主網之間用50mm2裸銅纜連接。 2.2.4防雷接地網 (1)建筑物防雷等級 根據GB50057《建筑物防雷設計規(guī)范》的規(guī)定，按照建筑物的重要性、使用性質，發(fā)生雷擊的可能性及后果，建筑物的防雷分為三大類：一類是儲存易爆、易燃、高精度設備的建筑物；二類是儲存易燃物的建筑物(其年發(fā)生雷擊次數N：對于公共建筑物N＞0.06、對于一般辦公建筑物N＞0.3)；三類是年發(fā)生雷擊次數N為，對于公共建筑物為0.06≥N≥0.012、對于一般辦公建筑物為0.3≥N≥0.06、對于一般工業(yè)建筑物為N≥0.06。 根據上述原則，BOP建筑物的防雷等級確定如下：二類防雷建筑物為制氯站、燃油儲罐等；三類防雷建筑物為，500kVGIS廠房、開關站控制樓、輔助鍋爐/空壓機廠房、除鹽水廠房、循環(huán)水泵廠房、行政辦公樓、備件倉庫等。 (2)防雷接地網組成 防雷保護系統由避雷器(針或帶)，引下線，連接母線和接地網組成。 對于BOP220kV升壓站及輔助變壓器平臺，利用7支24m高的避雷針作為防雷裝置。 對BOP內二、三類防雷建筑物需裝設防雷設施。在屋面上采用鍍鋅圓鋼做避雷網帶，在整個屋面組成不大于1010m或128m(三類防雷建筑物為2020m或2416m)的網格，網格與周邊環(huán)狀避雷帶焊接連通。利用建筑物的金屬構件(或專敷鍍鋅圓鋼)做引下線。此引下線在部分柱子上利用一塊鍍鋅扁鐵引出，作為接地引出點，與全廠接地網連接。利用建筑物基礎梁內的鋼筋焊接連通做自然接地體。上述用作避雷帶、引下線和自然接地體的鍍鋅圓鋼和鋼筋，用電焊連接成電氣通路。 廠區(qū)內每根避雷針用1根或多根引下線通過接地檢查井與接地主網相連，可對接地的電氣連通性及接地電阻進行檢查。接地檢查井離建筑物距離至少1m，每個井中設置輻射型接地極。 2.2.5接地導線 接地導線的截面選擇按RCC-ED4000的規(guī)定。 組成接地主網的導線截面為185mm2的裸銅纜，其敷設位置為：對深層地下接地網，裸銅纜敷設在建筑物基礎負挖層上所做的一個30cm的淺溝內，并在溝內回填低電阻材料(腐植土)；對不同建筑物間的接地網連接導線，敷設在約1m深的溝中。 接地導線埋在低電阻率的材料層中，兩者保持良好的電氣接觸，接地導線與土壤的良好接觸有可能通過分布式總電導來降低其阻抗。 用熱劑焊連接工藝進行接地導線的地下連接，使得連接后的導線間接觸電阻不隨時間而變化。 接地導線在構筑物交叉處(如通過道路)，使用PVC保護管。 2.2.6接地電阻 嶺澳核電站接地網的工頻接地電阻值要求不小于0.5Ω。 3結束語 嶺澳核電站接地系統是一個全廠性公用系統，將全廠各個建筑物的接地網全部連接起來，構成一個大系統，以降低接地電阻，保證人身安全。與國內電廠的一般做法相比，有如下區(qū)別： (1)接地系統組成。核電站全廠接地系統由接地主網、安全接地網、防雷接地網、電子接地網各個分系統構成。在每個建筑物內各個系統均獨立設置，通過戶內接地銅排連接在一起，再通過戶外接地井與全廠接地網連接。與國內電廠接地系統的做法相比較，其功能分工清晰明確，檢測、維護方便。 (2)接地材料的選擇不同。核電站的接地材料全部為裸銅纜，如全廠接地主網選用185mm2裸銅纜。而國內常規(guī)電廠一般選用605扁鐵(其等效銅纜的截面為25mm2)，兩者的導電性能與使用壽命有較大差距。 (3)接地網的敷設方法不同。核電站接地網敷設深度不小于1m，圍繞某些建筑物的接地網敷設深度達到5m，接地導線敷設在一個回填有低電阻材料的小溝內，導線之間的連接采用熱劑焊。而國內電廠接地網的敷設深度一般為0.6～0.8m，接地導線簡單地埋在地下，導線連接采用電焊搭接，在保證接地電阻的穩(wěn)定性及接地網的連續(xù)性方面有著較大的優(yōu)點。 目前國內的核電站設計尚未有相應的設計規(guī)程、規(guī)范，從核電站的安全性出發(fā)，只能參照已運行的大亞灣核電站的做法進行設計與施工。隨著我國核電建設的發(fā)展，希望能夠建立一套安全、經濟、適合國情的核電站設計體系。 [1] 第 7 頁 共 7 頁