水利水电施工接地保护方法与流程

本发明涉及水利水电施工用电安全技术领域，具体为水利水电施工接地保护方法。

背景技术：

国际水利水电施工中，施工供电是工程施工生产顺利进行的命脉，采用何种安全、可靠、有效的电气设备接地保护方式，以及对供电系统内电气设备的接地保护明晰的分类使用一直是提升供电安全与质量的研究课题，近年来伴随着大型国际epc合同承包项目施工，要求前期施工供电整体策划中充分体现安全、规范、明晰，使得施工作业人员一目了然，但在供用电规范及国标中都没有具体的指出水利水电施工生产系统中对于接地保护采用具体方式，只是在供用电的电源部分阐述具有多样性的保护接地类型和方式方法，特别大型的生产加工系统规范都是简述要求接地保护，问题是采用哪一种类的保护接地更为合理和优化以及创新施工方法，并没有完整明确的方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有漏电保护、等电位接地保护、防雷电综合功能，安全可靠性较高的几种水利水电施工接地保护方法。技术方案如下：

一种水利水电施工用供电系统接地保护方法，将接地电阻小于4欧姆的变压器工作接地网连接到施工场面的混凝土钢筋网；将施工配电网中的二级配电箱和三级开关箱的金属外壳及箱内的每个保护接地点均通过接地线连接到钢筋网的引出螺栓上；配电干线盘柜安装三块绝缘检查用相电压表。

一种临时或应急供电系统接地保护方法，供电变压器的低压侧中性点通过压保护器接地，低压的出线端口安装四极漏电开关和过压保护器组合的保护装置，同时在系统中加装漏电保护配电箱。

一种施工用电设施接地保护方法，在施工用电设施的安装施工中埋设接地地极，将连贯钢结构基础间隔跨度大于25米的生产设备连接到该接地地极；将生产设备所有钢结构焊接成一体组成钢结构接地网，将所有施工用电设备的外壳、保护接地点，及供电变压器中性点接地极均连接到该钢结构接地网。

一种保护接零方法，与变压器中性接地点相连的pe保护线采用扁钢，该扁钢还连接到一级漏电保护箱，且每间隔n米做重复接地；在pe保护线上设置分接盒以检测钢结构房梁以及屋顶的防雷电引入点；一级漏电保护箱的pe保护点通过五线电缆连接到二级漏电保护配电箱的pe保护点；且将pe保护线进入不同用电器的保护点。

进一步的，所述扁钢的引出端与变压器中性接地点的引出端之间保持5米的距离。

更进一步的，所述pe保护线的重复接地点与建筑物保持5米距离。

本发明的有益效果是：

1）本发明的水利水电施工用供电系统接地保护方法发现供电网故障接地及时，故障接地后不会产生跨步电压危害，具有漏电保护、等电位接地保护、防雷电综合功能，安全可靠性较高。

2）本发明的临时或应急供电系统接地保护方法具有双重防止高压窜入和过电压保护功能，原理简单、结构简洁、容易取材，安全可靠性较高。

3）本发明的施工用电设施接地保护方法发现故障接地及时，故障接地后不会产生跨步电压危害，具有对微机控制系统的抗电磁干扰、单项漏电干扰、全系统程序化的稳定运行，防雷电功能，安全可靠性较高。

4）本发明的保护接零方法pe保护线独立性强，不易混淆工作零线，具有对整体建筑物防止漏电电流，电磁干扰、防雷电功能，安全可靠性较高。

附图说明

图1为主体钢筋网保护接地系统示意图。

图2为临时或应急供电系统保护接地保护方法示意图。

图3为施工用电设施接地保护方法示意图。

图4为三相五线制低压供电系统保护接零方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

1）对于主体混凝土施工浇筑场面使用变压器中性点接地供电系统的护方法

施工中充分利用主体钢筋接地网的自然接地体优势，接地点安装警示标牌和安全围网，供电变压器的中性点以及三级配电两级漏保系统的各个配电箱的接地保护点都可以分别就近接入主体钢筋接地网。

保护方案的具体做法是：

把接地电阻小于4欧姆的变压器工作接地网可靠的连接于施工场面的混凝土钢筋网，同时施工配电网采用三级配电两级漏保方案；其中的二级配电箱和三级开关箱的金属外壳和箱内的每个保护接地点都用一根电线作为接地线连接到就近焊接于钢筋网的引出螺栓上，这种方法的关键点是利用了混凝土的钢筋网具有接地和传导漏电电流良好的特点；做到配电干线盘柜安装三块绝缘检查相电压表，用作对电压供电网三相相电压的监察，当低压配电系统有接地故障时故障相电压就马上下降而其它两项电压升高，能及时反映供电系统存在安全隐患；如果漏电电流达到漏电保护开关动作值，该开关迅速分闸，切断了故障点的供电电源。

这种保护方法有效的解决供电和用电设备在施工生产中绝缘损坏漏电所产生人身伤害事故以及故障的延伸扩大的危害。该方法的安全保护效果优于传统的三相四线供电网中保护接地做法，（利用了钢筋网自然接地体优势），同时具有发现漏电接地故障及时，故障接地后由于钢筋接地网与大地良好的连接具有等电位特点，所以不会产生跨步电压危害，漏电保护动作灵敏度高，还能兼顾防雷电侵袭，具有安全可靠性较高的综合保护功能，实际应用于苏丹阿特巴拉水坝施工中得到了较好的应用效果。

图1为某水电施工中设计采用的与大地连接的主体钢筋网保护接地系统，其混凝土坝坝段用钢筋网全部接入保护接地网，这样的系统漏电保护动作敏感迅速，同时如果漏电保护空开失灵与大地连接的钢筋接地保护网可视为等电位点，（钢筋具有较好的导电性）所以极小的跨步电压不足以至人伤害，这样又起到了二次保护作用，相电压表v可以随时监控供电网运行安全状态。

本方案体现了施工混凝土用钢筋网要全接地等电位的概念；三相四线供电电源侧和配电干线盘柜要安装三块相电压检察表；用于施工的供电的主盘柜和配电箱接地保护点都要可靠连接钢筋网用作接地保护点。

2）临时或应急供电系统保护方法

临时或应急供电系统对于容量小，分布电容小,电源的中性点也可不做工作接地，但是要采取可靠有效的防止高压窜入造成人身伤害的保护措施。

防止高压窜入方法的具体做法是：

供电变压器的低压侧中性点通过压保护器接地；为防止高压窜入低压供电网造成事故，低压的出线端口安装四极漏电开关和过压保护器组合的保护装置；系统中使用漏电保护配电箱，如图2所示。

本方案解决水电施工中临时或应急变压器供电电源中性点接地要求不易做到满足≤4ω的技术要求问题（受时间和地理条件限制），应用四极漏电开关和过压保护器组合的保护装置加强了防护高压窜入伤害人身和设备的防范措施，其保护效果具有双重防止高压窜入和过电压功能（变压器中性点过压保护器和应用四极漏电开关和过压保护器组合的保护装置双重作用），且原理简单、结构简洁、容易取材，安全可靠性较高。

图2示出了某水电工程二期围堰排水使用的中性点不接地的应急变压器供电做法，该二期围堰排水属于临时性用电，所以采用了中性点不接地的变压器供电系统，由于临边潮湿河滩施工安装接地极电阻很容易满足规范中对过电压接地小于30欧姆要求，在变压器中性点安装过压保护器，采用了四极漏电开关和过压保护器组合的保护装置，该装置原理简单、结构简洁、容易取材，对防范高压窜入低压供电网有着较好的保护作用，同时全系统使用了漏电保护配电箱，实际应用中潜水泵运行时绝缘降低漏电开关通过系统中电容电流使得漏电保护回路迅速动作分闸，起到了较好的安全效果。

本方案中四级漏电开关和过压保护器组合的作用原理是一旦高压窜入可通过图2中的n、a、b、c线路上任意的过压保护器与变压器中性点及接地过压保护器构成回路放电，此时作用在开关中的不平衡漏电电流或放电时形成的短路电流都能够瞬间分断四级漏电开关。

3）电气设备及施工用电设施接地保护方法

将电气设备的金属外壳直接接地，其具有原理简明施工便捷特点，配合漏电保护开关非常适用于水利水电施工混凝土拌和楼以及人工骨料等系统的三相四线制供电网。

这种接地保护具体做法是：由于混凝土拌和楼以及人工骨料等系统的设备具有深埋地下的基础和连贯钢结构支撑，这样结构接地网的接地电阻很容易做到满足≤4ω的要求，在施工设备系统安装基础施工中埋设接地地极；生产系统的连贯钢结构的基础间隔跨度大于25米的都要做合格的接地地极；生产设备所有钢结构都要焊接连接成一体组成接地网；生产系统中所有用电设备的外壳或保护接地点都可靠的连接在这个具有接地功能的支撑金属钢结构中；供电变压器中性点接地极也可靠连接这个金属结构网；在配电及控制室安装绝缘检查三相电源的三块相电压表。

这种保护接地做法有效解决了实际工作中常常遇到电气设备或线路绝缘损毁后金属桁架结构带电，但是由于该方法有可靠的接地连接及金属结构较低的接地电阻，人体触碰到的触电压在安全电压范围内（小于36伏），不足以造成对人的伤害，起到了较好的保护作用；同时解决了由于混凝土拌和楼以及人工骨料等系统的系统中动力电缆和控制电缆较长且繁多，泄漏电容电流分布杂散，很容易造成漏电保护开关的误动作，所以不易采用漏电保护开关的供用电设备的漏电保护问题；该方法的安全保护效果优于传统的三相四线供电网中保护接地做法，一旦有绝缘损坏漏电事故可以立即反应出来，同时连贯钢结构接地保护网的作用使得漏电电压较低不会产生人身伤害事故，实际应用安全保护效果显著。

图3为某水电项目施工用拌合楼和人工砂石系统采用的保护接地方法示意图，由于混凝土拌和楼以及人工骨料等系统中动力电缆和控制电缆较长且繁多，泄漏电容电流分布杂散，不适宜漏电保护开关使用，所以系统中对程序控制的运行主体设备采用连贯结构构成的接地保护网保护方法把供用电整合为全系统接地，同时对系统内不影响主体设备运行的独立用电单元采用漏电开关保护，如制冷和照明系统、检修电源系统、即符合规范又有所创新，由于麦洛维地区常年48度高温，砂石系统露天设置，施工后期电缆老化破损搭铁时常发生，这时电压监视系统相电压表v能及时发现故障存在，连贯钢结构全系统保护接地网也确保了人身安全，应用保障安全效果显著。

本方案体现了水电施工中连贯钢结构支撑结构系统的连贯全接地概念；三相四线供电电源侧，配电干线盘柜要安装三块相电压检察表；应用在微机程序化控制的钢结构生产系统（因为程序化生产对使用漏电保护系统误动所产生的中断生产流程后果不利因素众多）；系统中所有设备接地保护外壳和保护接地点使用导线直接接入连贯钢结构等电位概念。

5）保护接零方法

tn-s系统的保护接零：在三相五线制低压供电系统,严格的说是变压器中性地点单独引出一根pe保护线作为供电系统内电气设备的保护地线，该系统原理简洁明了且符合国际电工委员会iec标准，很容易获得业主工程师的理解和批准。

改进型保护接零的具体做法：

实践应用中pe保护零线采用镀锌扁钢与变压器中性接地点相连，且引出端与变压器中性接地点的引出端之间保持5米的距离（防止雷电反击电压）；pe保护扁钢连接与一级漏电保护箱；这条扁钢每间隔25米做重复接地点，同时制作分接连接线盒，用于检测的测量和钢结构房梁以及屋顶防雷电引入点，重复接地极地点要保持距离建筑物5米距离；一级漏电保护箱的pe保护点用五线电缆连接到二级漏电保护配电箱pe保护点；其中使用pe保护线进入不同的用电器保护点。

这种“改进型三相五线制”施工做法是永久建筑内用电设施和人身安全防护的最优化解决方案，同时解决了建筑物内金属结构构架接地问题，pe保护线和工作零线容易混淆的问题，其效果能达到具有对整体建筑物防止用电设施绝缘损坏的漏电电流对人身的伤害，建筑物内金属构件悬浮产生电磁辐射干扰（带电云层或其它电磁波感应与未接地的金属构件产生电磁效应）、建筑屋顶防雷电功能，防护安全可靠性较高。

图4是某水电项目为业主和监理工程师提供的办公区、医院的“改进型三相五线制”低压供电系统做法，pe保护线采用镀锌扁钢于变压器中性接地点相连，且引出端与变压器中性接地点引出端之间保持5米的距离（防止雷电反击电压），pe保护线镀锌扁钢直接连接与一级漏电配电箱，这条扁钢地埋敷设且每间隔25米做重复接地点，同时制作分接连接线盒，用于检测的测量和钢结构房梁以及屋顶防雷电引入点，重复接地极地点要保持距离建筑物5米距离，一级漏电保护箱的pe保护点用五线电缆连接到二级漏电保护配电箱pe保护点，在用pe保护线进入不同的用电器保护连接点。

本方案中pe保护线采用镀锌扁钢形式，使用分线盒制作的综合接地防雷电原理，该类型的连接做法具有防止电磁干扰功能。