关键词：复合固态接地装置；箱变接地降阻；施工工法
哈牡电化工程所处地形较复 , 地上覆地层均为粉土、角砾、碎石；下伏地层均为基岩（砂岩或板岩），土壤电阻率较高，经实际测量理论计算，该线路土壤电阻率约为300---2000欧.米。由于铁路箱变运行的可靠性要求较高，电阻要求在4.0欧以下,哈牡电化工程工程施工时间紧、难度大、周期长，施工接地必须在前期完成并达到设计要求。而箱变施工地点电阻率较高，采用传统接地网施工方法，接地电阻达不到设计要求,经各种方案比选和论证，选用TFGZ-J650型复合固态接地装置对接地网进行降阻处理，并总结形成此工法。
1工法特点
1.1施工工序衔接紧密，人员分工详细，各负其责，互相协作，既能确保工程质量，又能提高工作效率。
1.2地网焊接采用火泥熔焊法，操作简单，焊接牢固，质量可靠，导电性好。
1.3 复合固态接地装置为新型材料，具有相当低电阻率，在高电阻率地质条件下，可方便快捷有效的降低接地网的接地电阻，使其达到设计指标要求。
1.4 复合接地装置安装施工，工序简单，节省人力，降低施工成本，而且能更大的提高接地网的泄流作用，保证设备和人身安全。
1.5 复合接地装置的导电特性不受干湿度、高低温等季节变化的影响，可耐大工频破坏电流的冲击，阻值能保持长期稳定，也无变硬、发脆、断裂现象。利用此工法施工完成的接地网阻值能保持长期稳定。
2适用范围
可用于山区砂石地貌接地降阻，可以不受地理条件限制，特别适合地网深层为岩石的山区和丘陵地区等高电阻率地质的接地网施工。
3工艺原理
3.1、复合固态接地装置
TFGZ-J650型复合固态接地装置，由非金属导电粉末，高分子聚合物，超细纤维粘合剂---等材料组合构成。具有相当低电阻率（本项目使用的TFGZ-J650型复合固态接地装置的电阻率ρ≤0.1Ω·m）。它的导电特性不受干湿度、高低温等季节变化的影响，可耐大工频破坏电流的冲击，阻值能保持长期稳定，也无变硬、发脆、断裂现象。复合接地装置采用高压制程专利技术，增加了本身的抗压强度。
3.2、水平接地体采用截面-40×4镀锌扁钢
敷设后形成一个密封的矩形方阵，垂直接地体采用Φ150×400㎜复合固态接地装置，垂直接地体的敷设和排列位置严格按照施工图纸标注的位置进行敷设施工。水平接地体、垂直接地体的每一个交叉点通过放热熔焊的方式进行焊接，完成接地网施工。接地网的连接方式主要有：镀锌扁钢与镀锌扁钢的“一”接、“十”接、水平“T”接；镀锌扁钢与复合固态接地装置的垂直“T”接。每种焊接方式均采用专有的模具进行焊接。。
根据接地网的接地电阻，计算所需的TFGZ-J650型复合固态接地装置的数量，并围绕箱变四周进行敷设，同时与箱变基础主钢筋进行连接。利用复合固态接地装置增加的接地网敷设面积以及其超低电阻率，降低接地体的接地电阻。
4工艺流程及操作要点
4.1、工艺流程
开挖沟槽→敷设（水平）镀锌扁钢→安装（垂直）复合固态接地装置→垂直接地装置与水平扁钢放热焊接→接地引线与箱变基础网引出的扁钢相连→电阻测试
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4.2 操作要点
4.2.1 施工准备
（1）按照施工组织设计要求，配齐工程所需的所有施工机具、设备、仪表和材料等；对上场的施工机具要进行试运转，保持最佳状态，校准仪表，确保测量准确。
（2）向参与施工的工作人员介绍施工方案，组织技术交底，明确作业岗位和职责任务。对施工人员进行安全培训。
（3）根据施工图做好镀锌扁钢、复合固态接地装置等材料的计划，并报物资管理部按计划采购。材料进场必须具备相应的检测合格资料，并报监理认可。
（4）做好施工人员安排计划，配置劳动力。与土建专业做好沟通，尽量减少交叉作业，合理安排作业面。保证施工进度。
4.2.2 接地网测量定位、放线
（1）按照设计图纸，用经纬仪对接地网分布区域进行测量。并每3米至5米设置一根定位控制桩，便于挖沟放线。
（2）按测量的接地网路径画白灰线。
（3）在水平接地轴线边，每5米设置一水平控制桩，用水准仪测出设计地面标高作为沟槽开挖深度的控制依据。
（4）利用钢卷尺确定地网敷设的位置和路径，接地装置敷设的接地网离箱变基础距离不应小于3m，与道路或建筑物入口的距离应大于5m。
4.2.3 接地网敷设路径的开挖：
（1）根据土建现场地坪的标高（0.00）进行开挖，开挖的沟槽深度为1.2m，底部宽0.4m。与电缆沟或消防通道交叉的地方加深开挖深度，保证地网从其下方通过。
（2）沟槽开挖后应人工进行场地整平，除去沟槽底部大粒径碎石，进行模板支护，采用400×1500的钢模版支护成400×400的接地沟槽。
（3）根据测量的路径及标有的指示物进行开挖。
4.2.4 接地网水平接地体敷设：
（1）水平接地体采用截面积为-40×4镀锌扁钢。
（2）按照设计图纸、开挖径路的实际情况，预算每一根水平接地体长度，用切割机对水平接地体进行切割。敷设时，镀锌扁钢在沟里有自然弯曲，预算长度时，在敷设路径长度基础上，增加20%富余量。为保证焊接工序顺利进行，预算长度增加10公分的预留。
（3）按照开挖好的路径进行敷设
敷设镀锌扁钢时应平直，无明显弯曲；地沟底面应平整，不应有石块或其它影响接地体与土壤紧密接触的杂物；倾斜地形沿地形等高线敷设；采用人工敷设，至少保证3米1人的人员配备方案，防止镀锌扁钢断裂或打折；水平接地体顶面埋设深度不应小于0.6m。因为一般在地表下0.15～0.5m处是处于土壤干湿交替的区域，接地导体易受腐蚀。
4.2.5 接地网垂直接地体敷设
采用截面积Φ150×400㎜的复合固态接地装置，作为垂直接地体。
根据设计图纸结合开挖路径具体情况，确定每个垂直接地体的敷设位置。为提高接地装置的利用率，减小屏蔽作用对散流的影响，垂直接地体的间距应不小于3米。接地装置需从沟底垂直埋入土中，外露20cm以便和镀锌扁钢焊接。敷设需使用铁锤进行轻微敲打，敲打时注意控制力度，避免将接地装置打弯，以免损坏其内部结构,而造成接地装置预埋深度不达标。
4.2.6 接地网放热熔焊接
水平接地体和垂直接地体敷设完成后，采用放热熔焊的方式对每一个预留焊接点进行焊接。
（1）待焊接导体切割、打磨、清洁
使用切割机或钢锯对被焊接的镀锌扁钢和复合固态接地装置等进行切割，并使用砂轮和砂纸对其进行打磨，用软毛刷或其他软性物品清洁模具及待焊接的镀锌扁钢和复合固态接地装置等导体材料的表面杂物，导体表面有氧化物，水汽及油脂的，要分别采用钢刷、喷灯及除油剂处理，确保导体表面的清洁及干燥。
（2）模夹夹距调整
认真检查模夹后，将模夹卡紧模具，并反复调整夹距，直至模夹密合度与模具密合度相匹配，如果模夹的开合需要较大的力度，则表示夹距未调整到最佳位置，需要重新调整。模夹的安装和调整对放热熔焊的效果以及模具、模夹的使用寿命有重要影响，熔接之前务必认真调节模夹距离，无论模具内是否有熔接导体，不当的夹距都会对模具和模夹造成损坏。
（3）固定模具及待焊接导体
选用专用的焊接模具进行焊接。将模具置于平整的地面或平台之上，如果现场不具备条件，则需要人工临时修葺。将打磨、清洁后要连接的导体慢慢安放于模具的相应位置，并将其固定牢靠。
（4）模具密封处理
合上模具，检查模具接触面的密合度，防止作业时铜液从缝隙中渗漏出来。如果存在接触面有缝隙的情况要用防火胶泥进行封堵，也可使用铜套管、密封剂及高温棉等进行密封，密封效果的好坏将会直接影响放热熔焊的质量。
（5）往模具模腔内加入托片、焊剂
根据被焊接的导体的类型，选择合适剂量的焊剂，并检查焊剂是否存在质量问题，将钢托片平稳置入模具模腔底部中心位置，注意凹起的部位朝向上方，然后将选择好的焊剂缓慢导入模具模腔内。
（6）往模腔内加入引火粉
将放热熔焊专用的引火粉缓慢倒入模具模腔内，要将其均匀撒在模腔焊剂到模具口外沿部位，提高点火后一次性成功反应的机率。
（7）点火热熔焊接
合上模具上盖，注意合模具上盖时要轻放，防止将引火粉弄掉，影响点火成功率。用点火枪对着模具外沿的引火粉点火，热熔焊接反应在模具模腔内进行。点火后会发出强烈的火光，待火光消失之后，焊点焊接完成。反应过程中严禁直接接触模具，以免发生被重度烫伤事故，对焊接效果也会有不良影响。
（8）取出焊接导体
放热熔焊反应结束40秒左右，待模具冷却后打开模具检查焊接质量，如果焊点存在质量问题，则需要重新进行焊接。刚刚熔接的熔接点还不是非常牢固，取出导体时要轻拿轻放，取出的方法得当将直接影响焊点的寿命。
（9）清洁模具待下次再使用
用加热工具(如烘干箱或喷灯)干燥模具，祛除水汽。久未使用的模具内含有水分，尤其是前次使用后仍有残留焊渣的模具，水分更多，会严重影响焊接效果。
4.27 TFGZ-J650 型复合固态接地装置的敷设、搭接
（1）复合固态接地装置的敷设：
每隔5米敷设焊接复合固态接地装置,搭接位置专门制作L弧形连接件进行联接,增大其横截面积，达到更好的泄流作用。敷设时的人员安排和注意事项与敷设镀锌扁钢的方法一致。
（2）镀锌扁钢的敷设
按照制定方案进行敷设，水平接地网的镀锌扁钢应横平竖直
（3）连接镀锌扁钢和复合固态接地装置的连接
复合固态接地装置和连接镀锌扁钢之间，采用搭接。搭接长度不应小于280mm（为接地网镀锌扁钢直径的20倍以上）。搭接处用制作L弧形连接件进行联接，保证镀锌扁钢与接地材料的可靠接触，保证导电性。接地网和连接镀锌扁钢之间，采用放热熔焊方式焊接。
（4）穿越路基时要用钢管套护，因路面的物理形变会使接地材料挤压发生形变造成断裂；同时防止利器刮伤产品.
（5）在特殊环境下使用，其连接处需加固防护套。
（6）接地体沟要求平整，无碎石杂物，埋设时用细湿土分层夯实。
4.28复合固态接地装置的回填
复合接地装置入沟后，由质检人员沿沟巡查，核查沟内线缆敷设符合设计要求和施工规范后，方可回填土，每回填30cm土夯实一次，使回填密实度达到原土的80%以上，做到当天敷设、当天回填。
4.29填写施工验收记录、报验
完成后再用5.2.8的测量方法对降阻处理后的接地网进行测量，阻值符合设计要求，即可进行报验申请。
5处理效果
在哈牡电化工程四电项目箱变接地网的降阻处理中发挥了至关重要的作用，取得了可观的效果。具体的处理效果如表1所示。
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参考文献：
[1]成辉, 沈宏强. 高土壤电阻率风场风机与箱变接地网降阻方案应用分析[C]// 京津冀晋蒙鲁电机工程. 2014.
作者简介；姓名：姚笛，性别：男，出生年月：1982年2月，最高学历：本科，工作单位：中国铁路哈尔滨局集团有限公司佳木斯铁路工程建设指挥部，职务：高级工程师，研究领域：铁路电力
论文作者:姚迪
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 18期
论文发表时间:2020/1/16
标签：装置论文; 固态论文; 模具论文; 镀锌论文; 熔焊论文; 扁钢论文; 电阻率论文; 《当代电力文化》2019年 18期论文;