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風化巖地質條件下建筑物接地探討

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在電力系統中,將設備和用電裝置的中性點、外殼或支架與接地裝置用導體作良好的電氣連接叫做接地,常用的有保護接地、工作接地、防雷接地和屏蔽接地等。衡量接地的好壞一般以接地電阻來衡量,每棟建筑物在工程完工后,都必須做接地電阻測試,接地電阻值必須控制在規范允許的范圍之內。但是接地電阻受諸多因素的影響,有時候非常難以達到設計要求,特別是碰到風化巖地質。筆者在這些年中就碰到過幾個風化巖地質的情況,那么碰到風化巖地質時,建筑物的接地該如何處理呢?
1了解風化巖的特性
巖石在風化作用下會出現破碎、疏松及礦物成分次生變化的現象,繼續產生風化巖。風化巖劃分為未風化巖、微風化巖、中等風化巖、強風化巖、全風化巖與殘積土。針對不同風化巖,應采用不同接地方式。
2制定相應接地措施
對于全風化巖與殘積土,其風化已基本完全,已經具有土的特性,其接地采用普通的情況下的接地即可,此處不再另外討論。這里重點討論未風化巖、微風化巖、中等風化巖、強風化巖的情況。
未風化巖、微風化巖、中等風化巖、強風化巖都還是巖石形態,其標貫擊數大于50擊。巖石中的電阻率非常大,如果按照普通的接地方法來做的話,基本上沒有效果。筆者根據施工經驗,認為應采用特殊的聯合接地方式方能達到要求。 
聯合接地也稱單點接地方式,即所有接地系統共用一個共同的“地”。采用聯合接地方式可以有效抑制外部高壓輸電線路及不同接地體之間的相互干擾,不存在各種接地體之間的耦合影響,因此其電阻比較小。聯合接地現在已經被廣泛采用,是一種比較成熟的技術,只要是有經驗的施工人員都能做到。對于巖石結構,僅僅采用普通的聯合接地,接地電阻也無法滿足要求, 故而需對接地體做一定的處理。普通的聯合接地都是利用鋼筋作為引下線,利用基礎鋼筋作為自然接地體,但如果建筑物基礎設計在巖石上,僅靠基礎鋼筋作為自然接地體是不行的,應加設水平接地體。水平接地體應埋在基礎最深處,并在風化巖石上回填的粘性土,再埋設水平接地體。水平接地體可采用DN32的鍍鋅鋼管,采用爆破的方法在基礎巖石上炸出多個深孔,這些孔的孔深至少應達到4米以上,孔徑最好達到1米。在孔內填充粘性土,然后再將接地體全部插入粘性土內。保險起見,可以填充液狀長效降阻劑。液狀長效降阻劑可以有效增加接地體的尺寸,由于其其良好的流動性和滲透性,對各種土壤都能由接地體附近向各方向進行滲透,從而有效擴大接地體的等效直徑和等效長度。筆者通過上述方式,在2個基礎為風化巖地質的住宅小區里,成功使接地實測電阻處于設計要求的范圍之內。使用上述方式接地時,尚應注意以下方面:
2.1降阻劑的選用。 目前降阻劑配方各異、質量參差不齊、價格特殊、用量不一,因此要慎重選擇降阻劑。降阻劑應著重考慮產品的降阻特性、腐蝕性及穩定性。對于風化巖來說,應要求降阻劑的電阻率接近l n·m,才能有效降低接地電阻。根據《接地降阻劑暫行技術條件》規定,降阻劑應能使在實驗室的試塊中表面腐蝕率應不大于0.03 mm/年,在埋地的金屬腐蝕試驗中表面平均腐蝕率應不大于0.05 mm/年。
2.2接地體的位置選擇。在實際施工過程中,由于條件所限,或者業主和環境的要求,接地體并不是想做哪就做哪。從實際出發,在樓房機房的一側地下設接地體是不錯的選擇。
2.3接地體的數量選擇。接地體的數量及做法應充分考慮各種因素的情況。普通的做法是先假定做法,然后用計算公式先計算出預期電阻值,若不滿足要求,則調整做法,直至計算電阻值滿足要求。
2.4接地線及接地體的施工。一個好的設計要充分發揮作用,就必須依賴于好的施工。在實際施工過程中,如果真的碰上了風化巖地質,相信所有的施工人員都會重點關注接地體的施工,而忽視接地線的施工。筆者就曾碰見這種情況。接地線的施工對于大型建筑物來說,是施工工期比較長的一個子項,每個焊接點或者連接點都必須是有用的。接地線往往都是利用鋼筋作為引下線的,如果施工不符合要求,一旦隱蔽將難修復。
3結語
以上都是筆者在施工過程中總結的一些經驗。當然,每棟建筑物所面臨的地質條件都不盡相同,所采用的接地方式也會有所不同,風化巖地質是接地施工最怕碰到的地質情況,但是,只要掌握適合這種地質的接地,一切將變得簡單。
參考文獻:
[1]劉吉克 《移動通信基站接地問題的考慮》
[2]武漢高壓研究所《接地降阻劑暫行技術條件》等

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