4.2 冻土地区的接地工程设计
在多年冻土区内的风电机组基础接地设计,应根据实际情况进行。土壤电阻率在3 kΩ·m 以上地区,如果严格按照风电机组接地电阻4Ω 标准执行,其经济成本将成倍增长。对于高土壤电阻率条件,一是考虑在局部范围内按照就近原则进行多机联合接地,工频接地电阻可放宽在10~30Ω 之间;二是在选择接地材料时,应避免使用容易形成金属电位差的材料,尽量避免使用铜材。在使用镀锌钢材时应考虑冻胀的问题,在焊接时做加强保护。由于多年冻土区的冻土层平均厚度均超过800mm,所以在实际施工时应尽量使水平接地体处于冻土层下,并且禁止使用化学类降阻剂,由于化学类降阻剂需要大量的水稀释,大量的水会造成冻土层的加厚,并加重冻胀灾害。可使用物理性降阻剂进行换土填充,同时在深层冻土区,冻土层厚度超过1000mm 时,可考虑使用接地风筒,提高地网层的空气流动,降低冻土层的温度,达到稳定接地电阻的目的。
图4 给出冻土条件下天然承台基础的接地网设计方法,主要采用扩大地网面积与垂直接地体结合的方式,但冻土区应考虑垂直接地体实际施工难度,可采用钢管作为垂直接地体。
图4 天然承台基础的地网设计