CN212908136U - 一种污水处理厂的联合接地系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种污水处理厂的联合接地系统，该污水处理厂包括建筑物、水池构筑物以及变电所。本申请基于厂内所有建筑物及构筑物的钢筋框架构建自然接地装置，以及构建变电所室外的地下辅助接地装置，将自然接地装置和辅助接地装置以多点方式可靠连接起来，共同构成防雷接地、工作接地、保护接地、屏蔽接地、防静电接地等为一体的厂级统一高可靠低阻抗的联合接地系统。联合接地系统在事故时多点泄放事故电流的特点能够有效保障人身和设备设施安全，并防止耦合反击干扰影响设备运行。

Description

一种污水处理厂的联合接地系统

技术领域

本申请涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种污水处理厂的联合接地系统。

背景技术

接地装置由接地体和接地线组成，通过将建筑物的雷击电流、电气设备或其他设备故障时可能产生的泄漏电流、静电荷等安全引入地下泄放，从而有效保障人身及设备安全，防止各种事故发生。水处理工程设计中的接地种类一般有防雷接地、工作接地、保护接地、屏蔽接地、防静电接地等，接地方法主要是通过金属导线与接地装置连接来实现，防止雷击事故，预防火灾和爆炸，保障人身安全，保障设备和线路免遭损坏，防止静电损害，保障电气系统及仪控系统正常运行。

传统的接地设计中一般采用对建筑物及构筑物的防雷接地、变压器工作接地、仪表自控设备接地、设备安全保护接地等分别接入相互分离的接地系统，由于不同种类的接地系统多，事故时接地导体间潜在的耦合影响往往难以避免，容易引起各接地系统的互相干扰或形成地下反击，影响或损坏其他设备。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种污水处理厂的联合接地系统，使污水处理厂的接地装置共用一个统一的“地”，从而使接地电阻最小化，保障人身和设备设施安全，并防止耦合反击干扰影响设备运行。

本申请实施例提供一种污水处理厂的联合接地系统，所述污水处理厂包括建筑物、水池构筑物以及变电所，所述系统包括：设置于建筑物处的第一自然接地装置，包括依次连接的屋顶避雷带、建筑物钢筋框架以及第一水平接地线；设置于水池构筑物处的第二自然接地装置，包括依次连接的池上栏杆、水池钢筋框架以及第二水平接地线；设置于变电所外的辅助接地装置，包括多个间隔打入地表的垂直接地极以及第三水平接地线，所述第三水平接地线环绕所述变电所设置，多个垂直接地极与所述第三水平接地线电连接；所述第一水平接地线、所述第二水平接地线和所述第三水平接地线埋设于地下且相互连通。

在上述方案中，基于厂内各建筑物及构筑物的钢筋框架构建自然接地装置，以及构建变电所室外的地下辅助接地装置，将自然接地装置和辅助接地装置以多点形式可靠连接起来，构成高可靠、低阻抗的厂级联合接地系统。不管任何地方出现雷击电流或者事故电流，都通过整个厂区的联合接地系统进行大面积地泄放，不仅泄放速度快，且泄放十分彻底，对人身安全和设备设施安全都起到有力保障。而且，有效防止耦合反击干扰影响设备运行。

在一种可选的实施方式中，所述建筑物钢筋框架包括建筑物的柱内主钢筋以及建筑物基础钢筋，屋顶避雷带与柱内主钢筋电连接，柱内主钢筋与基础钢筋电连接。

在一种可选的实施方式中，所述建筑物基础钢筋的接地点与第一接地连接板电连接，所述第一接地连接板与第一水平接地线以两点以上方式电连接。

在一种可选的实施方式中，所述水池钢筋框架包括水池构筑物的池壁钢筋以及水池基础钢筋，池上栏杆与池壁钢筋电连接，池壁钢筋与水池基础钢筋电连接。

在一种可选的实施方式中，所述水池基础钢筋的接地点与第二接地连接板电连接，所述第二接地连接板与第二水平接地线以两点以上方式电连接。

各建筑物及构筑物采用建、构筑物的钢筋混凝土基础作为自然接地体，每个单体建、构筑物的基础钢筋电连接在接地连接板上，且接地连接板和水平接地线以两点以上方式电连接，在地下与整个厂区的其他接地装置相连，构成统一的联合接地系统。

在一种可选的实施方式中，所述第一水平接地线、所述第二水平接地线以及所述第三水平接地线采用镀锌扁钢。

在一种可选的实施方式中，所述第三水平接地线引出到变电所内，变电所内的变压器的中性点与所述第三水平接地线连接。

变压器中性点通过与辅助接地装置相连，实现与地下整个联合接地网的连接，工作接地更加可靠。

在一种可选的实施方式中，建筑物的柱内主钢筋的截面面积大于16mm²。柱内主钢筋作防雷引下线，大截面面积的主钢筋能够更快速地泄放雷击电流。

在一种可选的实施方式中，所述污水处理厂内的电气设备的金属外壳以及任一金属构件均通过一接地线与所述第三水平接地线连接。

对厂内所有电气设备的金属外壳、照明灯杆、电缆桥架及保护管、设备基础、金属楼梯、金属栏杆及其它正常时不带电的金属构件，均通过一接地线与第三水平接地线连接，可防止在绝缘损坏或意外情况下金属外壳带电时强电流通过人体，以保证人身安全。

在一种可选的实施方式中，所述污水处理厂内的PLC机柜通过屏蔽电缆与现场仪表或执行器完成信号传输，所述屏蔽电缆以单点方式连接一接地线，并通过所述接地线与所述第三水平接地线连接。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的污水处理厂的联合接地系统的平面局部设计图；

图2示出了本申请实施例提供的污水处理厂的联合接地系统的立面局部示意图。

图标：110-垂直接地极；120-水平接地线；210-池上栏杆；220-池壁钢筋；230-水池基础钢筋；310-屋顶避雷带；320-柱内主钢筋；330-基础钢筋。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

污水处理厂因工艺处理功能的需要，往往配置有办公楼、水泵房、辅助设备间、变电所等建筑物，同时配置工艺处理必需的处理水池等构筑物，根据处理功能需要配置工艺处理设备及变配电等其他辅助设备等，通常水处理场地有限制，需要布置紧凑。污水处理厂的基本功能是进行水处理，主要建、构筑物均围绕着水的处理而构建，防雷电安全是污水处理厂必须考虑的因素。水处理在实际生产运营中不可避免会有跑冒滴漏，带来安全隐患。水处理配套的变电所及电气系统本身也会产生电磁干扰，会以辐射方式干扰其它设备(特别是仪控设备)的运行。部分污水处理厂管理不善，造成一些设备电缆接线头裸露，电缆沟内积水，进而影响用电安全。所有上述问题均需要污水处理厂有一个能够满足场地限制又可靠安全的接地系统，以确保人身和设备设施安全。

基于以上现状以及现有技术中存在的技术问题，本申请实施例提供一种污水处理厂的联合接地系统，该联合接地系统部署于污水处理厂内，该污水处理厂内包括建筑物、水池构筑物以及变电所。该联合接地系统包括：第一自然接地装置、第二自然接地装置以及辅助接地装置。其中，第一自然接地装置设置于建筑物处，每一建筑物处均设置一第一自然接地装置，该第一自然接地装置包括依次连接的屋顶避雷带、建筑物钢筋框架以及第一水平接地线。第二自然接地装置设置于水池构筑物处，若污水处理厂内存在多个水池构筑物，则每一水池构筑物处均设置一第二自然接地装置，该第二自然接地装置包括依次连接的池上栏杆、水池钢筋框架以及第二水平接地线。辅助接地装置设置于变电所外，包括多个间隔打入地表的垂直接地极以及第三水平接地线，第三水平接地线环绕变电所设置，多个垂直接地极与第三水平接地线电连接。可选的，采用焊接方式将垂直接地极与第三水平接地线电连接。在该联合接地系统中，第一水平接地线、第二水平接地线和第三水平接地线埋设于地下且相互连通，形成一个统一的高可靠低阻抗的联合接地系统。

污水处理厂的主要建筑物包括办公楼、水泵房、鼓风机房、污泥脱水及处置间、加药间、变电所等，这些建筑物的防雷电等级根据设计计算结果确定，一般按三类防雷建筑物设计第一自然接地装置。在本实施例中，建筑物钢筋框架包括建筑物的柱内主钢筋以及建筑物基础钢筋，屋顶避雷带与柱内主钢筋电连接，柱内主钢筋与基础钢筋电连接。更进一步的，建筑物基础钢筋彼此电连接，建筑物基础钢筋的接地点与第一接地连接板电连接，第一接地连接板与第一水平接地线以两点以上方式电连接，比如，第一接地连接板上电连接两条第一水平接地线。在出现雷击时，雷击打到屋顶避雷带上，雷击电流通过柱内主钢筋往下传导，传导至建筑物基础钢筋，建筑物基础钢筋通过第一接地连接板和第一水平接地线将雷击电流泄放到地下土壤中。

在本实施例中，柱内主钢筋作防雷引下线，而对于防雷引下线的柱内主钢筋的截面面积要求较高，通常要求截面面积大于16mm²(平方毫米)，大截面面积的钢筋能够更快速地泄放雷击电流。

污水处理厂的主要构筑物包括各类工艺处理水池，水池构筑物的防雷采用池上栏杆作为防雷装置，水池钢筋框架包括水池构筑物的池壁钢筋以及水池基础钢筋，池上栏杆与池壁钢筋电连接，池壁钢筋与水池基础钢筋电连接。更进一步的，水池基础钢筋彼此电连接，水池基础钢筋的接地点与第二接地连接板电连接，第二接地连接板与第二水平接地线以两点以上方式电连接，比如，第二接地连接板上电连接两条第二水平接地线。

在本实施例中，池壁钢筋作防雷引下线，在出现雷击时，雷击打到池上栏杆，池上栏杆通过连接池壁钢筋将雷击电流往下传导，传导至水池基础钢筋，水池基础钢筋通过第二接地连接板和第二水平接地线将雷击电流泄放到地下土壤中。

第一接地连接板以及第二接地连接板为一块大的钢制板，其大小约为100mm长、100mm宽、10mm厚。

建筑物及构筑物的防雷接地采用建、构筑物的钢筋混凝土基础作为自然接地体，每个单体建、构筑物的基础钢筋电连接在接地连接板上，且接地连接板和水平接地线以两点以上方式电连接，在地下与整个厂区的其他接地装置相连，构成统一的联合接地系统。

可选的，第一水平接地线、第二水平接地线以及第三水平接地线采用镀锌扁钢。

变电所是水处理的变配电动力中心，同时设计有满足工艺控制需求的主控PLC机柜室，需要安全可靠的接地系统保障变压器中性点的工作接地和变配电设备、PLC控制系统的安全保护接地等需求，保障设备正常工作运行和操作人员人身安全。在变电所室外地下设计以垂直接地极(镀锌钢管或镀锌角钢)和水平接地线(镀锌扁钢)为主的辅助接地装置，辅助接地装置以两点以上方式在地下与整个厂级的其他接地装置相连，从而使变电所的接地电阻最小化。此外，变电所内还可设置室内接地网(镀锌扁钢)，并与室外的辅助接地装置通过多点方式相连。

示例性地，在距离变电所外三米的位置将垂直接地极打入地表，每隔五米打入一根垂直接地极，垂直接地极可选用长约2500mm、直径约50mm的镀锌钢管，用大锤将其凿入地下。同样，在距离变电所外三米的位置环绕变电所挖沟，在沟内铺设镀锌扁钢(即第三水平接地线)，并将铺设的镀锌扁钢与每一垂直接地极电连接，形成环绕变电所的环形接地网。环形接地网的设置，一方面，有利于将第三水平接地线引出到变电所内，用于变电所内各电气设备、金属构件等接地连接，另一方面，降低整个变电所的接地电阻。

在上述方案中，第一自然接地装置、第二自然接地装置以及辅助接地装置中的第一水平接地线、第二水平接地线以及第三水平接地线彼此连通，各水平接地线在地下形成统一的网状联合接地系统，不管任何地方出现雷击电流或者由于设备故障而产生事故电流，都通过整个厂区的联合接地系统进行大面积地泄放，不仅泄放速度快，且泄放十分彻底，对人身安全和设备设施安全都起到有力保障。

而且，该联合接地系统的电阻极低，绝对小于1欧姆，经多次实测，接地电阻约在零点几欧姆左右。可以理解的，雷击产生的雷击电流一般在几百千安左右，且短路电流也较大，这些电流传导至水平接地线上，高阻抗的接地系统往地下泄放电流的速度是很慢的，而接地电阻越低，往地下泄放电流的速度越快，所以，本实施例中的联合接地系统的设计可以有效提高事故电流的泄放速度。

按照以上实施例，可构成防雷接地、工作接地、保护接地、屏蔽接地、防静电接地等为一体的厂级高可靠、低阻抗的联合接地系统。其中，防雷接地即前文中各建、构筑物的自然接地。

工作接地：为了电路或设备达到运行要求的接地，比如，第三水平接地线引出到变电所内，变电所内的变压器的中性点与第三水平接地线连接。变压器中性点采用镀锌扁钢与第三水平接地线可靠连接，且以两点以上方式连接。

保护接地：使电气设备的金属外壳接地，可防止在绝缘损坏或意外情况下金属外壳带电时强电流通过人体，以保证人身安全。对厂内所有电气设备的金属外壳、照明灯杆、电缆桥架及保护管、设备基础、金属楼梯、金属栏杆及其它正常时不带电的金属构件，均通过一接地线与第三水平接地线连接。可以理解的，本实施例中的若干水平接地线在地下形成联合接地网，各水平接地线均相互连通，因此，电气设备的金属外壳和任一金属构件只需连接到相近的一条水平接地线上，即可与整个联合接地网连通。

屏蔽接地：污水处理厂内的PLC机柜通过屏蔽电缆与现场仪表或执行器完成信号传输，其中，屏蔽电缆以单点方式连接一接地线，并通过相连的接地线与厂内的任一铺设的水平接地线相连，从而与整个联合接地网连通。

防静电接地：水处理工程中很多电气设备及仪器对静电电压比较敏感，静电会影响其正常工作，而且，由静电产生的感应电可能会引起人身触电，当静电严重时可能会引起火花放电，严重的会造成火灾事故。对于污水处理厂内各孤立的设备，例如孤立的储罐等，通过一接地线与就近的一条水平接地线相连，通过联合接地网将感应电导入地下。

上述方案，有效保证了变压器中性点工作接地的需要，同时，室内变压器、配电柜、直流屏、PLC机柜、电动机等金属外壳基座通过接地线与联合接地网可靠连接，构成保护接地，对人身和设备安全起到保护作用。而且，联合接地网能有效防止由于事故耦合反击干扰仪控设备的正常运行或造成崩溃。

污水处理厂级的联合接地系统，基于厂内所有建筑物及构筑物的钢筋框架构建自然接地装置，以及构建变电所室外的地下辅助接地装置，将自然接地装置和辅助接地装置以多点形式可靠连接起来，共同构成防雷接地、工作接地、保护接地、屏蔽接地、防静电接地等为一体的厂级高可靠低阻抗的联合接地系统。联合接地系统能够实现接地电阻最小化，实际建设实施的几十个工程项目检测结果均达到小于1欧姆，有效保证了变压器中性点工作接地的需要。为防止因设备绝缘损坏带电而危及人身和设备安全，对所有厂内电气设备的金属外壳、照明灯杆、电缆桥架及保护管、设备基础、金属楼梯、金属栏杆及其它正常时不带电的金属构件，均通过接地线与厂级的联合接地系统可靠相连，联合接地系统在事故时多点泄放事故电流的特点能够有效保障人身和设备设施安全，并防止耦合反击干扰影响设备运行。

在具体的工程施工中，图1示出了污水处理厂的联合接地系统的平面局部设计图，图2示出了污水处理厂的联合接地系统的立面局部示意图。其中，如图1所示，在变电所B外一定距离处打入多根垂直接地极110，多根垂直接地极110按照一定间隔打入地表，同时，在变电所B外，环绕该变电所设置环形的水平接地线120，水平接地线120环绕变电所B埋设于地下。每一垂直接地极110与环形的水平接地线120电连接。水平接地线120与其他接地装置的水平接地线120以多点方式连接。在图2中，从左至右分别为水池构筑物A、变电所B以及综合楼C，对于水池构筑物A，池上栏杆210与池壁钢筋220连接，池壁钢筋220与水池基础钢筋230电连接，水池基础钢筋230通过接地连接板(图未示出)与水平接地线120相连，对于综合楼C，屋顶避雷带310与柱内主钢筋320连接，柱内主钢筋320与综合楼的基础钢筋330电连接，基础钢筋330通过接地连接板(图未示出)与水平接地线120相连，相同的，变电所B的屋顶避雷带与其柱内主钢筋连接，柱内主钢筋与变电所的基础钢筋电连接，基础钢筋再连接至水平接地线120。水池构筑物、变电所以及综合楼的基础钢筋所连的水平接地线之间彼此连通。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污水处理厂的联合接地系统，其特征在于，所述污水处理厂包括建筑物、水池构筑物以及变电所，所述系统包括：

设置于建筑物处的第一自然接地装置，包括依次连接的屋顶避雷带、建筑物钢筋框架以及第一水平接地线；

设置于水池构筑物处的第二自然接地装置，包括依次连接的池上栏杆、水池钢筋框架以及第二水平接地线；

设置于变电所外的辅助接地装置，包括多个间隔打入地表的垂直接地极以及第三水平接地线，所述第三水平接地线环绕所述变电所设置，多个垂直接地极与所述第三水平接地线电连接；

所述第一水平接地线、所述第二水平接地线和所述第三水平接地线埋设于地下且相互连通。

2.根据权利要求1所述的污水处理厂的联合接地系统，其特征在于，所述建筑物钢筋框架包括建筑物的柱内主钢筋以及建筑物基础钢筋，屋顶避雷带与柱内主钢筋电连接，柱内主钢筋与基础钢筋电连接。

3.根据权利要求2所述的污水处理厂的联合接地系统，其特征在于，所述建筑物基础钢筋的接地点与第一接地连接板电连接，所述第一接地连接板与第一水平接地线以两点以上方式电连接。

4.根据权利要求1所述的污水处理厂的联合接地系统，其特征在于，所述水池钢筋框架包括水池构筑物的池壁钢筋以及水池基础钢筋，池上栏杆与池壁钢筋电连接，池壁钢筋与水池基础钢筋电连接。

5.根据权利要求4所述的污水处理厂的联合接地系统，其特征在于，所述水池基础钢筋的接地点与第二接地连接板电连接，所述第二接地连接板与第二水平接地线以两点以上方式电连接。

6.根据权利要求1所述的污水处理厂的联合接地系统，其特征在于，所述第一水平接地线、所述第二水平接地线以及所述第三水平接地线采用镀锌扁钢。

7.根据权利要求1所述的污水处理厂的联合接地系统，其特征在于，所述第三水平接地线引出到变电所内，变电所内的变压器的中性点与所述第三水平接地线连接。

8.根据权利要求2所述的污水处理厂的联合接地系统，其特征在于，建筑物的柱内主钢筋的截面面积大于16mm²。

9.根据权利要求7所述的污水处理厂的联合接地系统，其特征在于，所述污水处理厂内的电气设备的金属外壳以及任一金属构件均通过一接地线与所述第三水平接地线连接。

10.根据权利要求7所述的污水处理厂的联合接地系统，其特征在于，所述污水处理厂内的PLC机柜通过屏蔽电缆与现场仪表或执行器完成信号传输，所述屏蔽电缆以单点方式连接一接地线，并通过所述接地线与所述第三水平接地线连接。

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