隨著我國核電事業的蓬勃發展，興建的核電站日益增多。在接地系統設計這個問題上，雖然大量火力發電廠的接地方式，已在國內已有較為廣泛應用的做法，但是核電與火電相比，最大的特點就是要求更高的安全性、可靠性，因此接地系統的設計與常規火電存在著差異。為此，有必要對核電站常規島及BOP接地系統做進一步探討，為核電站工程的接地系統設計提供可借鑒的方法。

1.接地系統的功能

廣東嶺澳核電站二期工程規劃建設2臺1000MW級壓水堆核電機組核電站，接地系統為全廠性共用系統，涉及到核島(NI)、常規島(CI) 和BO P (Balance of plant)區域，本文僅對常規島及BOP接地系統進行分析。

1.1 BOP接地系統的功能

嶺澳核電站二期工程在電氣裝置中使用主接地回路，其目的如下：

(1)使得各種起源的故障電流流向大地(由間接或直接雷擊引起的電流沖擊操作過電壓，50Hz故障電流)；

(2)在故障發生地保障人員安全；

(3)保護人員和電氣設備抵御大氣過電壓；

(4) 對于沖擊電流，通過埋在溝中多個接地導線的相互連接來保證整個裝置在同一電位上。

1.2 常規島接地系統的功能

(1)為500kV系統（常規島外面）故障處留出的電流提供一路回到主變壓器中線的返回通路。故障電流可由大地、地下接地系統或由500kV系統接地線或在兩者之間分配的方式傳輸；

接地返回電流流過主廠房接地網，在此接地網上直接接有與500kV系統和主變壓器有關的所有其它接地連接線。主廠房接地應能承載可能出線的全部故障電流，并維持周圍區域內的接觸和跨步電位在可接受的水平上。

(2)提供核實的地點使設備和部件可連接在一起并鉗制在地電位。這些連接在連接地坑里進行。如上所述，連接系統必須對地連接，以減少主廠房的接觸和跨步電位到可接受的水平。在主廠房內27kV、6kV和380V各系統上的接地故障應不引起電流流過接地坑，而應流過設計用來容納這個電流的設備連接；

(3)提供一個儀表接地系統，與主接系統絕緣以避免形成接地故障電流回路而影響常規島的儀表和控制。

2.接地系統的構成

根據上面分析的各單元接地系統的功能, 為了滿足這些功能, 接地系統應包括由以下幾部分構成：

(1)由各建筑物的地下網相聯的全廠接地主網；

(2)由沿建筑物內表面布置，形成環網或匯流排的接地母線以及設備接地導線組成的安全接地網；

(3)由專供電子儀器或儀表與接地用的匯流排組成的電子接地網；

(4)防雷接地網。

3.接地系統的設計

3.1接地主網

在接地故障期間，離地面不同距離的地點有不同的電位，在整個故障電流流向大地的期間當人身體的不同部位與不同電位的各點相接觸時，會有50 Hz 的電流穿過其身體。

地下接地網的設計必須按照IEC479規定使得這些電流被限制在對人員不產生危險的數值內：220mA持續0.1秒；190mA持續0.2秒；130mA持續0.4秒。

為了滿足這個要求地下接地主網必須是網狀的使得在裝置某一特定點上導線的故障不會引起該點與裝置其他部分隔離，在重要區域如500 kV開關站平臺上的高壓設備附近的接地網較密

3.1.1深埋接地回路

常規島及 BOP較為重要的廠房在進行土建施工時，在建筑物下面基礎層上布置了深層地下接地網，也就是深埋接地回路。采用深埋的原因是為了減輕不同地質屬性土壤間電阻率的差別，以及避免土壤凍結和干燥的現象。深埋接地回路一般埋深為地下1米至5米間，裸銅纜導體敷設在一個約30cm深并鋪有低電阻材料(腐植土)的小溝中以獲得與大地的良好接觸。

3.1.2淺埋接地回路

淺埋接地回路由沿建筑物內表面布置、形成環網或匯流母線的接地線組成，埋在地下1米左右的深度，用于連接檢查井和各建筑物的深層地下接地網。一些面積較小的廠房，以及部分建筑物根據其所處位置的土壤性質，可以只設置淺埋接地回路。

深埋接地回路及淺埋接地回路均采用185mm2截面的裸銅線，淺埋接地回路原則上埋設在建筑物外圍，并形成環繞型地網。各建筑物地網間用淺埋布置方式相聯，連接導體也采用185mm2截面的裸銅線，從而形成全廠的主接地網。各建筑物地網至少有兩點與主地網相聯，以防在任何一點接地導線斷裂時，不會使建筑物與主地網分離。地網導體間的連接采用放熱焊接工藝，確保接地導線的可靠連接。

3.1.3接地檢查井

接地檢查井的作用是使深埋接地網和淺埋接地網的接地導線在地理位置上便于連接，能對埋在地下的接地導線的電氣連通性進行檢查，便于測量所連接地網的接地電阻。通常情況下, 接地檢查井設置在建筑物周圍, 大小為1100mm ×1100mm×1100mm (長×寬×深) ,內部置有環形50mm×5mm銅排供接地連接用。一個檢查井能接受2～4個接至地下接地網的連接點或5～ 7個高壓電力系統的中性線。接地檢查井內部構造見圖1。

圖1 接地檢查井平剖面圖

3.1.4接地母排

接地母排安裝在建筑物內部(通常在地下室) ,沒有地下室的建筑物裝在一層, 并兼有戶內檢查井的功能。它通過兩根根185 mm 2 的裸銅纜與深埋地下接地網或室外接地檢查井相連。接地母排一般為620mm×50mm×6mm(長×高×厚)的銅排, 安裝高度距地面1.0米。

3.2安全接地網

建筑物內的接地網和設備與接地網的保護連接構成安全接地網，安全接地網在建筑物內一般為架空敷設，如固定在橋架上或墻上。建筑物內電壓高于50 V的電氣設備外殼金屬框架電纜金屬層變壓器中性點等均與此地網相連。

對于低壓配電系統來說，安全接地網相當于TN-S系統，由于構成接地網的裸銅纜起到了PE保護線的作用，所以在380V配電系統中可以省去PE芯線。建筑物的安全接地網在其2端至少應有2點與全廠接地主網相連，連接點在建筑物內不同的接地銅排上。

嶺澳二期核電站常規島廠房主接地導線安裝在MX 廠房電纜橋架上。在0.2m，16. 2 m 及28.2m等樓層電纜橋架上，沿橋架的側邊安裝185 mm2的裸銅線構成接地環，并在常規島廠房A 排及C 排的1、11號柱，B排的11號柱與五個接地井相連。為主廠房內設備接地提供接地環。

TA（變壓器）區地網位于汽輪機房TA區地下標高-4.0m處，地下接地網為該區域的設備提供接地極，發電機中性點和變壓器中性點同樣要由此接地。截面185mm2的標準裸銅絞線以兩米見方的網格組成的網絡構成了地下接地系統。引上線以鍍鋅鋼管做保護，壓接至標高+0.8m的接地排上。經接地井接至汽機房地網部分使用截面300mm2的標準裸銅絞線。

3.3電子接地網

電子設備通過專用分線箱一點接入接地主網，各電子設備與分線箱之間用6mm2 絕緣導線連接，分線箱與接地主網之間用50mm2裸銅纜連接。

3.3防雷接地網

防雷保護系統由避雷器(針或帶) 引下線，連接線和接地網組成。

常規島MX廠房頂部，用25x3mm的銅排布置網格避雷網。采用25x3mm的銅排作為引下線，引下線均勻分布在廠房四周，沿廠房外墻引下。引下線連接到多個打入地下的接地棒，構成獨立的防雷保護系統。

對BOP內二三類防雷建筑物需裝設防雷設施。在屋面上采用鍍鋅圓鋼做避雷網帶，在整個屋面樓板內用Φ12鋼筋焊成3mx3m的網，與柱內防雷引下線焊通，屋頂沿女兒墻頂或排水天溝頂一周用Φ12圓鋼明裝避雷帶，突出女兒墻頂或排水天溝頂高度為200mm，與屋面防雷網及柱內防雷引下線焊通。

在廠房對角柱內及間隔大于20米的柱內用2根Φ16鋼筋作為防雷引下線，防雷引下線在柱頂與屋面板內防雷網焊接接通, 并引出屋面（女兒墻）200mm，下部與基礎,基礎梁及樁的防雷鋼筋焊接接通,并在－1.0m（離地面）處預埋鋼板100mmx100mmx6mm，將防雷引下線引出柱外，作為接地引出點，與全廠接地網連接。上述用作避雷帶、引下線和自然接地體的鍍鋅圓鋼和鋼筋，用電焊連接成電氣通路。

4.設備接地

4.1電氣設備接地

常規島和BOP的電氣設備，按其保護接地的不同方式，可分成4大類：

（1）各種電氣柜，包括開關柜、配電盤、操作控制盤。繼電器柜等設備。這些電氣柜一般在柜內均裝有接地母排，氣金屬外殼（包括門及盤面）通過多股軟銅線相連后，再與接地母排連接，也有通過代黃綠顏色的專用接地多股銅絞線接到母排上，母排的兩端通過黃綠色接地線介入接地主網。

（2）電動機、變壓器設備。電動機的外殼通過裸銅絞線接入建筑物內的接地母線網上。變壓器中性點用裸銅線同變壓器柜內的接地銅排連接。變壓器柜的各個金屬部分用多股銅絞線將變壓器外殼連成一個等電位體，在用銅絞線連接到接地母排上。接地母排在連接到建筑物內的接地母線網上。

（3）電纜接地。常規島的電纜，采用了電纜固定頭將電纜固定在箱體上，對帶有鎧裝層（或屏蔽層）的電纜，采用可將鎧裝層緊密地壓緊并帶有銅接地端子的電纜固定頭。利用此接地端子，用地線將電纜接到電氣柜的外殼或直接接到接地母排上。BOP的電纜，對具有鎧裝層的電纜，用金屬固定帶將接地線同鎧裝層綁緊，用熱塑套頭將電纜頭密封起來，引出的接地線接入安全接地系統。

（4）電纜橋架接地。沿電纜橋架的走向，每隔500mm用C型夾將裸銅線固定在電纜橋架上。大約每隔20m~25m，用70mm2裸銅線將不同層的電纜橋架連接起來，各層用BB夾進行固定。

4.2 儀表設備接地

儀表接線盒、儀表實驗箱。閥門隔離開關。控制盤柜。儀表盤柜外殼使用16mm2接地電纜；電動閥門功率小于5kW的使用6mm2接地電纜，電動閥門功率大于5kW的使用16mm2接地電纜；所有的電纜分支架一次用16mm2接地電纜與主支架連通；對于設備接地，通過接地線直接連接到主接地網，對設備比較集中而又遠離主接地網的區域可通過一根16mm2接地線作為接地母線，其余設備分布與其相連。

5. 結語

嶺澳核電站二期全廠接地系統由接地主網、安全接地網、電子接地網及防雷接地網各個分系統構成，在每個建筑物內各個系統均獨立設置，通過戶內接地銅排連接在一起，再通過戶外接地井與全廠接地網連接。與國內電廠接地系統的做法相比較，其功能分工清晰、明確、檢測維護方便。

在具體的做法里面，也有一些待改進的地方。在設有深埋接地的廠房，可以考慮將深埋接地與淺埋接地結合起來做一個深淺結合的地網。在建筑物外圍做一個環繞型淺埋接地網，在建筑物的基礎層下做深埋接地，兩者連接后即形成一個外圍淺，中間深的地網。TA區的接地網網格可考慮由2mx2m改為5mx5m或10mx10m等。

（編自《電氣技術》，原文標題為“ 嶺澳核電站二期常規島及BOP接地系統設計簡介及思考”，作者為秦高原。）