1、 核电工程是国务院于2004年7月21日正式批准实施的首个国家核电建设自主化依托项目。2004年9月1日，国家发展和改革委员会正式批复核电一期工程项目建议书，批准核电按6台百万千瓦级核电机组规划建设，一期工程建设2台， 2007年开工建设。

目前，核电项目已经完成厂址“四通一平”工程，全面、规范地开展了海工试验、环境影响评价、淡水水库工程等各项前期准备工作，厂址条件已经满足6×1000至1600MW级核电机组的建设需要，具备了正式开工建设的条件。 

   2、 该项目地处多山地区，均为风化岩石，接地电阻情况非常恶劣，根据《土壤和岩石电阻率测试成果报告》查得，电阻率为606Ω.m.  设计要求R≤0.5Ω，因此需要接地网科学布置，从而达到设计要求。

3、 水平接地极采用240 mm2裸铜缆，垂直接地极采用美国ERITECH电解离子接地系统和铜镀钢接地棒， 形成全厂总闭环接地网。 根据电力行业标准《交流电气装置的接地》DL/T621—1997附录A（标准的附录）中的规定，接地电阻值可以用以下的简易公式来计算或估算：

式中：R——接地网的接地电阻（Ω）；

ρ——土壤电阻率（Ω·m）；

S——接地网的面积（m2）；

接地网作为接地及防雷保护接地，对系统的安全运行起着重要的作用。  为保证电力系统的安全运行，降低接地工程造价，本设计采用了最经济、合理的接地网设计思路。

二、降低接地电阻的方法 

为了达到降低接地网接地电阻之目的，首先需要从理论上研究降低接地电阻的方法。由公式R=ρε/C可以看出，降低接地电阻有以下两种途径：一是增大接地体几何尺寸，以增大接地体的电容C；二是改善地质电学性质，减小地的电阻率ρ和介电系数ε。

接地网是在接地系统的基础，其由外层接地环（网）、水平接地体（网）和垂直接地极（体）组成。以往常有种误解，把外层接地环作为大型地网接地的主体，而忽略了地网内部接地体的作用，仅仅在外层接地环使用降阻剂等来改善接地电阻，而不在接地网内部使用。在接地要求不高或地质条件相当优越的情况下，这种做法的缺点并不明显，当土壤环境变的复杂以后，这种做法的缺点就明显的暴露出来，在土壤电阻率分布不均匀的环境，这样做使得整个地网的利用系数降低，接地电阻明显变大。决定接地电阻大小的因素很多，下面先来分析一下计算传统地网接地电阻的公式：  

式中：  ρ（Ω·m） -----土壤电阻率；

        d(m)------------钢材等效直径；

S（m2 ）---------地网面积；

        H(m)------------埋设深度；

L(m)------------接地极长度(m) ；

A---------------形状系数。

式（1）表明，传统的接地方式在土壤电阻率已经确定的情况下，要想达到设计要求的电阻必须有足够的接地面积，要降低接地电阻只有扩大接地面积，每扩大4倍的接地面积，接地电阻会降低一倍。在上述的接地网中，要降低接地电阻的另一个方法是加大接地材料的尺寸，但是耗材太大而且效果并不理想。以下是降低接地电阻的一些常用的合理的方法。

1、高科技接地产品—美国ERITECH®离子接地系统

艾力高离子接地系统的构成

艾力高公司严格按照ISO：9001的要求，

严格控制产品质量，并完全遵守UL467标准对离子接地棒的技术要求

棒本身采用内直径不小于50.8mm，管厚不小于2mm的2-1/8”OD型紫铜管制作，铜管底部有永久性底盖，顶盖可以移动，并在顶盖上显示UL铭牌。铜管重量4.5kg，

容积6.3升，内部填充自然电解盐，重约12kg,自动调节、产生、释放电解液

低阻抗及低电阻

长期有效保持土壤导电性能

天然电解盐，符合环保要求。

艾力高ERITECH离子接地棒是通过电极自身的释放孔吸收空气中的水分，然后与自然的电解盐等晶体物发生化学反应形成电解离子，通过小孔释放到周围的土壤中去。这样一来可以不断的改善周围土壤电阻率，并增加周围土壤的导电性，从而降低接地电阻；另一方面，通过向周围不断渗透得像毛细血管装的电解质网络可大大增加离子接地极的等效直径和等效长度，而降低接地电阻。低阻抗，有效消散雷电和电力故障电流。在土壤电阻率比较高或者接地面积比较小的地方其效果更明显，更能发挥其自身的优越性。

ERITECH®离子接地系统埋深一般为3000-4000mm，当加长时相应加深，有条件的用钻机施工。孔径保证150-250mm（根据接地系统的形式选择）。施工中应保证导体为辅料包裹密实，消除空管和气泡。

离子接地系统尤其适用于各类有较高接地要求、接地工程难度较大的场所，离子接地系统所应用的保湿配方、离子缓释、潜深接地、长效降阻四项前沿科技最大程度解决了降阻性、耐腐性和使用寿命等问题，经实验证明，土壤电阻率过高的直接原因是因为缺乏导电离子的辅助导电作用。离子接地系统内部的电解物质为非金属晶体化合物，此化合物具有超强的泄流能力，能够吸收空气中的水分，经过潮解，向周围土壤提供导电离子，形成大面积的导电体，降低了土壤的电阻率，使周围土壤的导电性能可以始终保持在较高的水平，故障电流能轻易地扩散到周围的土壤中，从而发挥对设备的安全保护作用。

三、接地网的设计与施工

接地工程本身的特点就决定了周围环境对工程效果的决定性的影响，脱离了工程所在地的具体情况来设计接地工程是不可行的。设计的优劣取决于对当地土壤环境的诸多因数的综合考虑。土壤电阻率、土层结构、含水情况、季节因数、气候以及可施工面积等等因数决定了接地网形状、大小、工艺材料的选择。

1、接地材料的选择

下面将设计中考虑的主要因素进行简要的说明。

物理降阻剂（GEMTM降阻剂）。物理降阻剂是接地工程广泛接受的材料，属于材料学中的不定性复合材料，可以根据使用环境形成不同形状的包裹体，所以使用范围广，可以和接地环或接地体同时运用，包裹在接地环和接地体周围，达到降低接触电阻的作用。并且，降阻剂有可扩散成分，可以改善周边土壤的导电属性。现在的较先进降阻剂都有一定的防腐能力，可以加长地网的使用寿命，其防腐原理一般来说有几种：牺牲阳极保护（电化学防护），致密覆盖金属隔绝空气，加入改善界面腐蚀电位的外加剂成分等方法。物理降阻剂有超过二十年的工程运用历史，经过不断的实践和改进，现在无论是性能还是使用施工工艺都已经是相当成熟的产品了。

性能良好的不定性导电复合材料（降阻剂GEMTM）使用时，为了防腐，包裹厚度应在30mm以上。垂直极灌降阻剂直径以130—200mm为好，水平沟以150mm×200mm为好 。 

四、本接地网项目设计方案

1、引用标准

1、DL/T621《交流电气装置的接地》

2、DL/T620《交流电气的过电压保护和绝缘配置》

3、GB50169《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

4、GB50057《建筑物防雷设计规范》

5、国家电网公司：十八项电网重大反事故措施

3、设计分析：

根据GBJ65-83《工业与民用电力装置的接地设计规范》附表1.1接地电阻的计算公式计算，仅靠普通环型地网即使设置普通垂直接地极也达不到设计要求，必须采用其他办法降低接地电阻，下降到常规地网方式接地电阻的17.3%，及降阻率82.3%。根据施工经验，要达到一定的降阻率，需要采用的施工方式为（在电力地网中，采用大地网接地电阻率测试仪测量的情况下）：

综上所述，本方案拟采用以下措施：

1） 在电站区内共用ERITECH®离子棒28组,每孔打ф0.2 m×3.8m接地井，用ERITECH®离子棒每组加GEMTM降阻剂6包，每根间隔六米以上(安装如图所示)，采用240mm2裸铜缆相连接平均埋深0.8米，导线相接均采用CADWELD®焊接；另核岛内圈水平接地导线包裹GEMTM降阻剂,每一米包裹GEMTM一包,开沟为高300mm宽200mm.

艾力高离子接地系统的计算

接地电阻是土壤电阻率、接地极形状、接地极尺寸的函数，可以通过改变接地极的尺寸和土壤电阻率的方法，使得接地电阻发生相应的变化。

测量得到的一个接地装置的接地电阻实际上是由以下的四个部分组成：引线的电阻（包括引线与接地装置的连接电阻）RL，组成接地装置本身的导体电阻RS，接地装置与土壤的接触电阻RC，以及土壤的散流电阻RD：

R = RL+RS+RC+RD

一般来说，RL与RS极小，可以忽略。因此接地装置的接地电阻实际上主要由接地装置与土壤的接触电阻RC和土壤的散流电阻RD组成：

R=RC+RD

而采用一般的泥土作为离子接地极的回填物时，回填物和离子接地极之间很难形成良好的接触，二者实际上为多点的点接触，这样接地装置的接触电阻大，散流也就困难。

计算接地电阻的公式都是基于接地极与土壤之间有很好的接触，即计算结果为接地极周围土壤的散流电阻RD：

R = RD

( 1 )当不考虑离子接地极中的自然电解盐的扩散作用时，使用ERICO的接地增强材料GEM做回填后，离子接地极的接地电阻的计算公式为：

式中：—GEM材料电阻率，欧姆米

—土壤电阻率，欧姆米

—垂直接地极的长度

—降阻剂区域的直径

—垂直接地极的直径

因为d<<l，d1<<l，<<，所以GEM的作用相当于是垂直接地极的直径增加到了d1。这时，上式可以变为：

式中：R——垂直接地极的接地电阻，Ω；

ρ——土壤电阻率，606Ω·m；

L——垂直接地长，3m；

d 1——垂直接地极的直径0.2m；

代入式得R=131.72Ω

采用GEM后相当于增大了导体的直径，从而使接地电阻降低，起到了降阻的作用。GEM为颗粒极细的粉状结构，它与接地极及土壤的接触可以看成是面接触。这样就加大了接地极与土壤的接触面，尽可能的减小了接地装置与土壤的接触电阻。另外，很多的研究报告说明，GEM降低接地电阻的另一个原因是：GEM具有很强的渗透能力。在接地极的周围形成了一个渗透了降阻剂的区域，因此可以在接地装置周围较大范围内改善土壤的散流性能，降低散流电阻。渗透作用有时被称为细丝效应，其扩散的距离一般可以达到1米左右。相当在一定程度上又增大了接地极的尺寸。可以将上式转化为：

       代入式得R=104.45Ω

ERICO的离子接地棒除了可以通过利用GEM来增加导体的尺寸之外，还可以利用离子接地体内的自然电解盐的呼吸与渗透作用，从而改善接地体周围的土壤环境。使土壤电阻率降低，从而可以有效地减小接地电阻。其中土壤电阻率与电解盐之间的关系如下所示：

式中：  X—为自然电解盐的扩散距离，取1m

Dt—为扩散系数，

—与原有土壤电阻率相关的变量

由于一般接地棒都埋设与地表土以下，此时的土壤环境可以近似的考虑为：土壤温度为20℃，湿度约等于25%，此时的自然电解盐的扩散距离为1m，扩散系数为1.3。其中的值与原有的土壤电阻率相关，土壤电阻率越大时，越小；土壤电阻率越低时，越大。当：

ρ≤500Ω·m，            =0.09；

500Ω·m∠ρ≤1000Ω·m， =0.07；

1000Ω·m∠ρ≤2000Ω·m， =0.05；

ρ>2000Ω·m，            =0.04

( 2 ) 电解离子接地系统并联的工频接地电阻近似计算如下：

                代入式得R=4.66Ω

Rd------1组离子接地系统的使用效果

R ------n组离子接地系统使用后的效果

n ------使用离子接地系统的组数

------利用系数

利用系数的取值范围如下：

n≤4；     =0.95；

4<n≤10； =0.90；

10<n≤20；=0.85；

20<n；    =0.80；

（3）水平环外线接地电阻： 

          代入式得RE =1.01Ω

式中：RE——未加GEM的水平接地极的接地电阻，Ω；

ρ——土壤电阻率，606Ω·m；

L——水平接地体长， 1548m；

d——水平接地极的直径或等效直径0.25m；

A接地体分布系数；0.48

K—降阻系数；

（4）水平环内线接地电阻(包裹GEM降阻剂)： 

          代入式得RF =0.83Ω

式中：——加GEM的水平接地极的接地电阻，Ω；

ρ——土壤电阻率，606Ω·m；

L——水平接地体长， 1402m；

d——水平接地极的直径或等效直径0.25m；

A接地体分布系数；0.48

K—GEM降阻系数；0.3

（5）根据

           接地电阻R=0.4166 Ω。