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地基基础施工是工程建设的首要施工工序,其质量的优劣对高层建筑施工质量起到关键性的作用,同时是整个建筑工程质量控制的基础。在工程建设施工过程中,地基基础施工的质量决定着整个工程建设的质量,因工程所在地域不同,施工场地的地质状况也会随着而改变。这种因素的存在,就会增加工程建设地基施工的难度,也会提高对地基基础施工质量的要求。然而地基基础施工问题并没有在我国的工程建设尤其是建筑工程行业中引起足够的重视,对其现状中存在的问题也没有进行科学有效地解决。由此可见,地基基础施工的质量控制在我国工程建设中任重而道远,我们只有提高工程建设地基基础施工的技术水平,才能真正确保工程建设质量的安全性。
现阶段,我国的建筑行业随着经济的进步而快速发展,给建筑工程地基提出了更高的要求。在建筑工程的整体设计中,经常有地基强度不足,抗压抗震性不强的,沉降不均匀的情况发生,这就要求设计部门根据实际情况设计地基基础。地基的处理方法有很多,每种方法都有其适应的环境和范围,在施工中要注意施工方法的局限性和优缺点,每个工程都要从地基的实际情况、处理要求、技术难度,工程费用等方面综合考虑,以确保用合理的方法来进行地基的处理。
地基基础的设计应满足以下几个基本条件。首先,地基的负荷不应超出地基本身的承载能力,避免地基土剪切和稳定性的失衡。其次,在控制好翻地的变形量,把变形量控制在地基可允许的范围内,控制好因地基引起的上部结构损坏,或因此影响建筑物功能上的使用。最后,要对地基基础做强度和耐久性、刚度的进行充分的数据分析,确保地基能适应高层建筑的结构。
二、高层建筑地基基础处理技术的应用
随着建筑业的发展,对建筑业的要求也相应越来越高。现代化建筑地基施工也逐渐走向多种地基施工相结合的趋势。建筑地基基础处理方案需要根据工程工程地质和水文地质条件、建筑物形式与功能要求、荷载大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合起来考虑,才能确保选择技术方式科学有效。
1、采用分层填土的方式换土垫层
一些土体具有湿润膨胀的特性,承载力小,严重的影响了地基基础的稳定性和强度。为了减少土层的沉降性,提高地基基础的强度,就需要用高强度和高稳定性的材料来替换掉这种软土层。在用符合施工要求的土替换原来的软土的过程中,要采用分层填土的方式来避免施工过程中土体出现孔洞和缝隙,以保证土体的密度符合承载力的要求。
2、碾压和夯实
为了进一步地提高地基的强度,需在施工过程中通过一些途径产生极大的冲击力,对地基中松软的土进行夯实或碾压。这样的方法能最大化地降低建筑物在竣工后地基产生的沉降量。根据施工方法的不同,这种地基基础的处理技术可以分为振动夯实法和机械碾压法。
3、土壤固结
土层由于土壤的液化性质往往含有一定的水分,影响了土层的承载强度,但是在水分被排除后土层就会自动固结。所以通过排水的方式来排除土层中的水分,不失为一种提高土层承载力,降低沉降量的好办法。这种地基基础处理技术由于操作简单,经济实用,在建筑施工中已经得到了广泛的使用。
4、化学方法加固土层
这种处理技术是向土体中加入水泥浆、丙烯酸铵、碱液等能够固化的化学物质,通过这些物质发生化学的反应将土体粘结起来,改善原来土体不符合基础施工要求的性质。比如建筑物需建在膨胀土上时,施工人员可以用石灰来和膨胀土中的亲水矿物质产生化学反应,从而改变膨胀土的土质,增强原来膨胀土层的承载力。根据施工方法的不同,化学加固法又分为喷浆法、灌浆法和深层搅拌法。
三、地基基础建设的施工技术要点及质量控制
在工程建设地基基础施工中其质量的优劣受到施工场地地质条件、水文条件等多方面原因的严重制约,为提高工程建设地基施工的质量,施工企业就必须在充分考虑各种因素对地基施工建设影响的前提下,利用分析处理的方式得出最佳施工模式。基于此,提高工程地基施工技术,是确保工程建设整体质量的关键性因素,本文主要从以下几个技术方面对工程建设基础地基施工进行了分析。
1、工程建设桩基施工技术
随着社会经济的迅速发展和科学技术的不断进步,桩基基础施工技术在我国工程项目建设中得到了极大地改善与进步。桩基施工技术是地基建设施工中应用最为广泛的一种基础施工形式,现阶段桩基施工主要分为三种施工技术:浇灌注桩、混凝土预制桩及钢桩。
在桩基建设的三种基本形式中,现浇灌注桩应用最为广泛,主要是因为这种技术具有承载力强、应用范围大、影响环境小等特点,在工程建设的具体施工中现浇灌注桩应用的比重越来越大。其成桩工艺应用的是带有护壁套筒的钻机,在具体工程建设施工中以泥浆护壁,在水下进行混凝土浇灌作业。这种施工技术,可以有效避免因桩底虚土及缩颈造成的工程危害。
混凝土预制桩技术与现浇灌注桩技术相比,因其在施工过程中存在一定缺陷如振动、噪声及挤土效应等,致使混凝土预制桩技术在工程建设中应用量越来越少,同时随着科技水平的不断提升,预应力管桩已经逐渐代替了普通的混凝土桩。因钢桩成本投入大,只能用于特殊工程施工中。
2、工程建设地基加固技术
随着社会经济的迅速发展和科学技术的不断进步,我国在工程建设方面已经由原来单一的传统型地基加固技术转向了多样化技术的地基加固技术系统。在施工过程中首先采用的地基加固方式为压密固结加固法,这种加固方式主要应用于松软地质。然后进行加筋体复合地基的有效解决,这种方式在各个地质中都能使用,具有普遍性。换填垫层地基加固法,因其自身特点,只能用于小规模工程施工建设中。
3、工程建设深基基础施工
随着科技水平的不断提升,建筑施工技术越来越趋向成熟,深基基础施工也得到了极大的发展空间。深基坑技术是指通过其侧向支撑由桩墙和内撑组成复合的桩撑体系,这种施工技术应用范围的不断扩展,不仅可以提升地基施工的技术水平,还可能确保地基施工的质量。
关键词:高速公路;交通事故;处置
1、引言
近年来,我国高速公路建设发展迅速,成就突出。自1988年第一条高速公路――全长18.5公里的沪嘉高速公路建成通车后,短短二十三年间内,我国高速公路从0公里增加到2010年底的7.4万公里,仅次于美国。高速公路的发展促进了社会经济的繁荣,方便了人们的外出,但在给社会和家庭带来便利、快捷和效益的同时,也常给人们造成灾难。近年来,全国高速公路重大、恶性安全事故时有发生,且呈多发的趋势,以2010年为例,全年共发现交通事故3906164起,同比上升35.9%,造成65225人死亡、254075人受伤,直接财产损失9.3亿。一次死亡5人以上道路交通事故269起,同比增加8起;发生一次死亡10人以上特大道路交通事故34起,同比增加10起,交通事故的发生给人民的生命财产造成了严重危害。因此,加强对高速公路抢险救援工作的研究,具有非常重要的现实意义。
2、高速公路事故的特点
(1)事故突发性强、频率高、偶然性大,易造成交通中断。
高速公路事故频发多样,其发生受天气、路况、车况及人为因素的影响大,发生事故后,通常涉及交通管制,容易造成交通中断。如车辆交通事故、火灾以及运输化学危险品槽车泄漏等突发灾害事故发生时,事发地点、性质、时间、环境及气象等因素预先都无确定性,事发突然;灾害事故发生具有突发性、不确定性,因而要求开展应急救援工作必须具有随机性和应变性。
(2)事故多元性强,伤亡重,损失大,易造成群死群伤等恶性事故。
高速公路车速快、运输物品复杂,发生事故后往往存在人员被困的情况,而且灾害事故往往会引发火灾、泄漏、爆炸燃烧等次生灾害,造成更大的伤亡和损失。此外,大量的事故往往还会导致有毒有害物质外泄,污染生态环境,引发人员中毒,造成人员死伤。事故发生后,如果处置不当、不及时,或在阴雨、雾天情况下,极易造成连锁反应,引发二次,甚至更多的交通灾害事故。
(3)接处警复杂、危险因素多,救援风险大。
大量的高速事故发生在夜间,同时由于高速公路驾乘人员往往是外地人,对发生事故的地点不熟悉,与本地接处警人员在语言上差异较大,报警人通常不能准确描述具体的地点和方位。无形中增加了接处警难度,造成时间延误。易出现报警晚,事故现场情况不明等不利因素,加重救援工作的难度,延误了救援的最好时机。同时,由于事故情况复杂多元,救援人员面临的危险大,如在化学危险物品运输车泄漏事故中,容易造成救援人员中毒;车辆事故现场处置中,救援人员容易被零乱尖锐物品 “扎伤”、“刺伤”、“划伤”等危险。
(4)应急救援难度、大救援条件局限性强、易贻误战机。
由于高速公路全线封闭,且一般没有消防设施,因此在事故处置时装备器材、供水和灭火剂主要依靠救援车辆自备,在事故处置中,通常会造成水源短缺、救援物资运输困难等情况,往往容易贻误战机,造成重大经济损失和人员伤亡。 在事故处置方面,高速公路交通灾害事故会导致大量汽车相撞,并同时伴随起火燃烧或爆炸、车辆毁坏变形或坠入路沟等情况,事故处置难度大;如果发生化学危险品泄漏,更增加了事故的处置难度;事故造成道路堵塞,救援装备和人员难以接近事故现场,疏散人员极其困难;高速公路灾害事故这种点多、线长、面广的特点,大大增加了应急救援工作的难度。
3、高速公路事故处置的对策
正是由于高速公路事故存在的突发性强、损失大、处置困难等特点,所在在高速公路事故处置过程应当做到行动迅速、措施得力、确保安全,最大限度地减少灾害事故的损失和人员伤亡。具体而言,主要是需要从以下几方面开展工作:
(1)火警受理及时准确,弄清事故地点、明确具体行车路线。
路政管理部门要及时做好境内高速公路的道路公里标志(牌)以及相关报警设施的设置、维护以及保养;接处警人员要熟悉境内高速公路具体情况,能准确定位事故位置,问清报警人所报警的路段、周围特征、燃烧物等,并告之一般的自救方法;其次,处警人员及时与报警人、路政以及交警部门取得联系,第一时间掌握起火路段最方便、快捷的出入口,防止舍近求远。在存在交通拥堵等情况时,交警路政等相关部门要及时做好交通管制,协同作战,以便于灭火救援行动安全、顺利地开展。接警出动是事故处置的第一个环节,相对于高速公路的事故处置来讲尤为重要。
(2)备齐配强第一出动,快速处置。
高速公路事故发生突发性强,发展迅速,救援力量调集要坚持快速精干的原则,调集出动的车辆力求行驶速度快、小巧灵活,要争取在第一时间到场出水。对运载易燃易爆化学物品的汽车火灾,同时还要考虑调集大功率消防车、抢险救援消防车、防化洗消消防车(设备)等,并根据出事地点和火灾情况,调动周边地区消防力量协同作战。此外,相关的医疗救助、路障清理等相关工作部门也要第一时间赶赴现场,高速公路事故发生通常会引发连锁反应,后果不堪设想。因此,就近就便,加强第一出动力量的调集,及时调出足够的救援力量和相应的救援器材装备赶赴火灾现场进行救助,意义重大了,能有效减少事故损失。
(3)第一时间警戒隔离,安全措施到位。
处置力量到达现场时,警戒措施要周到及时,要正确选择停车位置时,停车位置不仅要有利于灭火作战和抢险救援的展开,而且要考虑到高速公路的通行,特别要注意自身安全,防止发生“次生事故”。一般来说,应停靠在事故车辆的同一车道,距事故现场30-100米左右。灭火救援时,应在离事故现场后方1公里处设立慢速行车标志,在200米处设立警示标志,提醒驾驶员绕着或慢速行驶。灭火救援行动中,要严密组织,严格纪律,参战人员必须穿戴有荧光标志的服装,没有作战任务的人员应等车待命或站到护栏的外侧,避免被行驶车辆撞伤。
(4)积极抢救人命、坚决处置、及时主动报告。
“救人第一”是救援的指导思想,救援人员到场后应根据灾情迅速成立救生小组,分批分组同时开展生命救助;使用液压切割、扩张等一切可利用的破拆工具,破拆变形的车厢外壳,积极营救破损车厢内的被困人员。在对有火灾危险的部位破拆时,应用雾状水实施掩护,防止金属碰撞产生火花。灭火时,应尽量采用雾化水流进行灭火和冷却保护,对存在危害公共安全的情形时,要及时主动向上级部门报告,迅速调集有关职能部门参与处置。事故处置时要注意发下几点:一是扑救车辆和人员要安排在上风或侧上风方向,尽量避开地势低凹处;二是迅速控制火势,冷却油箱。对伴随有次生化学危害发生的事故,必须及时控制有毒有害物质的扩散,遏制易燃易爆危险物品的燃烧或爆炸;三是破拆车体时(特别是易燃易爆车辆),应用雾状水实施掩护,防止金属碰撞产生火花,引燃油蒸汽等爆炸,发生二次灾害。
(5) 强化开展针对性熟悉与演练,提高整体协同作战能力。
应急救援人员要全面掌握辖区路段高速公路的基本情况,对高速公路的各出入口位置、道路宽度、交通衔接情况以及沿途的重要危险区段、重点单部位、消防设施、天然水源可利用等等做到底数清,情况明,并积极制定紧急救援行动方案,针对性开展抢险救灾应急演练,准确掌握行动要点、程序和方法,确保应急救援任务的圆满完成。辖区高速公路管理单位、消防、交警、巡警、医疗救护部门加强联系,要定期举行联合演习,不断提高处置高速公路突发事故的能力
4、几点建议
(1)加强应急救援人员专业知识培训,充分做好应急救援各项准备工作。从历次高速公路灭火救援情况来看,应急救援人员对高速公路的特点以及相关的急救安全常识掌握不够。当前开展对交通巡警和救援人员的事故现场救护培训,使他们了解和掌握现场救护知识,及时抢救和运送伤员,避免加重伤情具有十分重要的意义。
(2)设立应急消防加水点,切实解决消防用水问题。建议路政管理部门依据道路实际展开调研,一定区段内增设消防水池,或提高供水管网的供水能力,确保消防车加水需要,尽可能地避免消防车辆往返市区加水牵制较大警力,延误灭火战机。
(3)建立高速公路交通事故的紧急救援体系,健全紧急医疗网。作为高速公路总里程世界第二的中国,紧急救援体系尚不完善,全国仅有杭金衢高速公路诸暨服务区设置了高速公路医疗急救站,配备2辆120救护车。因此,尽快建立高速公路紧急救援体系刻不容缓。可以借鉴发达国家高速公路紧急救援管理方法,按人口密度、交通量等,可以以高速公路服务区为依托,设立医院救护服务点,配备必要的救护设备和专门人员,大中城市配备专门的救护直升飞机,在交巡警的配合下利用专业抢救知识和技术减少死亡率和伤残率,保证紧急救援系统的有效运转。
(4)着眼长远,加快建设高速公路全程监控系统。通过建设监控管理系统,通过安装电子地图以及数字摄像头,随时发现可能影响交通安全的事件,对事故和抛锚车辆抓拍录像及时进行图象压缩传输,实现高速公路实时监控,确保指挥的直观和迅速,为事故处置赢得时间。
参考文献:
[1]《中国消防手册》第五卷第二篇;
摘要:根据高职教育的特色及课程教学目标的要求,对《电工技术基础》课程实行模块式教学,并探讨了采用该教学模式需要注意的几个关键问题。
关键词:高职;电工技术基础;模块式教学
《电工技术基础》课程是理工类高职学生必修的一门基础课程,如何根据高职教育的培养目标对课程内容、教学方法进行改革,体现以服务为宗旨,以就业为导向的高职教育特色,是当前高职教师不断探究的问题。下面笔者谈谈对高职《电工技术基础》课程模块式教学的一些探讨。
模块式教学模式的内涵
模块式教学模式是指根据劳动力市场需求分析,明确劳动力市场的现实需求和潜在需求以及劳动力需求的种类和数量,然后依据岗位职业能力分析,明确综合职业能力,确定对应的专业操作技能;根据岗位职业操作技能的需要,进行教学分析和教学设计,形成相应的教学模块;再根据各教学模块的实际需要,综合运用各种教学方法、教学组织形式和教学手段,采用相应的考核方式组织教学。课程模块式教学是将课程的知识分解成一个个知识点,再将知识点按内在逻辑组合成相对独立的教学模块,然后根据各专业培养目标对本门课程教学要求选择所必需的教学模块。模块式教学的特点是有利于教学计划的调整和教学内容的更新,易于激发学生的学习兴趣,有效地运用以学生为主体的教学方法,注重学生综合能力的培养。
高职《电工技术基础》课程的教学目标
确立课程教学模块的依据是课程教学目标,那么高职《电工技术基础》课程的教学目标是什么呢?《电工技术基础》课程对其他理工科学生来说是一门文化素质课,对电子电器类及相关类专业学生来说则是一门专业基础课,其教学目标为:(1)掌握直流电路和交流电路的基本知识,了解或熟悉电路的连接方式,为专业课程学习打下基础;(2)认识了解常用低压电器及测量仪表并掌握其使用方法,掌握安全用电的基本常识,为今后生活和工作打下基础;(3)掌握电路、仪表等基本操作技能,为专业技能培养训练打下基础;(4)了解或掌握变压器、电机的工作原理及其应用。作为一门专业基础课,以上目标必须实现,并以高要求(对知识与技能都要求“掌握”)为准;作为一门文化素质课,以上几项目标根据不同的专业可以取舍,但前三项基本目标都应实现。
《电工技术基础》课程教学模块划分
高职教育的培养目标是以培养具有一定理论知识和较强实践能力、面向基层、面向生产、面向服务和管理第一线职业岗位的实用型、技术型、高级技能型专门人才。因此,高职教育要以应用为主旨和特征构建课程和教学内容体系,在课程教学中必须把握好理论知识以够用为度、注重技能培养的教学原则。根据高职教育的特色及课程教学目标的要求,笔者把《电工技术基础》课程教学划分为以下三个大模块,每个模块下又有相应的子模块,见下图。这种模块式的课程教学具有以下几个特点:
各个模块既有一定的关联又相互独立,可根据专业技能教学要求进行取舍,也可对相应模块内容进行更新例如,作为电工电器类专业学生的一门专业基础课,三大模块都应学到,但其中子模块可根据学生的学习基础和专业所对应的岗位要求进行取舍,像“电路暂态分析”子模块对电器类专业学生可省略;作为其他理工科专业的一门文化素质课进行学习时,完全可根据专业技能培养的需要对子模块进行取舍,像模具专业的学生,“基本电路模块”中除“电路暂态分析”不学外,其他子模块不能舍,“常规应用模块”和“电器设备”模块中的“电动机控制电路”子模块可省略;且“变压器”和“电动机”模块也主要是注重“认识其性能及应用、操作”的学练。又如,随着技术的进步,新的电工测量仪表或新型电动机不断涌现,高职教育必须紧跟技术革新的步伐,否则我们培养的人才就不能适应社会高技能应用的需要。因此,只须对相应子模块进行修改或更新即可,教师在教学过程中可以很好地把握,也可减少教材重编的工作量。
在各个模块教学中把理论教学与实践操作训练有机融合,根据模块的特点可分别采取任务驱动式教学、案例教学、项目教学等不同教学方法进行教学例如,对“三相电路”子模块的学习可采取项目教学,通过学生对三相日光灯电路的设计与安装来掌握三相电路的相关知识;“变压器”和“安全用电常识”完全可采用案例教学;“电路基本定理”与“电工测量”模块可采用任务驱动教学,给定学生可供选择的材料或仪器,让学生通过实验操作探索电路基本规律。在这一任务的驱动下,通过教师的引导,学生在完成任务的过程中既熟练掌握了基本操作技能,又掌握了必需的知识点,还锻炼了分析探索等综合能力,然后再辅之必要的习题训练,不但可以让学生掌握定律(理),也可以紧扣高职教育的特色——着重培养学生运用知识的能力和实践动手能力。
在所建立的教学模块中突破了传统教学中各知识点的系统性、连贯性及递进性例如,“基本物理量”模块中包含了电路基本物理量、电路模型及正弦量的相关知识点,并以电工基本操作技术、各类导线材料的认识与选择等操作训练为主线讲解;“基本电路元件”模块中包含了各电路元件的直流、交流特牲,以低压电器的认识与选择及元件参数与性能测定等实践为主线导入讲解。还有在“变压器”模块中自然融入磁路相关知识,对“磁路”知识点不再单设模块。这样合理地整合相关的教学内容,有利于在有限的时间内完成课程教学内容,又有助于实现课程教学的目标。
《电工技术基础》课程模块式教学中的几个关键问题
课程模块式教学有其自身的优点,也适合高职教育的特色要求,但在使用过程中有几个关键问题必须把握好。
树立全新的高职教育理念是进行《电工技术基础》课程模块式教学的基础在课程模块式教学中,必须打破传统教学的一些理念,如先理论后实践,知识必须讲究系统性、连贯性等等。课程模块式教学是根据专业能力培养需求及课程教学目标来构建或选取的,在采取灵活多样的教学方式时,完全可以先实践,后根据实践操作中遇到的问题补充所需的理论知识;前后模块间也可能在知识点上不连贯,甚至跳跃性比较大,因为我们是根据学习者的需要来选取教学模块的。不冲破传统的观念,就不能在真正意义上执行课程模块式教学。
《电工技术基础》课程采用模块式教学,必须对学习考核方式进行改革既然是模块式教学,就不能沿用传统的期中、期末两次卷面考试来评定学生学习效果的好坏。应该把知识、技能、素质三位一体的教学理念贯穿于模块式教学考核模式中。平时出勤、参与本门课程的各种学习态度等是素质考核范畴,考核成绩占课程总成绩的10%~15%;各个模块的技能考核分平时和模块学习完成后考核两项成绩,各个模块学习完成后的考核方式可以灵活多变,根据模块特点来定,可以是一次设计性实验或小制作项目,也可以是现场操作或口试等,技能考核成绩占课程总成绩的55%~60%;知识点考核可以只在课程学习结束后进行一次,题型以知识的应用为主,可以开卷也可以闭卷,但必须是学生独立完成,考核成绩占总成绩的30%。
执行课程模块式教学成败的关键是教师在课程模块式教学体系中,虽然学生是学习的主体,我们采取的教学方式都是以学生为中心,教师为主导,但对教师的要求比传统教学要高,要求教师不但课程理论知识精湛,而且专业操作技能强、知识面广,有较强的现场(实践操作或工学结合现场)指导能力。教师在教学过程中不但要有课程教学的本领,还必须了解所教专业的培养目标及学生毕业后可能从事的岗位。当然在教学过程中,教师全新的教学理念和认真严谨的工作精神也至关重要。只有这样的教师才能主宰课程模块式教学,才能让课程模块式教学取得实效。
配套的实验实训场所是《电工技术基础》课程模块式教学推广的一个必要条件课程模块式教学注重的是学生技能培训,倡导的是以学生为中心的行为先导的教学方式,要求配备设备齐全、工位数量合适的理论实践一体化的实训室(教室)来满足教学的需要。当然,这也是制约大多数高职学院的教学改革实质性全面展开的主要因素。
实践证明,课程模块式教学针对性强,符合高职课程教学的特色要求,切合高职学生的学习特点,易于激发他们的学习兴趣,因此是值得在《电工技术基础》课程教学中推广和应用的。
参考文献
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关键词:特高压直流;接地极线路;绝缘基础;运维
中图分类号: TM726 文献标识码:B
2014年1月27日,目前世界上输送容量最大、输电距离最远的直流工程――哈密南―郑州±800kV特高压直流输电工程投运。哈郑工程是国家实施“疆电外送”的首个特高压输电项目,是世界上首个±800kV/800万kW的直流输电工程,也是大型火电、风电基地电力打捆送出的首个特高压工程,具有重大战略意义、创新意义。本文在±800kV哈密-郑州直流特高压输电线路接地极线路绝缘基础施工经验的基础上,对±800kV特高压直流输电线路接地极线路绝缘基础工程施工、验收、运行检查进行探讨并提出建议,以期为今后±800kV接地极线路工程建设运维提供参考。
1直流接地极线路绝缘基础
1.1直流接地极线路
直流输电接地极引线接在换流站直流电压中性点与接地极之间的线路,通称接地极线路。接地极线路可采用架空线路,也可采用电缆线路。由于接地极线路一般长约十至数十公里,所以多数工程采用架空线路。在直流系统以大地回流方式运行时,流过接地极线路上的电流等于极线路上的电流。因此接地极线路导线总截面应与极导线截面一样,但对于双极直流系统,考虑到以大地回流方式运行时间较短,因而一般按热稳定要求选择接地极线路导线截面。接地极线路杆塔可根据机械负荷选择水泥杆或木杆、铁塔,导线分两组对称地布置在杆塔两侧。由于接地极线路导线总截面较大,因而对于平地或小丘陵地形,当机械负荷允许时,线路杆塔可用水泥杆或木杆;在山区,当杆塔机械负荷较大时宜选用铁塔。当采用铁塔时,在接地极附近一定范围内,必须使铁塔基座与地绝缘,防止塔脚电腐蚀。接地极线路上电压主要是电流产生的压降,因而靠近换流站端最高,靠近接地极最低,最高电压一般也只有数千伏。按绝缘要求,可用一片绝缘子,但考虑到可能出现零值绝缘子,一般采用两片以上直流绝缘子。由于接地极线路绝缘强度很低,因而很容易遭受雷击,并且雷击后续流难以熄灭,容易造成绝缘子烧坏而发生掉线。因此在绝缘子两端应加装招弧角,以保护绝缘子。
1.2基础电腐蚀原理
接地极线路正常运行时,只会有不平衡电流通过接地极,但是当输电线路一极导线发生故障,另一极导线则会利用接地极作为回路,以保证输电线路的继续运行。在陆地环境下,接地极的入地电流通过土壤中的电解溶液导电,使得接地极附近地下金属构件可能产生电腐蚀现象。
产生电腐蚀主要是因为地下金属构件为地电流传导提供了比周围土壤更强的导电特性。由于地下金属构件的集流效应,地下金属构件一部分汇集了地中电流,使得构件上的电流密度更大,构件的另一部分又将电流释放到土壤中,这个过程会对金属构件形成电腐蚀。
1.3绝缘基础设计要求
(1)电力行业标准DL/T5224《高压直流输电大地返回运行系统设计技术规定》,对靠近接地极约2 km以内的杆塔,基础对地和杆塔对基础应绝缘。在断开接地引下线情况,铁塔绝缘电阻宜大于500Ω。
(2)国家电网公司企业标准Q/GDW229-2008《±800kV直流输电系统架空接地极线路施工及验收规范》第3. 0.7条规定:“对距接地极馈电系统外环2km 以内的接地极线路铁塔和接地极址内导流系统架空线路的铁塔,其基础对地和铁塔对基础均应按设计要求进行防腐绝缘处理。”
(3)郑州800kV换流站至陈家接地极线路工程设计总说明要求:N120~N128塔基础采用绝缘处理。施工图设计要求基础整体(包括基础底板下平面)用玻璃纤维布包裹三层,每层涂沥青一次,共四次,使基础与外界绝缘。
图1为基础绝缘处理技术措施示意图,所有需进行绝缘处理的基础均按照此图施工。进行绝缘处理的基础地脚螺栓采用热镀锌防腐,对需要火曲的地脚螺栓,应先火曲,再热镀锌。进行绝缘处理的基础不可采用混凝土浇筑地脚螺栓保护帽,为防盗起见,可将地脚螺栓螺帽与螺杆焊接为一体,并在地脚螺栓外侧密实涂抹环氧树脂涂层以利防腐,如图1所示。
2 绝缘基础原材料要求
2.1 原材料及器材规定
接地极线路工程使用的原材料及器材必须符合下列规定:
(1)有该产品出厂质量检验合格证书;
(2)有符合国家标准的各项质量检验资料。材料出厂报告应完整,齐全,材料的型号及规格应符合设计要求。不同批的材料到达现场后应进行检验,并分别储存,且应做好明显批次标志;
(3)对砂、石等无质量检验资料的原材料,应抽样并经有检验资格的单位进行检验,合格后方可采用;
(4)对产品检验结果有疑义时,应重新抽样,并经有资格的检验单位检验,合格后方可采用。
2.2 接地极绝缘基础主要的原材料
接地极线路工程使用的原材料及器材必须符合下列规定:
(1)绝缘玻璃纤维布
绝缘处理的基布用无碱玻璃纤维布,碱金属氧化物含量应不大于0.8%,如EW200。
(2)硬质绝缘板
选用环氧玻璃布层压板,其主要技术参数,见表1。
(3)沥青涂料
无具体规格要求,选用防水性好、耐久性好的改性沥青。
3绝缘基础施工技术方法
特高压接地极线路的铁塔基础包括基础垫层及放置于该基础垫层上的基础主体,在该基础主体的上部预埋有地脚螺栓,该地脚螺栓的上部从基础主体的顶面竖直向上伸出,在基础主体的表面上由内至外依次包覆有第一沥青胶层和第一玻璃纤维布层,然后在基础垫层与基础主体的配合面上由内至外依次包覆有第二沥青胶层和第二玻璃纤维布层。基础表面通过沥青胶层和玻璃纤维布层绝缘,满足了特高压接地极线路的安全运行要求,保证了特高压接地极线路的可靠性;而且,采用沥青胶和玻璃纤维布作为绝缘材料,造价低,施工简便,环境污染小,绝缘效果好。
3.1基础对地绝缘施工方法
特高压接地极线路的铁塔绝缘基础主要包括基础垫层和放置于该基础垫层上的基础主体,在该基础主体的上部预埋有地脚螺栓,该地脚螺栓的上部从基础主体的顶面竖直向上伸出,在基础主体的表面上由内至外依次包覆有第一沥青胶层和第一玻璃纤维布层,在凝固后由内至外依次包覆有第二沥青胶层和第二玻璃纤维布层。表面通过沥青胶层和玻璃纤维布层绝缘,满足了特高压接地极线路的安全运行要求,保证了特高压接地极线路的可靠性。采用沥青胶和玻璃纤维布作为绝缘材料,造价低,施工简便,环境污染小,绝缘效果好。
3.2铁塔与基础绝缘施工方法
为保证铁塔与基础绝缘,对所有需要做绝缘的基础塔座板处做如下处理:
(1)每个塔腿塔座板与基础立柱顶面间加一块玻璃钢绝缘板,厚度5mm,其大小及开孔尺寸应与相应的塔座板保持一致。同时此板的抗压强度不小于14N/mm2 。
(2)每个塔腿塔座板与螺栓垫片间加一块玻璃钢绝缘垫片,此垫片的厚度为5mm,其大小尺寸应与相应的螺栓垫片一致,开孔直径应与相应的塔座板尺寸一致,同时此板的抗压强度不小于100 N/mm2 。
(3)为防止铁塔塔座板与地脚螺栓接触,在地脚螺栓外套一玻璃钢护套,该玻璃钢护套位于基础立柱顶面与螺栓垫片之间,并需保证能有效隔断塔座板与地脚螺栓之间的接触;塔座板孔壁内侧及地脚螺栓外侧需涂绝缘漆加强绝缘效果。该玻璃钢护套的抗压强度不小100N/mm2。
3.3施工注意事项
现场施工时应注意以下事项,以严格控制施工质量,保证完工后基础绝缘性能。
(1)施工时应保持鞋底干净。
(2)对于坑壁地土质松软的基础,应对坑壁进行加固,以防泥土坍塌,影响施工质量。
(3)施工时保护玻璃纤维布接头干燥,不准带入空气,防止接头处出现缝隙。
(4)保证刷沥青胶均匀、不露底、不反复涂刷。铺贴时要按横向顺序用力滚压,排出残存空气,防止玻璃纤维布出现空鼓现象。
4特高压直流输电线路接地极线路绝缘基础的质量检验标准和方法
接地极线路绝缘基础的质量关系着接地极线路能否长期安全可靠的运行,国家电网公司在标准Q/GDW229-2008《±800kV直流输电系统架空接地极线路施工及验收规范》中对特高压直流输电线路接地极线路绝缘基础的质量检验标准及方法做了如下规定。
4.1 基础防腐绝缘施工标准
(1)第7. 2. 1条 铁塔基础防腐绝缘施工应符合下列规定:
a 按设计要求,制定基础防腐绝缘施工技术方案;
b防腐绝缘产品的质量和技术要求应符合有关标准的要求并满足设计文件规定;
c 基础的底面和各侧面的防腐绝缘施工应严格按设计规定进行。
(2)第7. 2. 2条 防腐绝缘施工完成后应及时测量基础对地的接触电阻,并符合设计要求。
4.2 铁塔防腐绝缘施工标准
(1)第8.3.1条 铁塔与基础间防腐绝缘施工应符合下列规定:
a按设计要求,制定铁塔与基础间防腐绝缘施工技术方案;
b防腐绝缘产品的质量和技术要求应符合有关标准的要求并满足设计文件规定;
c在基础顶面和塔脚板之间垫环氧树脂垫片或其它绝缘材料时,应确保其规格和尺寸满足设计规定。
(2)第8.3.2条 当铁塔和基础的防腐绝缘均施工完毕后,按第11.0.6条规定的要求浇筑基础保护帽。
(3)第8.3.3条 防腐绝缘施工完成后应及时测量接触电阻,并符合设计要求。为了防止直流大地回流对铁塔的腐蚀,需要将接地极附近的铁塔和基础之间进行防腐绝缘处理,不使其在铁塔上形成环流,因此本条规定按设计要求采取措施,确保铁塔和基础之间接触电阻满足设计要求。当设计无要求时,在断开接地引下线情况下,接地装置与铁塔的接触电阻宜大于500Ω。
(4)第11.0.6条 绝缘材料保护帽的绝缘材料配合比应符合制造厂的技术规定,防腐绝缘施工应符合设计的要求。
5基础对地绝缘电阻的测量方法
绝缘电阻指被试品施加的直流电压U与此时流过被试品泄漏电流Ig的比值,即R=U/Ig。基础对地绝缘电阻反映接地极线路绝缘基础与大地之间的绝缘程度,相关标准规定该值不得小于500Ω。
实际工作中,一般采用以下方法测量基础对地绝缘电阻:
(1)使用万用表的欧姆档;
(2)万用表一端连接在地脚螺栓上,另一端连接在地面上,测量出电阻即为基础对地的接触电阻,如图3所示。
测量中需要注意以下问题:
a绝缘电阻值受温度影响较大,当温度升高时,绝缘介质中的极化加剧,电导增加,致使绝缘电阻值降低,因此,热状态下测得绝缘电阻值比冷状态下要低。
b当试品温度低于周围空气的“露点”温度时,潮气将在绝缘基础表面结露,形成水膜,从而增加绝缘基础表面泄漏,导致绝缘电阻值降低。
6接地极线路绝缘基础相关运行检修规程规定
接地极线路运行维护单位应定期对接地极线路进行维护和检查,维护检查的项目和周期与该系统的直流输电线路相同。
DL/T251-2012《±800kV直流架空输电线路检修规程》中第11.2.7条规定,应定期对接地极线路进行维护和检查,维护检查的项目及周期与该系统的直流输电线路相同。
7接地极线路绝缘基础运行维护建议
7.1强化巡视检查工作
运行维护单位需要强化接地极线路绝缘基础的巡视检查工作,重点检查地脚螺栓有无松动,螺栓垫片及玻璃钢垫片有无松动及破损情况。如有松动,要及时紧固;如有破损,要及时更换。
7.2加强测量监测工作
基础对地绝缘电阻值是接地极线路绝缘基础运行维护中的重要参数,需要加强对该参数值的测量监测工作。当该值不满足标准要求,即当其小于500 Ω时,说明基础对地绝缘受到破坏,需要及时处理。
结语
特高压直流输电系统架空接地极线路绝缘基础是一个较为复杂的问题,是预防基础电腐蚀的重要措施,运行检修的经验还不足。做好接地极线路绝缘基础的施工运行检修工作需要由科研、设计、制造、施工、运行等单位共同努力,只有认真分析研究,注重细节,制定有效对策,采取综合治理的方式,不断进行专项改进治理,才能达到较好的效果。
参考文献
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[2]高理迎,郭贤珊,董晓辉.接地极入地电流对杆塔腐蚀及防护研究[J].中国电力,2009,12(42):38-41.
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