Lauko duomenys iš 150 MW Saudo Arabijos fotovoltinių jėgainės (4 200 cheminių elektrodų, vidutinė kontaktinių strypų varža 3,1 Ω) ir eksporto siuntų iš Artimųjų Rytų, Afrikos ir Pietryčių Afrikos: kodėl standartiniai įkaitinti strypai genda smėlingame, uolėtame ir laterito dirvožemyje ir ką vietoj to nurodo pirkimo dokumentas.
TL;DR — Trys grunto tipai, trys gedimo režimai, vienas atsakymas iš tiekėjų pusės
- Smėlingas dirvožemisPaprastai sausos būsenos varža yra nuo 3 000 iki 10 000 Ω·cm. Mūsų 2020–2025 m. ME siuntose šios juostos vietos su įkalamais strypais paleidimo metu rodė 18–42 Ω ir buvo pakartotinai gręžtos per pirmuosius metus; gretimos tos pačios juostos vietos su cheminio įžeminimo strypais rodė vidutiniškai 3,6 Ω.
- Uolėtas dirvožemissu kališo arba dūlėjusio granito sluoksniu 2–3 m gylyje, sustojus giliau, įžeminant 150 MW galios Saudo Arabijos aikštelės pietvakariniame kampe – kališas 3,5 m gylyje. Šešių ten esančių kontaktų rodmuo viršijo 4,7 Ω net ir po strypo ištiesimo. Perjunkite į delta modelio dvigubintus elektrodus ir stulpelinius grafito įžeminimo modulius.
- Laterito dirvožemissvyruoja nuo kelių šimtų Ω·cm drėgnuoju metų laiku iki daugiau nei 5000 Ω·cm sausuoju metų laiku. Standartinis strypas, kuris yra patvirtintas birželio mėnesį, gali sugesti iki vasario mėnesio. Cheminio įžeminimo strypo užpildas sulaiko drėgmę per įtampos kritimą sausuoju metų laiku.
Pokalbis, apie kurį noriu pakalbėti šiame straipsnyje, įvyko 2020 m. rugpjūtį, kai Madride įsikūrusi EPC atsiuntė užklausą, kuri virto 150 MW Saudo Arabijos fotovoltinių įrenginių projektu, iš kurio paimti šiame straipsnyje pateikti lauko duomenys. Užklausos el. laiške buvo klausiama apiecheminiai žemės strypaiskirtame komunalinio dydžio FV objektui, kuriame dirvožemio varžos tyrimo rezultatai buvo 1 500–2 200 Ω·cm diapazone. Geotechninė ataskaita buvo aiški, EPC – kompetentingas, o objektas buvo kališė juostoje, kurią vyriausiasis inžinierius matė 2018 m. vykdydamas mažesnį projektą Čilėje, kur trečiaisiais metais laistytų strypų atsargos viršijo lietimo įtampos ribą, nes dėl COVID kelionių apribojimų buvo praleisti du suplanuoti laistymo apsilankymai. Jis nenorėjo to kartoti. Straipsnis, kurį skaitote, yra inžinerinis argumentas, kilęs iš to el. laiško – dirvožemio tipo sistema, kurią EPC galiausiai įtraukė į pirkimo dokumentą, ir lauko duomenys iš ją parengusios gamyklos.
Šis vadovas skirtas pirkimų komandoms, gaunančioms panašius užklausimus: Artimųjų Rytų, Afrikos ir Rytų Europos projektų savininkams, kurių geotechninė ataskaita jau parengta, kurių projektavimo komanda prašo cheminio elektrodo, o ne įleidžiamojo strypo, ir kurių pirkimo dokumentas turi būti parengtas per artimiausias dvi savaites. Trys toliau išvardyti dirvožemio tipai – smėlis, uoliena ir lateritas – dažniausiai pateikiami šiose ataskaitose, o gedimo būdai yra būdingi kiekvienam iš jų. Kas visose trijose rūšyse nesikeičia, tai pirkimų pusės atsakymas.
1. Smėlingas dirvožemis – vielos ore gedimas
Sausas smėlis yra labiausiai prieštaringas iš trijų gedimo būdų. Teoriškai jis atrodo kaip idealiai tinkanti įžeminimo terpė: ji biri, gerai drenuoja ir ją lengva gręžti. Tačiau Wennerio keturių kaiščių rodmuo rodo ką kita. Sauso dykumos smėlio 1 m gylyje varža paprastai būna nuo 3000 iki 10 000 Ω·cm; kopų smėlio 1,5 m gylyje blogiausiu atveju ji gali viršyti 20 000 Ω·cm. Priežastis yra joninė, o ne mechaninė: sausame smėlyje beveik nėra molio ir beveik nėra ištirpusių mineralų, kurie praleistų srovę nuo strypo paviršiaus.
Skaičiavimą keičia drėgmė strypo paviršiuje. A cheminis įžeminimo strypasyra variu padengtas šerdis 100 mm gręžtinio žiedo viduje, o žiedas užpildytas higroskopiniu užpildo mišiniu (paprastai bentonitu, sumaišytu su magnio sulfatu). Mišinys sugeria aplinkos drėgmę iš dirvožemio ir sezoninės drėgmės, laiko ją prie strypo paviršiaus ir lėtai išskiria joninį turinį į tiesioginį dirvožemio tūrį. Dėl to strypo ir dirvožemio sąsaja elgiasi kaip maždaug 200 Ω·cm dirvožemis, net kai aplinkinio tūrinio dirvožemio varža yra 8 000 Ω·cm. NEMA GR-1 strypo geometrija nekinta; pasikeičia tik dirvožemio sąlytis.
Mūsų siuntų į Artimuosius Rytus metu 2020–2025 m. cheminio įžeminimo strypų įrenginių, esančių 2 000–8 000 Ω·cm smėlio juostoje, vidutinė padėklo varža buvo 3,6 Ω, palyginti su 5 Ω projektiniu tikslu, be laistymo ciklo. Gretimose vietose toje pačioje juostoje esančių įrenginių, kuriuose buvo tik įžeminimo strypai, varža paleidimo metu buvo nuo 18 iki 42 Ω, ir per pirmuosius metus jie buvo pakartotinai gręžti. Strypo skersmuo buvo toks pat. Skirtumas buvo dėl užpylimo.
2. Uolėtas dirvožemis – kališo sluoksnio kliūtis
Saudo Arabijos svetainėje, kurioje pateikti šiame straipsnyje pateikti lauko duomenys, pietvakariniame elektrodų rinkinio kampe buvo 3,5 m storio kališo sluoksnis. Pradinėje specifikacijoje buvo nurodyti 2,4 m ilgio įstatomi strypai, kurie veikė 94 % elektrodų rinkinio. Likę 6 % strypų buvo ant kališo sluoksnio, kuris buvo per seklus, kad būtų galima juos įsmeigti, ir per didelis, kad būtų galima juos ignoruoti. Šešių kontaktų tame kampe rodmuo paleidimo metu viršijo 4,7 Ω, net ir ištiesus strypą iki 3,0 m. Padarėme du dalykus: perėjome prie delta formos dvigubų elektrodų (du 2,4 m ilgio strypai trikampyje aplink kiekvieną kontaktą) ir pridėjome...kolonų grafito žemės moduliailygiagrečiai sujungtose VĮ transformatorių aikštelėse. Penktųjų metų pakartotinio bandymo rezultatas buvo 4,7 Ω blogiausias – neviršijant projektinės ribos, nes moduliai išplėtė ekvipotencialinį paviršių į šonus, kur buvo užblokuotas vertikalus kelias.
Pirkimų komanda uolėtas vietas skirsto į dvi praktines kategorijas. Pirmoji – suskilusi uoliena su dirvožemiu užpildytais tarpais – gręžiama gręžiant, bet strypas liečiasi tik su dirvožemio frakcija, o ne su uolienų matrica. Antroji – nepažeista uoliena arba kališas (kalcio karbonato cementuotas dirvožemis), esantis planuojamame elektrodo gylyje arba arti jo, kur gręžimas tampa neįmanomas arba neekonomiškas. Artimuosiuose Rytuose ir vakarų JAV yra daug antrosios kategorijos uolienų; didelėse Saudo Arabijos, Kataro ir JAE dalyse kališo sluoksnis yra nuo 2 iki 4 m, oISRIC pasaulinė informacija apie dirvožemįkataloge tas pats profilis pateikiamas Sahelio ir Afrikos kyšulio regionuose sezoniškai sausose zonose.
Dėl išsamesnio viešųjų pirkimų klausimo apie uolėtas vietas,FAO dirvožemio klasifikavimo duomenų centrasleidžia pirkimų komandai prieš geotechnikos rangovo atvykimą parengti regioninį dirvožemio žemėlapį – tai pigiausia vieta sužinoti, ar objektas yra ant kališo, ar ant dūlėjusio granito pagrindo.FAO pasaulio dirvožemių informacinis dokumentasyra lauko nuoroda dirvožemio klasių pavadinimams, kurie pateikiami BES (pasiūlymų vertinimo lape).
3. Lateritinis dirvožemis – sezoninių svyravimų problema
Lateritas yra dirvožemio tipas, kuriame standartinis įsuktas strypas praeina paleidimo etapą, o sausuoju metų laiku tyliai praranda prisilietimo įtampos langą. Lateritas yra geležies ir aliuminio turtingas liekamasis dirvožemis, paplitęs atogrąžų Afrikoje (Nigerijoje, Ganoje, Kenijoje, Mozambike), Pietų Azijoje (didžioje Indijos pusiasalio dalyje, Šri Lankoje, Bangladešo dalyse) ir Pietų Amerikos dalyse (Brazilijos šiaurės rytuose, Gajanoje). Dirvožemio profilis yra gerai drenuojamas ir jame yra daug geležies oksido, kuris suteikia jam būdingą raudonai rudą spalvą.
Elektros problema yra sezoniniai svyravimai. Paskelbti Vakarų Afrikos laterito lauko tyrimai paprastai rodo, kad drėgnojo sezono varža yra 200–800 Ω·cm diapazone – tai puikiai tinka standartiniam įjungtam strypui – ir sausojo sezono varža viršija 5000 Ω·cm – tai yra už to paties strypo darbinio diapazono ribų. Įjungtas strypas nesikeičia; dirvožemis aplink jį keičia. 6 mėnesių laistymo ciklas gali stabilizuoti sausojo sezono rodmenis, tačiau ta pati laistymo drausmės problema vėl iškyla: laistymo komanda, kuri nepasirodo tinkamu laiku, palieka kilimėlį lietimo įtampos lango gedimo juostoje likusiam sausojo sezono laikui.
Konkrečiai, SEA laterito vietovėms, taikoma ta pati sezoninė logika, tik šiek tiek skiriasi sezoniškumas: sausasis sezonas Indonezijoje ir Filipinuose yra trumpesnis, bet intensyvesnis nei Vakarų Afrikos sausasis sezonas, o tai reiškia, kad pasipriešinimo svyravimai yra suspausti į siauresnį langą. Cheminio žemės strypo veikimo modelis – drėgmę sulaikantis užpildas, be laistymo ciklo – veikia abiem atvejais.
4. Ką turi būti nurodyta pirkimo dokumente
Visiems trims aukščiau išvardytiems dirvožemio tipams inžinerinis sprendimas yra tas pats: standartinis įkalamas strypas nėra tinkamas produktas. Pirkimo dokumente turi būti nurodyta, kas yra tinkamas.
| Dirvožemio tipas | Standartinis varomas strypas | Ko turėtų reikalauti specifikacija |
|---|---|---|
| Smėlio spalvos, nuo 3 000 iki 10 000 Ω·cm | Paleidimas esant gedimams (18–42 Ω gretimose vietose) | Cheminis įžeminimo strypassu higroskopiniu užpilduIEC 62561-7; pado varža mažesnė nei 5 Ω; pridėta užpildo tipo bandymo ataskaita. |
| Uolėtas, kališas 2–3 m aukštyje | Nepavyksta pasiekti gylio (4,7 Ω blogiausias Saudo Arabijos pietvakariniame kampe) | Arba delta formos dvigubi elektrodai, horizontalūsantžeminiai moduliaiarba cheminio įžeminimo strypo + įžeminimo modulio derinys;IEEE 837jungtis; kališo gylis užfiksuotas statant. |
| Lateritas, 200–5 000 Ω·cm sezoninis svyravimas | Šlapia praeina, sausa praeina | Cheminis įžeminimo strypas (arbaelektrolitinis jonų įžeminimo strypas(MV įdėklams ir ESE užbaigimams) su ta pačia higroskopine užpildo chemija; eksploatavimo ir priežiūros planas be laistymo ciklo. |
Trys pirkimų pusės kontrolės priemonės lemia skirtumą tarp specifikacijos, kuri išsprendžia problemą, ir specifikacijos, kuri ją sukuria.
- Prie užsakymo pridėta tipo bandymo ataskaita.Cheminis įžeminimo strypas yra ne tik varinis vamzdis – tai cheminė sudėtis jo viduje. Tiekėjas turi pateikti keturių savybių tipo bandymo ataskaitą: varžos sumažėjimo koeficientą esant etaloninei drėgmei, ilgalaikį joninį stabilumą esant 60 °C / 30 dienų, drėgmės išlaikymą po 90 dienų džiovinimo ir ESIA etapo aplinkosauginį atitikimą. 2019 m. praradome partiją dėl natrio chlorido mišinio (chloridas puola variu padengtas šerdis apvalkalo viduje), o mūsų 2022 m. tiekėjo partija neišlaikė joninio stabilumo bandymo, kai sulaikymo rodiklis buvo 65 % – mažesnis nei mūsų vidinė 80 % riba – todėl patvirtinome vidinę mišinių liniją. Tiekėjas, kuris negali pateikti šios ataskaitos, yra tas, kuris pasirodo antrųjų metų pabaigoje su el. laišku „turime naują patobulintą junginį“.
- Jungties standartas užfiksuotas ties IEEE 837.Mechaniniai spaustukai neatitinka impulsinės srovės bandymoIEC 62561-1ir neturėtų būti naudojamas didelio masto projektuose. Jungties standartas yra specifikacijos dalis, kuri apsaugo turtą per visus 25 metų projektinį tarnavimo laiką.
- Strypo geometrija perNEMA GR-1.Skersmuo nuo 17,2 mm iki 25,4 mm, vario apvalkalo storis ≥ 254 µm. Apvalkalo storis yra svarbiausias impulsinių srovių apkrovų atveju (ESE jungtys, MV kontaktai) – plonas apvalkalas sugenda pirmiausia.
5. Užbaigimas – ko pirmiausia turi paklausti pirkimų vykdytojas
150 MW Saudo Arabijos elektrinė, nuo kurios pradėtas šis straipsnis, penktųjų metų pakartotinio bandymo metu parodė 3,1 Ω vidutinę kontaktinės plokštelės varžą, palyginti su 5 Ω projektiniu tikslu, o blogiausias kontaktinės plokštelės varžas buvo pietvakariniame kampe, kur kališas nustojo vertikaliai judėti – 4,7 Ω. Kai Madrido EPC 2020 m. rugpjūčio mėn. išsiuntė užklausos el. laišką, nė vienas iš šių skaičių nebuvo naudojamas kaip pirkimo argumentas – jie gauti surašius užpildo cheminę sudėtį, jungties standartą, strypo geometriją ir grunto bei tikslinio dirvožemio sekoskaitos pakartotinį nustatymą tame pačiame dokumente, o tada leidus montuotojų komandai atlikti darbą.
Jei esate projekto savininkas Artimuosiuose Rytuose, Afrikoje ar Pietryčių Azijoje ir pirkimo dokumentas yra atviras, klausimas, lemiantis, ar projektas išliks projektavimo laiko ribose ateinančius 25 metus, yra ne „kurį strypą pirkti“, o „kokia yra grunto varža planuojamame elektrodo gylyje ir kuris iš trijų aukščiau nurodytų gedimo režimų taikomas“. Pirmiausia gaukite atsakymą apie gruntą; po to pateikiamas produkto atsakymas. Tada pirkimo klausimas yra, kurią iš dviejų produktų šeimų...cheminis įžeminimo strypas or kolonos grafito žemės modulis(arba abu, sudėtingiausiose vietose) – atitinka dirvožemio grupę ir gylio ribą. Visą kategorijos puslapį rasite adresu/cheminio-įžeminimo-elektrodas/turi geometrijos parinktis ir5 geriausi elektrolitinių jonų įžeminimo strypų gamintojai 2025 m.tinklaraštyje yra tiekėjų trumpasis sąrašas.
Pavyzdinių rinkinių ir keturių savybių tipo bandymo ataskaitos, skirtos konkrečiam projektui, atveju greičiausias kelias yrakontaktų puslapisPavyzdinės siuntos, skirtos Artimųjų Rytų, Afrikos ir Pietryčių Azijos projektams, paprastai iš gamyklos išvyksta tą pačią savaitę, o techniniai atsakymai pateikiami per vieną darbo dieną.
Įrašo laikas: 2026-10-05