国家电投贵州白市水电厂水下接地网工程与网络工程的协同实践

引言

国家电投贵州白市水电厂作为清水江流域的重要水电枢纽，其安全稳定运行直接关系到区域电网的可靠性。在水电厂的防雷与电气安全体系中，接地网起着至关重要的作用。由于白市水电厂特殊的地理环境，其接地网需要部分敷设于水下，形成了典型的水下接地网工程。与此随着电厂智能化、信息化水平的提升，网络工程已成为支撑电站监控、数据传输与远程调度的核心基础设施。本文将探讨白市水电厂水下接地网工程与网络工程的协同实施，分析两者在技术设计、施工组织及运行维护中的关键要点。

一、水下接地网工程概述

1.1 工程背景

白市水电厂位于贵州省黔东南州，大坝为混凝土重力坝，库区水位变幅较大。传统陆域接地网受限于地形和土壤电阻率，难以达到设计要求。为此，工程采用水下接地网与陆域接地网相结合的方案，利用水库水体作为自然散流介质，显著降低接地电阻。

1.2 技术特点

水下接地网通常采用耐腐蚀材料（如镀锌扁钢、铜覆钢等），并以网格状布置于水库底部。其主要技术难点包括：

• 水下焊接与连接工艺要求高；
• 防腐蚀与防生物附着处理；
• 水下接地电阻的精确测量；
• 与陆域接地网的可靠连接。

白市水电厂通过采用阴极保护与防腐涂层双重措施，有效延长了水下接地网的使用寿命。实测表明，水下接地网建成后，全厂接地电阻由原来的1.2Ω降至0.45Ω，满足设计要求。

二、网络工程在水电厂的应用

2.1 网络架构设计

白市水电厂的网络工程采用分层分布式架构，分为核心层、汇聚层和接入层。核心层部署双冗余万兆交换机构建主干环网；汇聚层连接各机组现地控制单元（LCU）、开关站及闸门控制系统；接入层则覆盖视频监控、环境监测及办公区域。

2.2 关键网络系统

• 监控系统网络：承载计算机监控系统（SCADA）数据，采用IEC 60870-5-104协议，要求低延时、高可靠。
• 继电保护信息网络：传输保护装置动作信号及故障录波，严格与监控网络物理隔离。
• 工业电视网络：用于大坝、厂房及水面区域的视频监控，支持智能分析。
• 管理信息网络：服务于办公自动化、物资管理等业务。

2.3 网络安全与防护

网络工程遵循“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”原则。在水下接地网区域，网络设备亦需考虑防雷接地，确保信号地与保护地共地良好。

三、水下接地网与网络工程的协同

3.1 接地与防雷的关联

水电厂网络设备分散布置，大量信号电缆与电源电缆穿越不同区域。若接地网不完善，雷击或短路故障时将产生地电位差，导致网络设备损坏或通信中断。水下接地网降低了整体接地电阻，为网络系统提供了稳定的参考地，减少了共模干扰。

3.2 施工与运维的统筹

水下接地网施工通常需在枯水期进行，而网络工程布线则贯穿整个电站建设周期。白市水电厂采用以下协同措施：

• 在设计阶段统一规划接地干支线与网络桥架路径，避免交叉冲突；
• 水下接地网引出线就近连接至网络机房等电位端子箱；
• 运维阶段定期检测接地电阻，并同步检查网络机柜接地状态。

3.3 智能监测的融合

网络工程为水下接地网的状态监测提供了传输通道。例如，通过部署在水下的参比电极和电流传感器，数据经工业以太网上传至监控平台，实现对接地网腐蚀程度和散流效果的在线评估。

四、工程实践与效果

白市水电厂水下接地网工程于2019年启动，2021年投运。同期完成的网络工程覆盖全厂，实现了“全厂一张网”。运行数据显示：

• 接地电阻稳定在0.5Ω以下，满足规程要求；
• 网络系统可用率达99.99%，未发生因接地问题导致的网络故障；
• 雷雨季节设备损坏率同比下降80%。

五、结论与展望

水下接地网工程与网络工程虽属不同专业，但在水电厂这一复杂系统中密不可分。国家电投贵州白市水电厂的成功实践表明，通过一体化设计、协同施工与智能运维，可显著提升电厂的安全经济运行水平。随着物联网和5G技术的应用，水下接地网与网络工程将进一步深度融合，为智慧水电建设奠定坚实基础。