研究输电线路接地网存在的问题及对策
摘 要：随着科技的发展，电力已成为最重要的资源之一，如何保证电力的供应对于国民经济发展和人民生活水平的提高都有非常重要的意义。我国早期设计的输电线路接地网,由于设计及建设标准偏低,接地体材料大多采用扁钢,不耐腐蚀,加上高土壤电阻率地区接地体面积过小,是造成高压输电线路投运后发生雷击事故的主要原因。因此,接地体的截面积应符合SJD8—29《规程》要求,引下线截面积应为接地体截面积的1. 4倍,引下线要进行涂沥青漆防腐处理,并实行\"双接地\";水平和垂直接地体埋深宜增至0. 8 m,且最好使用高效膨润土防腐降阻剂,以降低接地电阻和提高防腐蚀性能。
关键词：输电线路 接地网 改造
0前言
当雷击杆塔或避雷线时,雷电流经过杆塔、接地网流入大地,从而保护电力线不被雷击。因此,接地网的好坏直接影响到防雷效果。近年来,许多高压输电线路都曾出现过雷电绕击、反击、线路跳闸的事故,特别是一些运行多年或经过高土壤电阻率地区的输电线路更是频频发生事故。其主要原因是由于接地电阻过大,接地网存在问题。因此探讨高压输电线路杆塔接地网的问题,提出相应的改造措施十分必要。
1 接地网存在问题的原因分析
1. 1 接地网设计不合理
接地网设计不尽合理。我国20世纪七八十年代的接地系统设计及建设标准偏低,接地网大多利用扁钢作为接地体材料,不耐腐蚀,加上高土壤电阻率地区接地体面积过小,接地电阻过大,是造成高压输电线路投运后发生雷击事故的主要原因。
1. 2 施工不达工程要求
高压输电线路施工线长面广,各处土壤、地质环境又不相同,加上施工人员责任心不强,又缺乏必要的监督,造成接地体埋深不够,有的甚至部分裸露;回填土未达要求,填土后又未夯实;接地引下线与接地网及接地网与接地网之间焊接未达标等,使得接地电阻过大,腐蚀严重,有的甚至断开,不能很好泄流。
1. 3 接地网腐蚀严重
接地网发生腐蚀后,通常呈现局部腐蚀状态,接地网碳钢材料变脆、起层、松散,甚至会出现多处断裂,特别是埋设在酸碱性较强土壤中的接地体,腐蚀更是严重。在开挖检查中发现所有被锈蚀的接地网,其锈蚀最严重的部位是在接地引下线、垂直接地体入土处至水平接地体弯曲处,有的接地引下线竟被锈断。受腐蚀的接地网,其导电性能大大降低,接地电阻增大。
2 输电线路接地网及引发的问题
2.1 存在的问题
铁塔通常利用本身的导电性做接地引线，而110 kV线路混凝土电杆大都采用外引线，即利用10圆钢做引线与接地体相连接，存在以下问题：
a.与接地体相连的接地引上线，距地表面为1.0～1.5 m;接地引下线通过混凝土电杆外表面引下，上端与架空避雷线连接，下端在1.0～1.5 m处与引上线连接位置上，容易被偷盗者锯盗。
b.由于 10圆钢做引线不仅容易被锯断，而且也易转移现场;再者钢材市场回收价格不菲，接地引线成为个体收购商贩的目标。
c.在一般的情况下锯盗接地引线时没有危险性。接地引线被锯盗后，使接地网与架空避雷线引下线断开，失去防雷保护作用。
2.2 引发的问题
a.输电设备的路径大部分是地理环境不太好的地点，而接地引线的断开，造成接地网被破坏失去了其作用。
b.在增补引线整改时，因为地理条件的限制，无法使用焊接器具实现接点连接，只好使用连接金具连接，造成连接点不符合技术要求。连接点锈蚀比较严重，接地网阻值增高。
c.在线路设备受到雷击时，无法满足雷电流瞬间释放的要求，造成线路反击跳闸。
3 改造方案
3. 1 合理的设计
3. 1. 1 接地引下线
接地引下线是连接杆塔与接地体的连线,其通过的电流是系统接地的全部电流,所以引下线截面应大于接地网用材的截面积,按工程要求两者可取1. 4∶1。对于高土壤电阻率地区,可采用2根引下线分别接到纵横交叉的接地带上,且引下线与接地体必须按规范要求焊接牢固。
3. 1. 2 接地体
根据SJD8—29《电力设备接地设计技术规程》的要求,接地体截面积的计算公式为:
式中S jd ———接地体截面,mm2 ;
I jd ———流经接地体的短路电流稳定值,A;
T d ———短路电流的等效持续时间, s;
C ———接地材料的热稳定系数,对于钢接地体, C = 70;
K f ———趋肤效应系数,对 20 mm及以下圆钢或600 mm2 及以下扁钢, 取K f =1. 0。
对于土壤电阻率较高地区,接地体面积应适当增大,有的还要加装垂直接地体,以增强泄流能力,增强可靠性。
3. 2 施工要达标
3. 2. 1 接地网的埋设
浅层土壤中含有各种杂质和化合物,是产生浓差电势的根源。如接地体埋设于此层土壤中,浓差电势将会使接地体较快腐蚀。深层土壤较为纯净,所含杂质较小,且接地体埋深加大,接地电阻的季节性变化系数变小。为延长接地网寿命,建议加大接地网埋设深度,将水平及垂直接地体距地面的埋深增至0. 8 m。另外接地体的回填土应不含杂质,且每填土30 cm应夯实一次。
3. 2. 2 接地网的焊接
在进行接地网焊接时,应严格按规程规定,焊接长度应足够,且应两边施焊,严禁点焊。有T接或十字焊接时应加以扁铁。
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