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輸電線路接地網(wǎng)存在的問題及改造措施

發(fā)布時間:2020-07-02 瀏覽次數(shù):5640次

輸電線路接地網(wǎng)存在的問題及改造措施

張云都,蒲曉羽
(武漢大學(xué))
 
    [摘 要] 早期設(shè)計的輸電線路接地網(wǎng),由于設(shè)計及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低,接地體材料大多采用扁鋼,不耐腐蝕,加上高土壤電阻率地區(qū)接地體面積過小,是造成高壓輸電線路投運后發(fā)生雷擊事故的主要原因。因此,接地體的截面積應(yīng)符合sJD8—29《規(guī)程》要求,引下線截面積應(yīng)為接地體截面積的1.4倍,引下線要進行涂瀝青漆防腐處理,并實行“雙接地”;水平和垂直接地體埋深宜增至0.8 m,且最好使用高效膨潤土防腐降阻劑,以降低接地電阻和提高防腐蝕性能。
    [關(guān)鍵詞] 輸電線路  接地網(wǎng)  改造
 
    當(dāng)雷擊桿塔或避雷線時,雷電流經(jīng)過桿塔、接地網(wǎng)流人大地,從而保護電力線不被雷擊。因此,接地網(wǎng)的好壞直接影響到防雷效果。
    近年來,許多高壓輸電線路都曾出現(xiàn)過雷電繞擊、反擊、線路跳閘的事故,特別是一些運行多年或經(jīng)過高土壤電阻率地區(qū)的輸電線路更是頻頻發(fā)生事故。其主要原因是由于接地電阻過大,接地網(wǎng)存在問題。因此探討高壓輸電線路桿塔接地網(wǎng)的問題,提出相應(yīng)的改造措施十分必要。
    1 接地網(wǎng)存在問題的原因分析
    1.1 接地網(wǎng)設(shè)計不合理
    接地網(wǎng)設(shè)計不盡合理。我國20世紀(jì)七八十年代的接地系統(tǒng)設(shè)計及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低,接地網(wǎng)大多利用扁鋼作為接地體材料,不耐腐蝕,加上高土壤電阻率地區(qū)接地體面積過小,接地電阻過大,是造成高壓輸電線路投運后發(fā)生雷擊事故的主要原因。
    1.2 施工不達(dá)工程要求
    高壓輸電線路施工線長面廣,各處土壤、地質(zhì)環(huán)境又不相同,加上施工人員責(zé)任心不強,又缺乏必要的監(jiān)督,造成接地體埋深不夠,有的甚至部分裸露;回填土未達(dá)要求,填土后又未夯實;接地引下線與接地網(wǎng)及接地網(wǎng)與接地網(wǎng)之間焊接未達(dá)標(biāo)等,使得接地電阻過大,腐蝕嚴(yán)重,有的甚至斷開,不能很好泄流。
    1.3 接地網(wǎng)腐蝕嚴(yán)重
    接地網(wǎng)發(fā)生腐蝕后,通常呈現(xiàn)局部腐蝕狀態(tài),接地網(wǎng)碳鋼材料變脆、起層、松散,甚至?xí)霈F(xiàn)多處斷裂,特別是埋設(shè)在酸堿性較強土壤中的接地體,腐蝕更是嚴(yán)重。在開挖檢查中發(fā)現(xiàn)所有被銹蝕的接地網(wǎng),其銹蝕最嚴(yán)重的部位是在接地引下線、垂直接地體入土處至水平接地體彎曲處,有的接地引下線競被銹斷。受腐蝕的接地網(wǎng),其導(dǎo)電性能大大降低,接地電阻增大。
 
    2 改造方案
 
    2.1  合理的設(shè)計
    2.1.1 接地引下線
   接地引下線是連接桿塔與接地體的連線,其通過的電流是系統(tǒng)接地的全部電流,所以引下線截面應(yīng)大于接地網(wǎng)用材的截面積,按工程要求兩者可取1.4:1。對于高土壤電阻率地區(qū),可采用2根引下線分別接到縱橫交叉的接地帶上,且引下線與接地體必須按規(guī)范要求焊接牢固。
    2.1.2  接地體
    根據(jù)SJD8-29《電力設(shè)備接地設(shè)計技術(shù)規(guī)程》的要求,接地體截面積的計算公式為:
    對于土壤電阻率較高地區(qū),接地體面積應(yīng)適當(dāng)增大,有的還要加裝垂直接地體,以增強泄流能力,增強可靠性。
    2.2   施工要達(dá)標(biāo)
    2.2.1  接地網(wǎng)的埋設(shè)
    淺層土壤中含有各種雜質(zhì)和化合物,是產(chǎn)生濃差電勢的根源。如接地體埋設(shè)于此層土壤中,濃差電勢將會使接地體較快腐蝕。
    深層土壤較為純凈,所含雜質(zhì)較小,且接地體埋深加大,接地電阻的季節(jié)性變化系數(shù)變小。為延長接地網(wǎng)壽命,建議加大接地網(wǎng)埋設(shè)深度,將水平及垂直接地體距地面的埋深增至0.8m。另外接地體的回填土應(yīng)不含雜質(zhì),且每填土30 cm應(yīng)夯實一次。
    2.2.2  接地網(wǎng)的焊接
    在進行接地網(wǎng)焊接時,應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)定,焊接長度應(yīng)足夠,且應(yīng)兩邊施焊,嚴(yán)禁點焊。有T接或十字焊接時應(yīng)加以扁鐵。
    2.3  接地網(wǎng)的防腐措施
    輸電線路接地網(wǎng)腐蝕問題直接影響線路的防雷效果,威脅線路的安全運行,因此,在改造時必須采取有效的防腐措施。
    2.3.1   合理的利用舊地網(wǎng)
對于腐蝕不嚴(yán)重的接地網(wǎng),可以利用原接地網(wǎng)進行改造,即做一部分新接地網(wǎng),且新舊接地網(wǎng)要多點連接。這樣既可以有效地利用舊接地網(wǎng),又可節(jié)約人力,物力,達(dá)到事半功倍的效果。
    2.3.2   重新鋪設(shè)新地網(wǎng)
    對于腐蝕嚴(yán)重的地網(wǎng)必須改造,重新鋪設(shè),同時要采取防腐措施。
    (1)為有效降低接地電阻,防止接地網(wǎng)腐蝕,在接地網(wǎng)改造時,要使用高效膨潤土防腐降阻劑,以降低接地電阻和提高防腐蝕性能。特別是對接地引下線應(yīng)采用此措施。
    (2)對桿塔接地最好采用2根接地引下線與地網(wǎng)的不同點可靠地焊接,即實行“雙接地”。焊口的長度應(yīng)大于圓鋼直徑的6倍,并應(yīng)對焊口刷防銹漆。
    (3)對接地引下線,即從地面人土處到水平接地體要進行涂瀝青漆處理,以避免濃差電勢引起的電化學(xué)腐蝕。
    (4)對腐蝕特別嚴(yán)重的粘土、黃土環(huán)境,應(yīng)采用“金屬防腐”技術(shù),如對接地引下線,應(yīng)進行鍍鋅鎳處理,或采用加入稀土元素的圓鋼作為接地體和接地引下線。
    2.4   合理使用降阻劑
    為降低高土壤電阻率地區(qū)的接地電阻值,可以考慮使用降阻劑,但必須十分慎重。可選用物理型CC系列降阻劑,該降阻劑時效長、無腐蝕,且降阻劑本身具有很強的滲透性,降阻效果明顯。使用時應(yīng)嚴(yán)格按技術(shù)要求,確保降阻效果。
 
     3  注意檢查與維護
    (1)定期巡視檢查桿塔的接地引下線是否完好,如被破壞應(yīng)及時修復(fù),并定期進行防腐處理。(2)定期檢查接地螺栓是否生銹,與接地體的連接是否完好,螺絲是否松動,應(yīng)保證與接地線有可靠的電氣接觸。(3)檢查接地裝置是否遭到外力破壞,是否被雨水沖刷露出地面,并每隔3年開挖檢查其腐蝕情況。(4)每年冬季土壤干燥時,要測量接地裝置的接地電阻是否超標(biāo),如超標(biāo)應(yīng)及時改造。(5)每隔5年,應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)接地短路電流的變化和接地體的銹蝕情況,校核一次接地線和接地體的短路電流熱穩(wěn)定是否滿足要求,如不能滿足要求應(yīng)及時改造。