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摘要:接地装置的主要作用就是将雷击产生的电流引入到大地之中,对配电线路起到一定的保护作用,避免发生触电问题,所以接地装置的存在是十分重要的,在施工过程在如果没有使用高质量的接地装置则很有可能产生安全问题,进而引发一系列的安全施工问题,严重的可能会对工作人员的生命安全进行威胁。基于此,本文从接地装置设计方案,具体输电线路接地装置设计和如何防雷三个方面阐述了配电线路施工中接地装置施工技术,以供参考。
关键词:输电线路;接地装置;防雷
引言:配电线路中的接地装置主要包括两种,也就是接地体和相关的接地线路,在配电网运行的过程之中,接地体的良好选择和接地装置的规范施工可以为电力线路的稳定安全运行提供一定的保证,因此对于配电线路施工中接地装置施工技术的研究,对配电网的安全运行有着十分重要的现实意义。
一、接地装置概述
接地装置一般由接地装置和连接引线两部分构成。接地装置一般由人工接地装置和自然接地装置两部分构成,人工接地装置包括水平辐射式接地装置、垂直放射连接装置、封闭环形连接装置等,为了有效地减小土壤电阻率,一般还会采用连接模块等减阻材料。配电线路施工中,接地装置是输电线路施工中重要的组成部分,是接电体与连接引下线的统称,接地装置中的连接阻力则是指接地装置的散流阻力、连接引下线电阻和交流阻力的总数。接地装置的功能主要是為了确保雷电流安全泄入大地,确保线路上电气设备绝缘,降低与线路上通信设备重合闸率,增加工作安全性和减少因跨步电压而产生的人身危害,对输电线路杆塔及接地装置实施标准化的管理与维修、保证接地装置完好是减少输电线路与通信设备重合闸率的有效举措。配电线路施工中接地装置一般由接地体与连接引下线所构成,交流输电线路产生的电压主要是经过杆塔上的接地装置而泄入大地,也是泄导电压的主体组成部分,接地装置的引下线则是指经由杆塔上接触孔与地下接触射线相交的那段连线,它的主要功能是经过杆塔本身(或装设的杆塔接触外引设备)接通避雷线或者下地转地网,使电压能经过杆塔本身(或装设的杆塔接触外引设备)、经过接地引下线而进入到接电网内,以便于泄放或产生雷流。
二、输电线路接地装置设计
(一)接地装置的改进方案
本文将进行如下设计的改进:首先将杆塔基座本体直接接入地下接地系统中,电压回路直接流经杆塔基座后,再接入接地系统。将受电设备地面的接地引出下线全部材料进行埋地设计,此时,将接地线路的全部设备置于地底,防止产生人员伤亡。在此设计方案中,既充分发挥了杆塔基础的天然接地功能,也避免了接地引下线时产生不必要的磨损。
输电高电压线路不可避免地要经过山地、平地、耕地和城区等不同地形,输电线路又经常处在变化的大小气候环境和复杂多变的土地自然环境中,输电环境的复杂使得接地装置设计需要在满足经济效益的同时也要保障良好的安全性,这样便容易导致接地装置设计不合理、缺乏灵活性。本文基于杆塔基础所处地区土地体积电阻率从低至高的变化规律,在充分考虑杆塔作为天然连接载体的基础上给出了接地装置设计方案,将接地装置根据下述的六个过程逐步进行延伸展开,并在延伸过程中进行进一步检测、校验现场实际连接电阻量。
(二)输电线路接地装置的具体设计
1.接地线路
在工程应用和具体操作中,各步骤具体要求如下:
步骤1
采用铜覆钢用作水平接地装置,由四个杆塔进行内部插入式角铁的方式引出八条铜覆钢支线,即每部分引出二条支线,其外立杆支线在穿过垂直的连接棒后,与杆塔中心部产生十字相交的水平互联。接地装置设计完毕并回填土壤后,测量接地装置的接地电阻并记录,如果测量电阻值达到接地电阻目标值,则本杆塔的接地装置施工完毕,否则,进入步骤A2。
步骤2
若在步骤1中测量出的接地电流仍大于目标值,则使用步骤2。在步骤1的基础上,在A2,B2,C2,D2这四条边的末端,每端再放置一根铜覆钢垂直连接棒和1条长20m的铜覆钢,测量接地电阻并记录。
步骤3
若在步骤2中测量出的接地电流仍等于目标值,则使用步骤3。在步骤2的基础下,在A1,B1,C1,D1这四条边的末端,每端再放置一根铜覆钢垂直连接棒和1条长20m的铜覆钢,测量接地电阻并记录。
步骤4
若在步骤3中测量出的接地电流仍大于目标值,则使用步骤4。在步骤3的基础上,在A2,B2,C2,D2这四条边的末端,每端再放置一根铜覆钢垂直连接棒和1条长20m的铜覆钢,测量接地电阻并记录。
步骤5
若在步骤4中测量出的接地电流仍大于目标值,则使用步骤5。在步骤4的基础上,在A1,B1,C1,D1这四条边的末端,每端再放置一根铜覆钢垂直连接棒和1条长20m的铜覆钢,测量接地电阻并记录。
步骤6
如若在步骤5中测量出的接地电流仍大于目标值,则使用步骤6。如图所示,在步骤5的基础上,在A2,B2,C2,D2这四条边的末端,每端再放置一根铜覆钢垂直连接棒和1条长20m的铜覆钢,测量接地电阻并记录。
按照以上流程分类逐层扩展接地装置,并及时检测连接电阻量,如果检测值超过连接电流目标值,就停止扩张,如果不合格则再进一步扩张。如果在通过以上六个过程的延伸后接地电阻仍无法达标时,还可以利用继续外引水平接地体和垂直接地体再进行一些延伸,直到接地电阻合格为止。该设计方式可使杆塔接电体设计具有很大的灵活性和良好的适应性,既可适应接地电流降阻要求,又可最大限度节约连接材料。
三、配电线路施工中接地装置中的防雷技术
(一)架设连接地线
架设的连接地线实际上是在杆塔上面再增加了一个接地导线,它不但能够使电线与地缆之间的耦合效应增强,使高压支柱绝缘子串上的直冲击电流大量地传递到电线上,还能够将直击雷流更多地分流至邻近杆塔,从而降低了杆塔电位,改善交流输电线路的耐雷水平,降低雷电反击跳闸概率。 (二)安装避雷器
在输电线保护路上加装了避雷器装置,使避雷装置与该线的绝缘子串进行并联,能够有效防止绝缘子出现冲击的现象,增加了该线的反击耐雷水准。当雷流过杆塔时,因为避雷装置的设置使得大部分雷流并不是直接通過复合悬式绝缘子,而是直接通过避雷装置进入电线,这时,杆塔与电线中间的电位差减小,避免了绝缘子形成闪电,从而对输电线路起到较好的防雷效果。
(三)安装避雷针
避雷针是在输电线保护路上使用最为普遍的防直击雷用具,它通过直接改变雷云先导充放电通道的电场走向,把闪电电流导入避雷针,降低线路的直击雷数,从而减少了雷击重合闸几率。虽然避雷针能对线路起到一定的雷击保护效果,但是它的保护范围有限,所以,还要根据线路自身所处的环境,适当采取其他的防雷措施。
(四)降低杆塔接地电阻
高压输电线路防雷的主要做法是通过降低杆塔高度来降低杆塔接地电阻,使得雷击时绝缘子承受的电位降低,避免线路绝缘损坏。采用减小杆塔高度来减小杆塔接地电阻也会受到土壤电阻率的影响,但是这种方法仅适合于土壤电阻率比较小的地方,而对于土壤电阻率更多的地方就需要采用其他的办法来减小接地电阻,在施工上通常采用减阻剂或延长接地极。
(五)安装自动重合闸装置
高压输电线路上大多发生的是瞬时性故障,永久性故障比例极少。所以,一般在高压输电线路上设置了自动重合闸设备,在因直击雷闪电而引起线路跳闸后,线路自动重合一次,在产生瞬间性故障时会自动重新发输电线正常用电,减少线路停电时间。但是此时也应结合巡视加强输电线路检查,避免留下安全隐患。
(七)降阻的主要措施
在施工用材方面,接地引下线上加装40×4镀锌扁钢丝,每基杆塔设置了四条连接引下线,每条引下线直径约为2.5m,但并非采用热镀锌防腐φ12圆钢支撑。φ12镀锌圆钢虽然单重轻,市场价低,但是圆钢不能与铁塔直接连接,连接点需补焊一块扁铁,且与多条接地体连接时,不易于多次焊接,长期运行易引起脱落。但是扁铁与铁塔接地孔连接方便,加工制作程序简单,与多条接地体连接时,比较易于焊接,而且与铁塔接触面积大,可以保证泄流的热稳定。在施工技术方面,应用深埋复合接地装置。首先,该设备使用了水平和垂直接地体的复合接地装置,其连接电流比较易于降到设计要求的限值以下,故钢材用量也最节约。其次,由于使用了深埋在地基下部的高角铁,所以接地体埋设时使用了基础基坑土方开挖,以减少射线长度,从而减少了基本土地的挖掘工作量,保护环境。对避雷线、避雷器出现断线、断股、瓷瓶脏污或破损等情况,应上报检修计划,等待专业人员处理。
结束语:文中给出的基于接地装置和水平、垂直接地体共同发挥作用的设计方式,经工程应用经验证实是合理有效的,并可为国外输电线路接地装置设计提供借鉴。输电线路防雷接地是维护电网稳定性、降低供电故障、提高供电经济效益的必须条件。对此,各单位要竭力做好防雷接地相关工作,确保电网运行更加可靠。
参考文献
[1] 王超. 配电线路施工中接地装置施工技术的探讨[J]. 电子制作, 2018(2):2.
[2] 刘金鑫. 配电线路施工中接地装置施工技术的探讨[J]. 通讯世界, 2016, 6(09):120-121.
[3] 段红波. 配电线路施工中接地装置施工技术的探讨[J]. 通讯世界, 2017, 14(No.321):238-239.
[4]岳慧. 对配电线路施工中接地装置施工技术的分析[J]. 农村经济与科技,2018,29(18):64-65.
[5]郑已龙. 配电线路施工中接地装置施工技术的应用研究[J]. 科学家,2017,5(16):96-97.
[6]黄传水. 关于配电线路中接地装置施工技术分析[J]. 河南建材,2016,(03):158+161.
关键词:输电线路;接地装置;防雷
引言:配电线路中的接地装置主要包括两种,也就是接地体和相关的接地线路,在配电网运行的过程之中,接地体的良好选择和接地装置的规范施工可以为电力线路的稳定安全运行提供一定的保证,因此对于配电线路施工中接地装置施工技术的研究,对配电网的安全运行有着十分重要的现实意义。
一、接地装置概述
接地装置一般由接地装置和连接引线两部分构成。接地装置一般由人工接地装置和自然接地装置两部分构成,人工接地装置包括水平辐射式接地装置、垂直放射连接装置、封闭环形连接装置等,为了有效地减小土壤电阻率,一般还会采用连接模块等减阻材料。配电线路施工中,接地装置是输电线路施工中重要的组成部分,是接电体与连接引下线的统称,接地装置中的连接阻力则是指接地装置的散流阻力、连接引下线电阻和交流阻力的总数。接地装置的功能主要是為了确保雷电流安全泄入大地,确保线路上电气设备绝缘,降低与线路上通信设备重合闸率,增加工作安全性和减少因跨步电压而产生的人身危害,对输电线路杆塔及接地装置实施标准化的管理与维修、保证接地装置完好是减少输电线路与通信设备重合闸率的有效举措。配电线路施工中接地装置一般由接地体与连接引下线所构成,交流输电线路产生的电压主要是经过杆塔上的接地装置而泄入大地,也是泄导电压的主体组成部分,接地装置的引下线则是指经由杆塔上接触孔与地下接触射线相交的那段连线,它的主要功能是经过杆塔本身(或装设的杆塔接触外引设备)接通避雷线或者下地转地网,使电压能经过杆塔本身(或装设的杆塔接触外引设备)、经过接地引下线而进入到接电网内,以便于泄放或产生雷流。
二、输电线路接地装置设计
(一)接地装置的改进方案
本文将进行如下设计的改进:首先将杆塔基座本体直接接入地下接地系统中,电压回路直接流经杆塔基座后,再接入接地系统。将受电设备地面的接地引出下线全部材料进行埋地设计,此时,将接地线路的全部设备置于地底,防止产生人员伤亡。在此设计方案中,既充分发挥了杆塔基础的天然接地功能,也避免了接地引下线时产生不必要的磨损。
输电高电压线路不可避免地要经过山地、平地、耕地和城区等不同地形,输电线路又经常处在变化的大小气候环境和复杂多变的土地自然环境中,输电环境的复杂使得接地装置设计需要在满足经济效益的同时也要保障良好的安全性,这样便容易导致接地装置设计不合理、缺乏灵活性。本文基于杆塔基础所处地区土地体积电阻率从低至高的变化规律,在充分考虑杆塔作为天然连接载体的基础上给出了接地装置设计方案,将接地装置根据下述的六个过程逐步进行延伸展开,并在延伸过程中进行进一步检测、校验现场实际连接电阻量。
(二)输电线路接地装置的具体设计
1.接地线路
在工程应用和具体操作中,各步骤具体要求如下:
步骤1
采用铜覆钢用作水平接地装置,由四个杆塔进行内部插入式角铁的方式引出八条铜覆钢支线,即每部分引出二条支线,其外立杆支线在穿过垂直的连接棒后,与杆塔中心部产生十字相交的水平互联。接地装置设计完毕并回填土壤后,测量接地装置的接地电阻并记录,如果测量电阻值达到接地电阻目标值,则本杆塔的接地装置施工完毕,否则,进入步骤A2。
步骤2
若在步骤1中测量出的接地电流仍大于目标值,则使用步骤2。在步骤1的基础上,在A2,B2,C2,D2这四条边的末端,每端再放置一根铜覆钢垂直连接棒和1条长20m的铜覆钢,测量接地电阻并记录。
步骤3
若在步骤2中测量出的接地电流仍等于目标值,则使用步骤3。在步骤2的基础下,在A1,B1,C1,D1这四条边的末端,每端再放置一根铜覆钢垂直连接棒和1条长20m的铜覆钢,测量接地电阻并记录。
步骤4
若在步骤3中测量出的接地电流仍大于目标值,则使用步骤4。在步骤3的基础上,在A2,B2,C2,D2这四条边的末端,每端再放置一根铜覆钢垂直连接棒和1条长20m的铜覆钢,测量接地电阻并记录。
步骤5
若在步骤4中测量出的接地电流仍大于目标值,则使用步骤5。在步骤4的基础上,在A1,B1,C1,D1这四条边的末端,每端再放置一根铜覆钢垂直连接棒和1条长20m的铜覆钢,测量接地电阻并记录。
步骤6
如若在步骤5中测量出的接地电流仍大于目标值,则使用步骤6。如图所示,在步骤5的基础上,在A2,B2,C2,D2这四条边的末端,每端再放置一根铜覆钢垂直连接棒和1条长20m的铜覆钢,测量接地电阻并记录。
按照以上流程分类逐层扩展接地装置,并及时检测连接电阻量,如果检测值超过连接电流目标值,就停止扩张,如果不合格则再进一步扩张。如果在通过以上六个过程的延伸后接地电阻仍无法达标时,还可以利用继续外引水平接地体和垂直接地体再进行一些延伸,直到接地电阻合格为止。该设计方式可使杆塔接电体设计具有很大的灵活性和良好的适应性,既可适应接地电流降阻要求,又可最大限度节约连接材料。
三、配电线路施工中接地装置中的防雷技术
(一)架设连接地线
架设的连接地线实际上是在杆塔上面再增加了一个接地导线,它不但能够使电线与地缆之间的耦合效应增强,使高压支柱绝缘子串上的直冲击电流大量地传递到电线上,还能够将直击雷流更多地分流至邻近杆塔,从而降低了杆塔电位,改善交流输电线路的耐雷水平,降低雷电反击跳闸概率。 (二)安装避雷器
在输电线保护路上加装了避雷器装置,使避雷装置与该线的绝缘子串进行并联,能够有效防止绝缘子出现冲击的现象,增加了该线的反击耐雷水准。当雷流过杆塔时,因为避雷装置的设置使得大部分雷流并不是直接通過复合悬式绝缘子,而是直接通过避雷装置进入电线,这时,杆塔与电线中间的电位差减小,避免了绝缘子形成闪电,从而对输电线路起到较好的防雷效果。
(三)安装避雷针
避雷针是在输电线保护路上使用最为普遍的防直击雷用具,它通过直接改变雷云先导充放电通道的电场走向,把闪电电流导入避雷针,降低线路的直击雷数,从而减少了雷击重合闸几率。虽然避雷针能对线路起到一定的雷击保护效果,但是它的保护范围有限,所以,还要根据线路自身所处的环境,适当采取其他的防雷措施。
(四)降低杆塔接地电阻
高压输电线路防雷的主要做法是通过降低杆塔高度来降低杆塔接地电阻,使得雷击时绝缘子承受的电位降低,避免线路绝缘损坏。采用减小杆塔高度来减小杆塔接地电阻也会受到土壤电阻率的影响,但是这种方法仅适合于土壤电阻率比较小的地方,而对于土壤电阻率更多的地方就需要采用其他的办法来减小接地电阻,在施工上通常采用减阻剂或延长接地极。
(五)安装自动重合闸装置
高压输电线路上大多发生的是瞬时性故障,永久性故障比例极少。所以,一般在高压输电线路上设置了自动重合闸设备,在因直击雷闪电而引起线路跳闸后,线路自动重合一次,在产生瞬间性故障时会自动重新发输电线正常用电,减少线路停电时间。但是此时也应结合巡视加强输电线路检查,避免留下安全隐患。
(七)降阻的主要措施
在施工用材方面,接地引下线上加装40×4镀锌扁钢丝,每基杆塔设置了四条连接引下线,每条引下线直径约为2.5m,但并非采用热镀锌防腐φ12圆钢支撑。φ12镀锌圆钢虽然单重轻,市场价低,但是圆钢不能与铁塔直接连接,连接点需补焊一块扁铁,且与多条接地体连接时,不易于多次焊接,长期运行易引起脱落。但是扁铁与铁塔接地孔连接方便,加工制作程序简单,与多条接地体连接时,比较易于焊接,而且与铁塔接触面积大,可以保证泄流的热稳定。在施工技术方面,应用深埋复合接地装置。首先,该设备使用了水平和垂直接地体的复合接地装置,其连接电流比较易于降到设计要求的限值以下,故钢材用量也最节约。其次,由于使用了深埋在地基下部的高角铁,所以接地体埋设时使用了基础基坑土方开挖,以减少射线长度,从而减少了基本土地的挖掘工作量,保护环境。对避雷线、避雷器出现断线、断股、瓷瓶脏污或破损等情况,应上报检修计划,等待专业人员处理。
结束语:文中给出的基于接地装置和水平、垂直接地体共同发挥作用的设计方式,经工程应用经验证实是合理有效的,并可为国外输电线路接地装置设计提供借鉴。输电线路防雷接地是维护电网稳定性、降低供电故障、提高供电经济效益的必须条件。对此,各单位要竭力做好防雷接地相关工作,确保电网运行更加可靠。
参考文献
[1] 王超. 配电线路施工中接地装置施工技术的探讨[J]. 电子制作, 2018(2):2.
[2] 刘金鑫. 配电线路施工中接地装置施工技术的探讨[J]. 通讯世界, 2016, 6(09):120-121.
[3] 段红波. 配电线路施工中接地装置施工技术的探讨[J]. 通讯世界, 2017, 14(No.321):238-239.
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