降低杆塔冲击接地电阻的有效方法
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二、多项选择题(以下每题至少有一个以上的正确答案。
不选、少选、多选、错选均不得分也不扣分。
)1.对电力系统的基本要求是(ABCD)。
(A)保证供电的可靠性;(B)保证供电的良好质量;(C)保证电力系统运行的经济性;(D)最大限度地满足用户的用电需要。
2.采用高压输送电能的优点是(BCD)。
(A)施工方便;(B)减少线损;(C)提高送电功率;(D)提高输送距离。
3.关于电阻串联电路,以下哪些说法是正确的(ACD)。
(A)各电阻上的电流相等;(B)总电流等于各支路电流之和;(C)总电压等于各电阻上电压之和;(D)总电阻等于各电阻之和。
4.衡量供电电能质量的标准主要是(BCD)。
(A)供电可靠性;(B)电压;(C)频率;(D)波形。
5.正弦交流电的三要素是(ACD)。
(A)幅值;(B)初始值;(C)频率;(D)初相角。
6.降低杆塔接地电阻的方法有(ABD)。
(A)外引接地;(B)改良土壤;(C)安装避雷器;(D)用长效降阻剂。
7.以下哪些属于带电作业工具的机械试验内容(AB)。
(A)静荷重试验;(B)动荷重试验;(C)操作冲击试验;(D)耐压试验。
8.电气设备在运行中可能受到的作用电压有哪些(ABCD)(A)工频电压;(B)暂时过电压;(C)操作过电压;(D)雷电过电压。
9.引起线路操作过电压的原因通常有(ABCD)。
(A)线路合闸与重合闸;(B)故障与切除故障;(C)开断容性电流和开断较小或中等的感性电流;(D)负载突变。
10.带电作业(ABC)应由有带电作业实践经验的人员担任。
(A)工作票签发人;(B)工作负责人;(C)专责监护人;(D)工作许可人。
11.保证电力线路工作安全的技术措施主要有(ABCDE)。
(A)停电;(B)验电;(C)装设接地线;(D)使用个人保安线;(E)悬挂标示牌和装设遮拦(围栏)。
12.下列作业项目属于带电作业范畴的是(ABC)。
(A)测量运行中的氧化锌避雷器电流;(B)测量电压互感器的空载电流;(C)检测运行中的线路绝缘子;(D)测量杆塔接地电阻。
杆塔接地改造方案1. 引言杆塔接地是电力工程中非常重要的一个环节,它用于增加电力输送线路系统的安全性和稳定性。
随着电力设备技术的不断发展和用电需求的增加,现有杆塔接地系统往往不能满足要求。
因此,本文将提出一种杆塔接地改造方案,以提高电力输送线路的可靠性和稳定性。
2. 改造目标杆塔接地改造的目标是通过采取一系列措施,改善现有杆塔接地系统的性能和效果。
具体目标如下: - 提高杆塔接地系统的接地电阻,降低接地电阻值,以减小接地电流,提高接地效果; - 降低杆塔接地系统的接地电阻变化范围,以提高稳定性和一致性; - 提高杆塔接地系统的耐腐蚀性,延长使用寿命; - 降低维护成本,减少杆塔接地系统的故障率和维修频率。
3. 改造方案3.1 定期维护和检查为了保证杆塔接地系统的正常运行,定期维护和检查非常重要。
具体措施包括:- 对杆塔接地系统进行定期检查,包括接地电阻测量和接地电位测量,以了解接地系统的状态; - 及时清理杆塔接地系统,清除杂草、泥浆等杂物,保持接地系统的良好接地效果; - 定期对接地系统进行防腐处理,以延长使用寿命。
3.2 接地体扩大面积为了提高接地系统的接地电阻,可以考虑对接地体进行扩大面积的改造。
具体措施包括: - 在现有接地体周围挖掘土壤,将接地体埋入更深的土层,以增加接地体与土壤的接触面积; - 增加接地体的数量和分布,使接地体形成较大的接地体网状结构,提高接地效果。
3.3 使用导电材料为了降低接地电阻变化范围,可以考虑使用导电材料进行杆塔接地改造。
具体措施包括: - 使用导电良好的材料作为接地体,如铜杆、铜板等,提高接地效果;- 使用导电良好的材料作为接地引下线,以降低接地电阻,在一定范围内保持较为恒定的接地效果。
3.4 接地装置的优化设计为了提高杆塔接地系统的耐腐蚀性和可靠性,可以考虑对接地装置进行优化设计。
具体措施包括: - 使用耐腐蚀性好的材料进行接地装置的制造,如不锈钢材料等; - 采用防腐涂层进行接地装置的表面处理,防止腐蚀。
架空输电线路杆塔降低接地电阻的措施探讨摘要:输电线路的杆塔接地是输电线路里最重要的一环,是防止雷电危害不可或缺的措施之一。
为保证输电系统安全稳定运行,降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平、减少线路雷击跳闸率的主要措施。
本文通过分析杆塔接地装置的一般要求、杆塔接地电阻超标的原因,从而探讨有效降低杆塔接地电阻的措施。
关键词:架空输电线路;杆塔;接地装置;接地电阻输电线路的杆塔接地是线路防雷的主要措施之一,其可靠性对保证电力系统的安全稳定运行具有重大的意义。
其中接地电阻指的是接地引下线、接地散流电阻和接触电阻,它是用来确保外来雷电流入地面,绝缘线路的设备,以便减少线路被雷击的跳闸率,避免跨步电压对人体产生伤害和提高运行可靠性。
降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平、降低线路雷击跳闸率的主要措施。
1 雷电对输电线路的危害架空输电线路在运行中,由于杆塔接地不良而引发的雷害事故占线路故障率的比例较高,这主要是由于雷击杆顶或地线(避雷线)时,当雷电流通过杆塔接地装置泄流人地,由于接地电阻偏高,从而产生了较高的反击过电压所致。
这种由于线路遭受雷击时产生的过电压称为大气过电压,会使线路设备及其绝缘受到破坏而产生事故,若变电站防雷措施不良,甚至会造成变电站设备的损坏。
2 杆塔接地装置的一般要求根据《110—500kV架空送电线路设计技术规程》(DL/T5092—1999)中9.0.11节的要求:有地线的杆塔应接地。
在雷季干燥时,每基杆塔不连地线的工频接地电阻,不宜大于表l的要求。
表1 有地线(避雷线)的线路杆塔工频接地电阻范围在常规的输电线路工程中,高压架空线路杆塔的接地装置一般要求采用下列几种形式。
(1)在土壤电阻率P≤100Ω•m的潮湿地区,可利用铁塔和钢筋混凝土杆自然接地。
对发电厂、变电站的进线段应另设雷电保护接地装置。
在居民区,当自然接地电阻符合要求时,可不设人工接地装置。
(2)在土壤电阻率100Ω•m2000Ω•m的地区,可采用6~8根总长度不超过500m的放射形接地极或连续伸长接地极。
输电线路杆塔接地问题分析及对策摘要:本文首先简要分析了输电线路杆塔接地存在的问题,研究了输电线路杆塔接地问题的对策,以供参考。
关键词:输电线路;杆塔接地;对策分析引言:输电线路实际运行中,经常会出现“雷击跳闸”的情况,给输电线路整体的稳定安全运行造成一定不良影响,杆塔接地装置的建设能够在一定程度上加强输电线路对于雷击的抵抗能力。
但针对输电线路杆塔进行接地处理时,通常存在接地网设计问题、接地体敷设施工未达要求等不足,导致杆塔接地较大的电阻,运行维护需要投入高昂成本,对其实际的运行效益造成一定影响。
因此,应做好杆塔接地相关问题的分析工作。
一、输电线路杆塔接地问题分析(一)接地网设计问题设计输电线路杆塔接地时,工作人员没有对接地所采用分段形式和工程施工地点电阻率加以充分考虑,导致接地电阻和接地体面积时常发生不对应的情况,一定程度上加大了后续接地体实际运行中电阻较高情况的出现几率。
(二)接地体敷设施工未达要求输电线路具体施工中,所设计的接地形式和具体情况差别相对偏大,需要在具体施工中根据工程施工的实际情况加以调整,然而部分工作人员责任意识不足,相关工程监理单位没有做好自身本职工作,工程施工中出现回填土和工程要求不相契合,接地引下线和接地体及其接地体相互之间的焊接和工程设计规定不相契合的情况,导致接地电阻值相对偏大[1]。
另外,由于施工不规范,破坏接地引下线镀锌层,导致接地引下线腐蚀,运行寿命变短。
(三)接地引下线与接地体腐蚀因为杆塔接地装置所处的运行环境通常较为恶劣,长期运行中极为容易出现空气腐蚀、土壤腐蚀、电化学腐蚀等接地装置腐蚀情况,加之一些接地体所选用的工程材料质量没有达到工程施工标准,或是内部存在部分金属元素,而土壤是由固、液、气三相物质构成的电解质,空气中的氧气扩散到土壤中,土壤中的部分氧气溶解在水中,与接地引下线构成一个氧化还原电池,给接地装置的导电性造成一定不良影响。
二、输电线路杆塔接地问题的对策(一)优化接地设计具体设计输电线路杆塔接地装置时,工作人员需要根据工程施工的情况,将减小土地使用面积和高土坡电阻率,针对接地装置形式加以科学选用。
输电线路接地电阻问题和降阻措施浅析架空输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要,降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平,减少线路雷击跳闸率的主要措施。
由于杆塔接地电阻高而产生的雷击闪络事故相当多。
由于在大部分位于高原山区,工程地质条件复杂,多数杆塔的接地电阻过高,且锈蚀严重,造成线路耐雷水平低,经常发生雷电绕击、反击,使线路跳闸,进而影响电网的安全稳定运行。
本文结合某高原山区220kV输电线路工程杆塔接地施工为例,论述了工程施工过程中接地电阻偏高的影响因素,经采用多种降阻方法,使之达到合格范围,对防止雷击跳闸、保证电网安全意义重大,以期为类似工程提供参考。
标签:电力系统;输电线路;接地电阻;影响因素;降阻方法1前言随着我国超高压、特高压电网的快速发展,输电线路防雷接地的重要性日益突出,但是高土壤电阻率地区的接地问题多年来一直没有彻底解决。
一方面,随着电力系统的发展,由雷击输电线路引起的事故时有发生,尤其在雷电活动频繁、土壤电阻率高和地形复杂的高原山区,雷击输电线路而引起的事故率更高。
另一方面,随着电力系统容量的迅速增加,输电线路发生单相接地故障时的短路电流也越来越大,从而流经地线的短路电流也越来越大,为了满足地线热稳定的需要,就要采用单位长度电阻较小的地线,从而导致地线的截面过大。
特别是随着OPGW复合光缆在电力系统中的广泛使用,这一问题越来越突出。
特别是在我国西北地区,气候干燥,降水稀少,输电线路路径又大多选择在高寒山区,工程区出露基岩类型较多,而位于山区的送电线路,由于土壤电阻率高、地形、地势复杂,交通不便施工难度大,杆塔接地电阻普遍偏高。
因此,如何有效地解决高原山区接地电阻超标的问题,降低高海拔山区复杂地形条件下输电线路接地电阻接地电阻是电网工程设计、施工、运行、验收共同面临的问题,降低杆塔接地装置的接地电阻具有非常重要的现实意义。
2 影响接地电阻的主要因素2.1 地质条件因素输电线路所处的地质条件对接地电阻影响较大,通过对不同地质条件下输电线路接地电阻大小的研究,主要表现在一下三个结论:①土壤电阻率和输电线路的杆塔接地电阻是正比例关系,所以土壤电阻率偏高是导致杆塔接地电阻超标的一个主要原因。
浅析 110kV输电线路综合防雷技术与接地电阻的设计摘要:110kV的输电线路在当今社会的电力系统中发挥着至关重要的作用,由于110kV的输电线路多在高空和山区中架设,存在着许多不安全的因素,很容易遭受鸟粪、污秽物附着、雷电等不安全因素的影响,从而导致线路跳闸、短路等电网事故的发生。
所以说防雷技术与降低接地电阻可以增强架空线路安全性,提高综合防雷技术,降低对110kV输电线路的维护费用。
因此110kV输电线路综合防雷技术与降低接地电阻的设计至关重要。
关键词:110kV输电线路防雷技术接地电阻一、110kV输电线路遭受雷击原理以及降低铁塔接地电阻的必要性110kV输电线路对整个电网系统中起着至关重要地位,在社会中也起着重要作用,能够促进社会经济的发展,提高人们的生活水平。
110kV一旦发生事故,可能导致大面积停电,造成重大经济损失,因此110kV输电线路的安全也十分重要。
110kV输电线路现在已经广泛使用,但在使用过程中经常受到雷击导致的架空输电线路事故。
而雷电属于自然现象,雷云放电一般在云中或者是云间进行的,只有很少一部分电子会对地发生,而雷云相对于其他云较低,再加上110kV输电线路的周边没有任何的带其他电性的电荷云层,这样110kV架空输电线路就会对带电雷云造成吸引,雷云集聚足够多的电荷后雷云电子被吸引且会形成电流,这些能够在很短时间内达到最大值,之后再逐渐的衰减下去,其冲击波陡度和雷电流幅值也会到达最大值。
当铁塔接地电阻没有较大时,雷击塔顶时将导致塔顶电位较高,塔顶电位Uk=Ik×R×a。
其中:Uk-塔顶电位;Ik-雷电流;R-铁塔接地电阻;a-雷电流冲击系数。
这个电压Uk足够高时,可以击穿空气,雷电流向导线释放。
再加上绝缘子表面脏污,导通电流不能及时恢复绝缘强度时,形成持续性放电,最终导致跳闸和引发一系列的事故。
这个雷击后电流也会通过输电线路的铁支架传递到地面,可能对当地的居民也会造成一定的危害。
输电线路杆塔接地降阻措施0 前言最近几年来,杆塔接地状况不良的现象经常发生,这主要是由于雷电流通过杆塔的缘故,使得接地装置产生电流,电阻较大的时候产生的电击反应。
使杆塔接地装置电阻较高的原因有很多,其中最主要的原因就是设计效果和施工程序的影响,此外还有地质条件和自然条件等影响,因此在设计中应该对电线路接地装置进行认真的设计,使接地装置具有稳定性。
1.输电线路杆塔接地电阻系数偏高的原因输电线路产生的雷击跳闸率与电阻的关系密切,地势较高的地区,输电线组也较高,但是由于复杂的地形,很容易发生雷击的情况,因此需要加强电阻的措施,下面就对电阻过高的原因详细分析。
1.1 客观条件原因有些地区地质环境和自然环境较为恶劣,这样就会对输电线杆塔的接地装置产生不利的影响,使接地装置产生较为严峻的问题。
在山区,土壤的电阻比较高,而且对杆塔产生的影响较大。
此外,有的地形条件较为复杂,地质条件较差,有的地势较陡,杆塔的设置处于岩石地区,给施工带来了很大的不便。
土壤接地装置十分重要,也是主要的传播媒介,在我国北方地区,沙漠和戈壁地区,土壤较为干燥,而且不容易导电,这样会产生较高的电阻。
1.2 主观设计原因山区的地形通常较为复杂,而且受到地质原因的影响,土壤经常不均匀,电阻在不断的变化。
为了能够使电阻的变化在合理的范围内,应该对每一个阶段的电阻认真的检查,结合杆塔的地形,在周围测量出实际的差值,计算出实际的接地装置。
这种接地装置体系比较复杂,而且检测过程比较繁琐,因此在设计中很容易出现误差,这也与土壤电阻率的差值有关。
在没有固定的设计图纸和杆塔位置情况下,需要用与设计图纸相类似的图纸设计,使设计符合现场的施工要求,使杆塔现场情况和接地电阻的差值在合理的范围内。
2.送电线路杆塔接地装置及方法2.1 水平环形接地装置当土壤电阻率超过100£>m时,仅靠自然接地极很难达到所要求接地电阻值,就必须敷设附加的人工接地装置。
这时应考虑与基坑大小和底座布置相适应的,沿底座四周敷设的矩形或方形水平接地装置。
1.降低杆塔接地电阻最常用的方法()。
A 工业废渣填充法B 降阻剂法C 换土法D 铺设水下接地装置参考答案:B2.雷击故障是指在()过电压的作用下,绝缘或空气间隙被击穿的线路故障。
A 工频B 大气C 操作D 冲击参考答案:B3.关于雷击跳闸的防御措施正确的是()。
A 架设避雷线增大保护角B 提高杆塔接地电阻C 架设耦合地线D 减少杆塔拉线参考答案:C4.采用外引接地装置降低杆塔接地电阻时引线长度不宜超过()。
A 10mB 30mC 60mD 100m参考答案:C5.在各电压等级输电线路中,雷击跳闸次数较多的是()。
A 10kVB 35kVC 110kVD 500kV参考答案:C6.招弧角一般安装在绝缘子串的()。
A 绝缘子串中间B 第二片和第三片之间C 倒数第二片和最后一片之间D 第一片和第二片之间参考答案:D7.通常把年平均雷暴日少于()日的地区称为少雷区。
A 15B 25C 30D 40参考答案:A8.下列因素中,造成线路故障的最主要原因是()。
A 大风B 覆冰C 雷害D 高温参考答案:C9.当线路沿着山坡走向时,在山坡外侧绕击区(),而内侧的绕击数()。
A 较大,增大B 较大,减少C 较小,增大D 较小,减少参考答案:B10.当杆塔的接地电阻增大时,耐雷水平与雷击跳闸率按指数规律的变化情况分别是()。
A 上升,下降B 下降,下降C 上升,上升D 下降,上升参考答案:D11.输电线路设计规程规定,500KV自立塔避雷线的保护角宜小于()。
A 10ºB 15ºC 30ºD 45º参考答案:B12.避雷线混凝土杆接地电阻不作规定,但在多雷区不宜超过()Ω。
A 10B 20C 30D 50参考答案:C13.提高雷击杆塔顶端耐雷水平的主要措施是()。
A 增大杆塔分流系数B 降低绝缘子串的U50%C 提高耦合系数KD 增大杆塔等值电感参考答案:C14.以下几种做法中,可以降低雷电绕击率的是()。
架空输电线路杆塔接地电阻不合格原因剖析及应对方法摘要:在电力建设的领域中,保障输电线路的平稳运行是最为基本的电力工作内容。
而在实际的架空输电线路杆塔的施工与运行过程中,接地电阻由于各种主客观原因,时常出现杆塔接地电阻值不合格,不满足设计及运行要求的问题。
本文基于对架空输电线路杆塔接地电阻不合格的原因分析,明确了由于不同原因导致架空输电线路杆塔接地电阻不合格的根源,继而提出了基于开展科学降阻测试的基础,有效实施架空输电线路杆塔接地电阻改良对策的具体途径。
希望能够为广大电力工作同仁,提供一定的参考与借鉴。
关键词:输电线路;接地电阻;电力工程在电力基础设施建设的领域中,架空输电线路杆塔接地电阻不合格的原因,主要集中在“土壤原因”、“施工原因”以及“运行原因”三个方面。
电力工程人员在展开架空输电线路杆塔建设与维护的过程中,需要在找准问题原因的基础上,进行有效地问题解决,以此确保架空输电线路杆塔接地电阻能够合乎使用标准。
通过本文的研究,能够为广大电力工作者进一步明确电力基础设施的日常建设及养护方法,降低输电线路跳闸概率,促使电力基础建设事业更好地服务于人民群众的日常生活以及经济社会的发展建设。
以下结合具体电力工作情况,进行详细介绍。
一、架空输电线路杆塔接地电阻不合格的原因剖析导致架空输电线路杆塔接地电阻不合格的原因,主要分为“土壤原因”、“施工原因”以及“运行原因”三个方面。
在解决架空输电线路杆塔接地电阻不合格问题的过程中,电力工程人员需要找准具体的原因,针对性地加以应对,从而达到有效降阻的目的。
以下分别介绍。
(一)土壤原因由于架空输电线路杆塔是建立在土壤之上的,很多架空输电线路杆塔出现电阻不合格的原因,是由于土壤本身的电阻而导致的。
在一些土壤中,电阻率普遍偏高,特别是在沙地土壤之上,电阻率就会更高。
根据相关的统计得出,在很多沙地土壤上建设的输电线路塔杆,土壤电阻率都达到了120Ω·m以上。
此外,由于土壤干燥的问题,很多处于干燥土壤环境中的输电线路塔杆,也出现了相应的电阻不合格问题。
浅析输电线路杆塔接地装置的降阻技术摘要:阐述线路运行中杆塔接地装置电阻存在的问题及常用降阻技术。
降低接地电阻是一个复杂的问题,不可能有统一方式,应视具体情况而定,以提高线路安全可靠性。
有效的降阻技术,将大幅度地降低雷击跳闸率,使电网构架更坚强,使电网更好的为社会和经济发展服务。
关键词:线路接地装置降阻技术中图分类号:tm862 文献标识码:a 文章编号:1007-3973(2012)012-042-021引言线路杆塔的接地装置是输电设备的重要组成部分之一,是输电线路安全运行必须的技术设备。
输电线路路径经过地理环境比较恶劣、土壤电阻率较高的山区,以及由于经济发展迅速,土壤污染源增加,增大了土壤腐蚀性。
目前,输电线路的接地电阻很难满足规程要求,雷击跳闸事故每年都大量发生,严重影响了线路的安全性,为了保证电力系统安全可靠运行,必须采取切实可行的技术措施降低接地电阻。
如何有效降低接地电阻,提高输电线路运行可靠性,建设坚强电网,需要各级管理和技术人员不断探索和改进。
2 如何确定土壤电阻率的取值接地装置是否有效,直接取决于土壤电阻率取值大小。
准确确定土壤电阻率的大小关系杆塔接地装置的成败。
地层土壤特性在各层具有不同的特性,电阻率可能沿不同路径变化,计算时选取合适(即与实际情况靠近)的土壤电阻率,计算结果才能反映接地装置的情况。
美国ebasco公司的做法是取低电阻率的平均值;我国采用四管法测量,取12米内的土壤电阻率的平均值。
我们发现实际工作中对土壤电阻率的测量往往不够重视,工程设计人员在现场观察一下,再从规程附录表f1中选取一个参考值进行设计工作,有时进行测量也是测取距离线路基础周围的表层土壤电阻率,不能反映该地区的实际情况。
表1为工程技术人员经常查用的大地表层的土壤电阻率的数值。
3关于计算入地短路电流的取值及接地引下线的选择根据《交流电气装置的接地》(dl/t 621-1997)接地规程(附录b)规定,入地短路电流公式为:i = (imax - in)(1- ke1)i = in(1 - ke2)式中:i——入地短路电流,a;imax——接地短路时的最大接地短路电流,a;in——发生最大接地短路电流时,流经发电厂、变电所接地中性点的最大接地短路电流,a;ke1、ke2——分别为厂或所内和厂或所外短路时,避雷线的工频分流系数。
线路杆塔接地装置问题分析与处理摘要:架空输电线路杆塔接地装置的主要作用是防御雷电,降低杆塔接地电阻是提高杆塔耐雷水平、降低雷击跳闸率的重要途径。
本文针对架空线路杆塔接地装置建设过程中存在的问题,提出具体解决措施。
关键词:线路杆塔接地电阻接地装置1引言架空线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要,降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平,减少线路雷击跳闸率的主要措施。
2架空线路杆塔接地的标准要求架空线路杆塔的接地电阻和型式在电力行业标准[1]中都提出了具体的要求,是设计、安装和改造架空线路杆塔接地的依据[2]。
1.杆塔的接地电阻(1)有避雷线线路杆塔的接地电阻。
有避雷线的线路,每基杆塔不连避雷线时的工频接地电阻,在雷季干燥时,不宜超过表1所列数值。
表1 有避雷线的线路杆塔接地电阻注:如土壤电阻率超过2000Ω·m,接地电阻很难降低到30Ω时,可采用6~8根总长不超过500m的放射形接地体,或采用连续伸长接地体,其接地电阻不受限制。
雷电活动强烈的地方和经常发生雷击故障的杆塔和线段,应改善接地装置,适当提高绝缘水平或架设耦合地线。
(2)无避雷线线路杆塔的接地电阻。
对于中雷区及多雷区35kV及66kV无避雷线线路,宜采用措施,减少雷击引起的多相线短路和两相异地接地引起的断线事故,钢筋混凝土杆和铁塔应充分利用自然接地作用,在土壤电阻率不超过100Ω·m或有运行经验的地区,可不另设人工接地装置。
3降低接地装置工频接地电阻的常用方法1.利用自然接地体降阻在接地工程中,充分利用混凝土结构物中的钢筋骨架、金属结构物以及上下金属管道等自然接地体,是减少接地电阻、节约钢材以及达到均衡电位接地的有效措施。
在利用自然接地体时,事先应做好规划,在施工时应对这些钢筋混凝土内的钢筋的连接,以及引出与人工接地网的连接都预先做好计划,施工时同步进行。
在人工接地网的设计和施工时,为了充分利用自然接地体的降阻作用,应尽量减少人工接地体对自然接地体的屏蔽作用。
论述高压输电线路防雷方法分析摘要:为保证电网安全供电,除了应做好电网设备管理以外,同时还应对电网采取可靠的防雷保护措施。
本文着重对装设避雷线,降低接地电阻、减少雷击跳闸等方法。
关键词:输电线路装设避雷线防雷措施一、输电线路防雷通常从以下几个方面着手第一道防线是保护线路导线不遭受直接雷击,因此,可采用避雷线、避雷针或将架空线路改为地下电缆。
第二道防线是杆塔或避雷线受到雷击后不使线路绝缘发生闪路,因此,需改善避雷线的接地或适当加强线路绝缘。
第三道防线是使绝缘受到冲击发生闪络也不会转变为两相短路故障,避免导致线路跳闸,因此,将电网中性点采用非直接接地方式。
第四道防线是即使线路跳闸也不中断供电,因此,可采取自动重合闸装置或用双回路式环网供电。
二、装设避雷线,降低接地电阻架空输电路装设避雷线,可防止雷电直击导线,在导线上产生过电压危及线路绝缘。
装设避雷线后,当线路被雷击时,雷电流即沿避雷线经接地引下线进入大地。
雷电流经杆塔接地电阻流入大地时,会产生压降,当接地电阻值小时,反击电压也小,从而可保证线路安全运行。
对于装设避雷线的输电线路,在一般土壤电阻率地区,其耐雷水平不宜低于表1中数据。
2.1降低接地电阻方法为了降低杆塔接地电阻,首先应尽可能用杆塔金属基础、钢筋水泥基础、混凝土杆的底拉、卡盘等自然接地。
当接地电阻不能满足需求时,再增加人工接地体。
接地体尽可能埋设土壤电阻率较低的土层内,可以用接地带引接,长度不宜超过60 m。
此外,对于土壤电阻率极高处,可考虑采用换土方法,或用化学处理法、用长效降阻剂(长效降阻剂属于有机类降阻剂)及用无机类降阻剂、木质素降阻剂等。
有避雷线的线路,每基杆塔的工频接地电阻在雷雨季干燥时不宜超过表2中数值。
表1有避雷线的架空线路杆塔的工频接地电阻2.2装设避雷线方式过电压保护规程规定: 330 ~500 kv 线路应采取双避雷线, 220 kv线路也采用双避雷线。
杆塔上避雷线对边导线的保护角通常采取20°~30°, 330 kv及220 kv 双避雷线的保护角通常采取20°左右。
降低杆塔冲击接地电阻的有效方法
江西省电力科学研究院 章叔昌
[摘要] 输电线路的跳闸原因大多由雷击引起,降低输电线路雷击跳闸率的主要措施之一是降低线路杆塔接地装置的冲击接地电阻。
本文对杆塔接地装置的基本冲击特性进行了论述,提出了降低杆塔接地装置冲击接地电阻的基本原则。
介绍了采用接地模块环形集中接地方式对线路杆塔接地装置进行防雷接地改造的基本方法,总结了采用该方式对一条输电线路杆塔进行接地改造后的效果。
[关键词] 高压输电线路;防雷接地;冲击接地电阻;接地模块
1 概述
高压输电线路的跳闸原因大多由雷击引起,直接影响供电的可靠性。
输电线路杆塔接地装置的主要作用是泄放雷电流,当雷电直击输电线路塔顶或避雷线时,雷电流将经过杆塔及其接地装置向大地流散。
在此过程中,雷电流在杆塔的电感及其接地装置的接地阻抗(通常称其为接地电阻)上产生的压降将会使塔顶电位升高,当这一电位升高达到一定值时会使线路的绝缘子串击穿,从而可能引起输电线路因雷电过电压造成的反击而跳闸。
对于一般高度的杆塔,引起塔顶电位升高的主要因素是线路杆塔的接地电阻。
因此,杆塔的接地电阻是影响输电线路反击耐雷水平的重要参数。
由于雷电流高频高幅值的特点,使接地装置的冲击接地电阻与工频接地电阻之间存在显著差异。
当雷电流通过杆塔及其接地装置向大地散流时,使塔顶电位升高起主要作用的是冲击接地电阻而不是工频接地电阻。
因此要降低线路的雷击跳闸率,主要措施之一是降低线路杆塔的冲击接地电阻。
2 杆塔接地装置的基本冲击特性
冲击接地电阻与工频接地电阻之所以存在较大区别,其主要原因之一是由于高幅值的雷电冲击电流流过接地装置时,会引起接地体周围的土壤发生电离(火花效应),土壤电离后的作用相当于增大了接地体的截面积,因此会使冲击接地电阻降低。
但是当接地体的截面积足够大时,这种火花效应将不明显。
传统的杆塔接地装置主要是放射型接地体,当放射型接地体通过雷电流时,沿接地体长度方向各点上的电位差别很大,因此引起周围土壤电离的长度很有限,而当放射型接地体的长度超过一定值后,对雷电流的泄放所起的作用将非常小;另外,雷电流在通过接地装置向大地流散过程中会发生一系列复杂的过渡过程,在该过程中的每一时刻接地装置所呈现的冲击接地电阻都存在差异,而且呈现的最大冲击接地电阻有可能并不是雷电流到达幅值的时刻。
同时由于雷电流的陡度,即di/dt 很大,因此当雷电流经接地装置向大地散流时,在接地装置接地阻抗中感性分量上的压降不容忽视。
对于射线式接地装置其本身的电感与其长度成正比,长度越长则其呈现的电感则越大,因此射线式接地装置的冲击系数将随其长度的增加而增大。
有关的研究结果表明,接地装置的冲击特性主要与土壤电阻率、接地装置的几何形状及尺寸、雷电流的波形及幅值密切相关。
3 降低杆塔冲击接地电阻的基本原则
根据波过程理论,接地装置的冲击接地电阻ch R 是雷电波通过接地装置向大地流散时所遇到的
波阻抗,即C
L R ch
,因此要降低接地装置的冲击接地电阻,应该设法增加散流路径中的电容和
减小散流路径中的电感。
根据静电场理论,在电介质相同、极间距离相同的条件下,电容量与极板的面积成正比。
为此,要增大接地装置与大地之间的电容,从而降低杆塔接地装置的冲击接地电阻,应该尽量增大接地装置与大地的接触面;而对于减小雷电流散流路径中的电感,我们所能做的是尽量减小接地装置本身的电感,为此,杆塔接地装置本身的形状不能是很长的射线式,而应该是环形的集中接地体。
图3.1是解广润著《电力系统接地技术》中所提供的一组不同形状及尺寸的接地体在不同雷电流幅值下的冲击系数曲线。
图3.1 不同形状接地体的冲击系数曲线
从图 3.1中可看出,在土壤电阻率确定后,接地装置的冲击接地电阻与其几何形状及尺寸有密切关系。
例如在土壤电阻率为500Ω·m、雷电流为40kA的条件下,长40m的水平接地体其冲击系数接近1,而直径为12m(周长37.7m)的环形接地体的冲击系数约0.5。
由此可见,在土壤电阻率相同、所测工频接地电阻相同的情况下,环形接地装置的冲击接地电阻明显要低于水平接地体的冲击接地电阻。
大量的实验室模拟试验结果也表明:在相同土壤电阻率的情况下,当各接地装置占地尺寸大致相同时,圆环型接地装置的冲击特性相对最优。
综上所述,可得出降低杆塔冲击接地电阻的基本原则为:采用圆环形集中接地装置,并尽量加大接地装置与大地之间的接触面,使雷电流能够快速顺畅地通过接地装置向大地泄放。
4 接地模块环形集中接地装置
4.1 接地模块环形集中接地装置的基本构造
在采用接地模块敷设线路杆塔的集中接地装置时,需要根据不同的土壤电阻率,在线路杆塔的周围φ15~φ20的环形地沟内一块接一块地埋设一圈接地模块,每基杆塔需用500×400mm长方形接地模块约85~114块,组成一个新的环形接地网并与杆塔的原接地网相互焊接。
4.2 接地模块环形集中接地装置的降阻原理及特点
根据前面的研究,要降低接地装置的冲击接地电阻,应该设法增加散流路径中的电容和减小散流路径中的电感。
采用接地模块所构成的接地装置可大大增加与土壤之间的接触面,因而与射线式接地装置相比可增大接地装置与大地之间的电容、减小接地装置与土壤之间的接触电阻;同时由于采用的是集中环形接地方式,与射线式接地装置相比可大大减小接地装置本身的电感,从而使雷电
流向大地流散时所遇到的波阻抗比射线式接地装置大大减小。
因此,采用接地模块环形集中接地方式不仅可降低线路接地装置的工频接地电阻,更主要的是能有效地降低接地装置的冲击系数,使接地装置的冲击接地电阻大幅降低。
接地模块中的主要材料是石墨,石墨是一种非金属材料,它具有很强的保湿性和吸湿性,其本身的稳定性、抗腐蚀性、导电性、抗老化性能良好。
由于石墨对环境敏感度非常低,几乎不受外界因素的影响,所以接地模块的接地电阻值能够在相当长的时间内保持不变,这是传统接地材料无法比拟的。
石墨的基本结构是碳,因此使用接地模块不会带来环境污染。
石墨本身的电阻率很低,高纯度石墨的电阻率<1Ω·m,但电阻率越低的石墨其价格就越高。
用于输电线路杆塔接地装置的成品接地模块,其电阻率控制在<4Ω·m比较合适。
5 防雷接地改造实例
为了验证以上所述方法的有效性,对一条220kV输电线路工频接地电阻不合格的40基杆塔,主要采用接地模块环形集中接地方式进行了接地改造,改造工作于2005年底完成。
该线路全长83.786km,绝大部分经过雷电活动频繁的山区,全线装有双避雷线。
根据统计,该线路自2001~2003年共雷击跳闸7次。
计算该线路在此期间的平均雷击跳闸率高达2.785次/百千米·年。
该线路2001~2010年的雷击跳闸次数统计见表4-1,根据江西电网雷电定位系统所查询的该线路走廊1公里范围内的落雷密度见表4-2。
从表4-1和表4-2可看出,在进行防雷接地改造后,虽然在该线路走廊内的雷电活动有明显增强的趋势,但该线路的雷击跳闸次数却明显下降,并在2008~2010年连续三年实现了零雷击跳闸,这充分说明对该条线路的防雷接地改造是非常成功的。
表4-1 被改线路历年雷击跳闸一览表
对该线路5基杆塔的工频接地电阻和冲击接地电阻进行了抽测,抽测情况见表4-3。
测试结果表明:经采用接地模块环形集中接地方式进行改造后的杆塔,其接地装置的工频接地电阻明显下降,而且接地装置的冲击系数<0.5。
而随机抽测的一基地处水田中未经接地改造的杆塔,其接地装置的冲击系数为1.9658。
表4-3 杆塔冲击接地电阻测试抽测情况(采用0.618法,电流线长100米。
)
6 结论
1)降低高压输电线路雷击跳闸率的主要措施之一是降低线路杆塔接地装置的冲击接地电阻。
2)降低杆塔接地装置冲击接地电阻的基本原则是:采用环形集中接地方式。
3)采用接地模块环形集中接地方式不仅可降低杆塔接地装置的工频接地电阻,更主要的是能够有效地降低接地装置的冲击系数,使接地装置的冲击接地电阻大幅减小,从而可明显降低高压输电线路的雷击跳闸率。
章叔昌:1982年毕业于上海交大高电压专业,毕业后一直从事与高电压技术有关的工作。