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輸電線路接地網存在的問題及改造措施

發布時間：2020-07-02 瀏覽次數：6073次

輸電線路接地(di)網存在的問題及改造措施(shi)

張云都，蒲曉羽(yu)
(武漢大學)
 
    [摘 要] 早(zao)期設計的(de)輸電(dian)線路接(jie)地(di)(di)網(wang)，由于設計及建設標準偏低，接(jie)地(di)(di)體(ti)材(cai)料大多采用扁鋼，不(bu)耐(nai)腐蝕(shi)(shi)，加上高(gao)土壤電(dian)阻(zu)(zu)率地(di)(di)區接(jie)地(di)(di)體(ti)面積(ji)(ji)過小，是造成高(gao)壓輸電(dian)線路投運后發(fa)生雷擊事故的(de)主要原因(yin)。因(yin)此，接(jie)地(di)(di)體(ti)的(de)截面積(ji)(ji)應(ying)符合sJD8—29《規(gui)程》要求，引(yin)下線截面積(ji)(ji)應(ying)為接(jie)地(di)(di)體(ti)截面積(ji)(ji)的(de)1．4倍，引(yin)下線要進行涂(tu)瀝青漆防腐處理，并(bing)實行“雙接(jie)地(di)(di)”；水(shui)平和垂直接(jie)地(di)(di)體(ti)埋(mai)深宜增(zeng)至0．8 m，且最好使(shi)用高(gao)效膨潤土防腐降阻(zu)(zu)劑，以降低接(jie)地(di)(di)電(dian)阻(zu)(zu)和提(ti)高(gao)防腐蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)。
    [關鍵(jian)詞] 輸電線路  接地網(wang)  改造
 
    當雷(lei)(lei)擊(ji)桿塔(ta)(ta)或避(bi)雷(lei)(lei)線(xian)時，雷(lei)(lei)電(dian)流經過桿塔(ta)(ta)、接地網流人(ren)大地，從而保護(hu)電(dian)力線(xian)不被(bei)雷(lei)(lei)擊(ji)。因(yin)此，接地網的好壞直接影響到防雷(lei)(lei)效果。
    近年來，許多(duo)高壓(ya)輸電(dian)線路(lu)都曾出現(xian)過(guo)(guo)雷電(dian)繞擊(ji)、反(fan)擊(ji)、線路(lu)跳(tiao)閘的(de)事故，特別是(shi)一些運行多(duo)年或經過(guo)(guo)高土(tu)壤電(dian)阻率地(di)區的(de)輸電(dian)線路(lu)更是(shi)頻頻發(fa)生事故。其主要原因是(shi)由于接地(di)電(dian)阻過(guo)(guo)大(da)，接地(di)網存在問(wen)題。因此探討高壓(ya)輸電(dian)線路(lu)桿塔接地(di)網的(de)問(wen)題，提(ti)出相應的(de)改造(zao)措施十(shi)分(fen)必(bi)要。
    1 接地網存(cun)在(zai)問題(ti)的原因分(fen)析
    1.1 接地(di)網(wang)設計不合理
    接地網(wang)(wang)設計(ji)不盡合理。我國20世紀七八十年代的接地系統設計(ji)及建設標準偏低，接地網(wang)(wang)大多(duo)利用扁(bian)鋼作為接地體材料，不耐腐蝕，加上高土壤(rang)電阻率地區接地體面積(ji)過(guo)小(xiao)，接地電阻過(guo)大，是造成高壓輸電線路投運后(hou)發(fa)生雷擊事(shi)故的主(zhu)要原因。
    1.2 施(shi)工(gong)不(bu)達工(gong)程要求
    高壓輸電(dian)(dian)線(xian)路施(shi)(shi)工線(xian)長面廣，各處土(tu)壤(rang)、地(di)(di)(di)(di)(di)質(zhi)環境又不(bu)相同(tong)，加上施(shi)(shi)工人員責任(ren)心(xin)不(bu)強，又缺乏必要(yao)的監督，造成(cheng)接(jie)地(di)(di)(di)(di)(di)體(ti)埋(mai)深不(bu)夠，有的甚至部分裸(luo)露；回填土(tu)未達要(yao)求，填土(tu)后又未夯實；接(jie)地(di)(di)(di)(di)(di)引下線(xian)與(yu)接(jie)地(di)(di)(di)(di)(di)網及接(jie)地(di)(di)(di)(di)(di)網與(yu)接(jie)地(di)(di)(di)(di)(di)網之間焊接(jie)未達標等，使得(de)接(jie)地(di)(di)(di)(di)(di)電(dian)(dian)阻(zu)過(guo)大，腐蝕嚴重，有的甚至斷(duan)開(kai)，不(bu)能(neng)很好泄流(liu)。
    1.3 接地網腐蝕(shi)嚴重
    接(jie)(jie)地(di)(di)(di)網(wang)發(fa)生腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)后(hou)，通常呈(cheng)現局部腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)狀態，接(jie)(jie)地(di)(di)(di)網(wang)碳鋼(gang)材料變(bian)脆、起(qi)層、松散(san)，甚至會出現多處斷(duan)裂(lie)，特(te)別(bie)是(shi)埋設在(zai)酸堿性(xing)較強土壤中(zhong)的接(jie)(jie)地(di)(di)(di)體，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)更(geng)是(shi)嚴(yan)重(zhong)。在(zai)開挖(wa)檢查中(zhong)發(fa)現所有被銹蝕(shi)的接(jie)(jie)地(di)(di)(di)網(wang)，其(qi)銹蝕(shi)最嚴(yan)重(zhong)的部位是(shi)在(zai)接(jie)(jie)地(di)(di)(di)引(yin)下線、垂直接(jie)(jie)地(di)(di)(di)體入土處至水平接(jie)(jie)地(di)(di)(di)體彎曲處，有的接(jie)(jie)地(di)(di)(di)引(yin)下線競被銹斷(duan)。受(shou)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的接(jie)(jie)地(di)(di)(di)網(wang)，其(qi)導電性(xing)能大大降低，接(jie)(jie)地(di)(di)(di)電阻增大。
 
    2 改造方案(an)
 
    2.1  合(he)理的設(she)計(ji)
    2.1.1 接地引下線(xian)
   接地(di)(di)引下(xia)(xia)線是連接桿塔與接地(di)(di)體(ti)的(de)連線，其(qi)通過的(de)電(dian)流是系統接地(di)(di)的(de)全部電(dian)流，所以引下(xia)(xia)線截面應(ying)大于接地(di)(di)網用(yong)材的(de)截面積，按工程要(yao)求兩者可(ke)取1.4:1。對于高土壤電(dian)阻率(lv)地(di)(di)區，可(ke)采用(yong)2根引下(xia)(xia)線分(fen)別接到縱橫交(jiao)叉的(de)接地(di)(di)帶上，且引下(xia)(xia)線與接地(di)(di)體(ti)必須(xu)按規(gui)范(fan)要(yao)求焊接牢固(gu)。
    2.1.2  接地(di)體
    根據SJD8-29《電力設(she)備接(jie)地(di)設(she)計技術(shu)規程》的(de)要(yao)求，接(jie)地(di)體截面積的(de)計算公(gong)式為：
    對于土壤電(dian)阻率較(jiao)高地區，接地體面積應適當增大，有的還要(yao)加裝垂直接地體，以增強泄流能力(li)，增強可靠性。
    2.2   施工要達標
    2.2.1  接(jie)地網(wang)的埋設
    淺層(ceng)土(tu)(tu)壤中(zhong)含有各種雜質和化合(he)物，是產生(sheng)濃差(cha)電勢的(de)根源(yuan)。如接(jie)地(di)體(ti)埋設于此層(ceng)土(tu)(tu)壤中(zhong)，濃差(cha)電勢將會(hui)使接(jie)地(di)體(ti)較快腐(fu)蝕。
    深(shen)(shen)層土(tu)壤較(jiao)為(wei)純(chun)凈，所含雜質較(jiao)小，且(qie)接(jie)(jie)地(di)(di)(di)體(ti)埋(mai)深(shen)(shen)加(jia)大，接(jie)(jie)地(di)(di)(di)電阻的(de)季節性變化系(xi)數變小。為(wei)延長接(jie)(jie)地(di)(di)(di)網壽命，建議(yi)加(jia)大接(jie)(jie)地(di)(di)(di)網埋(mai)設深(shen)(shen)度，將水平及垂直接(jie)(jie)地(di)(di)(di)體(ti)距地(di)(di)(di)面的(de)埋(mai)深(shen)(shen)增至0.8m。另外接(jie)(jie)地(di)(di)(di)體(ti)的(de)回填(tian)土(tu)應不含雜質，且(qie)每填(tian)土(tu)30 cm應夯實一次。
    2.2.2  接(jie)地網的焊接(jie)
    在進行接(jie)(jie)(jie)地網焊接(jie)(jie)(jie)時，應(ying)(ying)嚴格按(an)規(gui)(gui)程規(gui)(gui)定，焊接(jie)(jie)(jie)長(chang)度(du)應(ying)(ying)足夠(gou)，且應(ying)(ying)兩(liang)邊施焊，嚴禁點焊。有T接(jie)(jie)(jie)或十(shi)字焊接(jie)(jie)(jie)時應(ying)(ying)加(jia)以扁鐵。
    2.3  接地網的防腐(fu)措(cuo)施(shi)
    輸(shu)電線(xian)路(lu)(lu)接地網腐蝕(shi)問題直接影(ying)響線(xian)路(lu)(lu)的(de)防雷效(xiao)果，威脅線(xian)路(lu)(lu)的(de)安全運(yun)行，因此，在改造時必(bi)須采取有效(xiao)的(de)防腐措(cuo)施。
    2.3.1   合(he)理的利用舊地網(wang)
對(dui)于腐(fu)蝕(shi)不嚴重的接地(di)網(wang)，可(ke)以利(li)(li)用(yong)(yong)原接地(di)網(wang)進行改造，即(ji)做一部(bu)分新接地(di)網(wang)，且新舊接地(di)網(wang)要多點連接。這樣既可(ke)以有效(xiao)地(di)利(li)(li)用(yong)(yong)舊接地(di)網(wang)，又可(ke)節約人力(li)，物力(li)，達到事半(ban)功倍的效(xiao)果。
    2.3.2   重新鋪(pu)設(she)新地網
    對于腐蝕嚴重的地網必須改造，重新鋪(pu)設，同時(shi)要(yao)采(cai)取防(fang)腐措施(shi)。
    (1)為有效(xiao)降(jiang)低接(jie)(jie)地電阻(zu)，防止接(jie)(jie)地網腐蝕，在接(jie)(jie)地網改造時，要使(shi)用(yong)高效(xiao)膨(peng)潤土防腐降(jiang)阻(zu)劑，以(yi)降(jiang)低接(jie)(jie)地電阻(zu)和提高防腐蝕性能。特別是對接(jie)(jie)地引下線應采用(yong)此措施。
    (2)對桿(gan)塔接(jie)地最好采用(yong)2根接(jie)地引(yin)下線與地網的不同(tong)點可靠地焊(han)(han)接(jie)，即實行“雙(shuang)接(jie)地”。焊(han)(han)口的長度應大于圓(yuan)鋼直徑的6倍，并應對焊(han)(han)口刷防銹漆(qi)。
    (3)對(dui)接地(di)引(yin)下線，即從地(di)面人土處到水平接地(di)體要進行涂瀝青漆處理，以避免濃差(cha)電勢引(yin)起的(de)電化學腐蝕。
    (4)對腐(fu)(fu)蝕特別嚴(yan)重的粘土(tu)、黃土(tu)環境，應(ying)采(cai)用“金屬(shu)防腐(fu)(fu)”技術，如(ru)對接(jie)地引下(xia)線(xian)，應(ying)進行鍍鋅鎳處(chu)理(li)，或采(cai)用加入稀土(tu)元素的圓鋼作為接(jie)地體(ti)和(he)接(jie)地引下(xia)線(xian)。
    2.4   合理(li)使用(yong)降阻(zu)劑
    為降(jiang)(jiang)低(di)高(gao)土壤電阻(zu)(zu)(zu)率地(di)區的接地(di)電阻(zu)(zu)(zu)值(zhi)，可(ke)以考慮使(shi)用降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)劑，但必須十分慎(shen)重。可(ke)選用物理型(xing)CC系列降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)劑，該降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)劑時(shi)效(xiao)長、無腐蝕，且降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)劑本身具(ju)有很強的滲透性(xing)，降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)效(xiao)果(guo)(guo)明顯。使(shi)用時(shi)應嚴格(ge)按(an)技術要求，確(que)保降(jiang)(jiang)阻(zu)(zu)(zu)效(xiao)果(guo)(guo)。
 
     3  注意檢查與維護
    (1)定期巡視檢(jian)查(cha)(cha)桿塔的接(jie)地(di)(di)引下線是(shi)否(fou)完(wan)好(hao)，如(ru)被(bei)破壞應及(ji)時(shi)修復，并(bing)定期進行防腐(fu)處理。(2)定期檢(jian)查(cha)(cha)接(jie)地(di)(di)螺栓是(shi)否(fou)生銹，與接(jie)地(di)(di)體(ti)的連接(jie)是(shi)否(fou)完(wan)好(hao)，螺絲是(shi)否(fou)松動，應保證與接(jie)地(di)(di)線有可靠的電氣(qi)接(jie)觸(chu)。(3)檢(jian)查(cha)(cha)接(jie)地(di)(di)裝(zhuang)置是(shi)否(fou)遭到外力破壞，是(shi)否(fou)被(bei)雨水沖刷露出地(di)(di)面，并(bing)每隔3年開挖檢(jian)查(cha)(cha)其腐(fu)蝕情況。(4)每年冬季土(tu)壤干燥時(shi)，要(yao)測量(liang)接(jie)地(di)(di)裝(zhuang)置的接(jie)地(di)(di)電阻(zu)是(shi)否(fou)超標，如(ru)超標應及(ji)時(shi)改(gai)(gai)造。(5)每隔5年，應根據電網接(jie)地(di)(di)短(duan)路電流(liu)的變化和(he)接(jie)地(di)(di)體(ti)的銹蝕情況，校核一次(ci)接(jie)地(di)(di)線和(he)接(jie)地(di)(di)體(ti)的短(duan)路電流(liu)熱穩定是(shi)否(fou)滿足(zu)(zu)要(yao)求，如(ru)不能滿足(zu)(zu)要(yao)求應及(ji)時(shi)改(gai)(gai)造。