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摘要: 配电网常规接地装置多是带接地环的并沟、穿刺线夹等接法,此类装置接地环裸露的问题没解决好,存在一定安全隐患。旨在针对传统接地方式改进提高安全性的全绝缘接地保护装置的特点、技术指标和研发过程作介绍,着重介绍接地装置的接地方式及产品使用安装上绝缘化的提升采取的措施。
关键词:配电网;绝缘导线;接地;全绝缘
1高压输电架空线路遭受到雷击的主要危害
目前,我国在人口集中的城市基本实现了高压输电架空线路的全面覆盖,各地用电需求也基本得到满足。 以110kV 高压输电架空线路为例, 其结构自上而下分别为地线线夹、1 线、2 线(含导线线夹)、3 线,线路塔架呈现对称性,自左至右分别为一回路、二回路。此架构的塔架一旦遭遇雷击, 雷电流就会迅速通过其中大部分金属组件,进而形成大量感应电流。 高压输配电网中骤然出现大量感应电流后, 线路中的电压水平会在极短时间内迅速攀升至极高的程度, 大幅度提高线路发生故障的概率。 如果输电线路的防雷接地功能较弱, 则线路会面临“被击穿”的风险,进而导致一定范围内输电线路彻底陷入瘫痪的状态。由此可见,高压架空输电线路在遭受到雷电侵袭后,若防雷接地装置得不到保障, 将对整个输配电系统造成不同程度的影响,除了影响地区的正常供电,还可能造成人员伤亡,引发火灾、触电等危害。
2.架空绝缘导线接地装置现状
2.1 架空绝缘导线的特点
随着我国农网的升级改造,架空绝缘导线的应用越来越广泛。架空绝缘导线既比普通架空裸导线的绝缘和防腐性能好,又能避免由于树木和大风等造成的相间短路及接地事故,从而有效地解决线树矛盾及外力破坏造成的线路故障,大大提高线路供电可靠性。
1.2架空绝缘导线
用接地线夹绝缘导线的使用虽然提高了配网绝缘化率,但因为导线的全绝缘,在进行线检修时,如果线路上未设安装接地装置,施工人员无法安装悬挂接地线,构成对检修施工人员的人身安全威胁。因此在架空绝缘线路中大量安装应用了接地线夹或装置。目前低压线路配网上线路检修防触电接地保护时,最常用的是接地线夹配合接地棒使用,普通的接地线夹为并沟线夹或类似并沟线夹下面带有一个接地环;接地环下端为裸导电体,方便接地棒配合。后来又有穿刺接地线夹,即是一种穿刺线夹与接地环组合的产品,从而解决了施工中需要对导线剥皮的操作步骤,但接地环导电部分仍裸露,而在低压线路中,由于线路离地档距较低,此类接地装置导电体裸露会影响全绝缘线路绝缘性能,存在安全隐患,可能引发触电安全事故。
3.配电线路接地装置安装基本要求分析
3.1接地装置材料基本要求分析
接地装置的安全施工应该作为配电变压器接地装置安装的重点内容之一,其直接影响并决定着配电变压器的安全运行。前面分析已经指出了接地装置电阻是影响其安全性的关键因素,因此在接地装置电阻选择中在考虑水文、土壤条件的同时,还应该关注相关标准,基于标准基础上严格选择基地材料。若采用垂直接地体,一般可以采用2.5 m的镀锌角钢,并保障50mm*50mm*5mm的截面面积。
3.2 主变压器接地线基本要求
对于配电变压器主变压器接地保护中,必须确保有>2根接地线和主变电器连接,并且在连接的时候需要考虑接地网方位,根据方位科学连接,对变压器中的铁芯、外壳而言,能有效降低其承压值,多根接地线的应用也有效缓解了接地体均压。对于中接地网和高压断路器连接的接地线也必须要 >2根,为保障安全性也必须要有效延伸扩展接地体截面积,同时这种方式有效降低了接地线断裂情况,规避了接触不良、线路老化、继电保护拒动问题。
4. 电力系统接地技术的展望
4.1电力装置的冲击特性
对工频接地特性的研究非常全面,而如若想要进一步促进接地电位升频率的提高,尽可能降低接地电阻,可以有效地优化电网电压。然而,由于连续性变化因素的干扰和制约,并且连接到系统以及其他设备之间的相互作用依旧是现阶段研究人员的研究难点。故而,这一目标的实现比较困难。同时,随着科学技术发展速度的日益加快,在电力系统中,新型智能设备也得到了大范围的推广,应用越来越广泛。在实际发展阶段,紧凑型变电站也得到了良好推广。而这一情况的存在,电力设备对电磁敏感度明显增强。此外,设备在运行阶段,相互之间经常存在干扰的现象。因而,在这一层面,务必要加大研究力度。
4.2接地系统综合评价
通过对接地装置的深入研究和分析可知,其涵盖了非常多的特性,诸如:频率、冲击及直流等。因而,为保证系统的运行可以更加稳定且高效,需要針对接地装置的腐蚀情况,深入的进行分析,强化研究,对设备所处的土壤环境加以明确和掌握。之后,将此作为主要的依据,在结合实际情况的基础上,对接地系统的综合评测方法体系进行建立,科学使用过。同时,认真分析现场的实际现状,加大对开便携式多功能综合测评仪的开发和利用力度,实现接地装置多功能检测目标,保证可以运用最少的时间,精准判断和评价接地装置,最大限度降低误差问题出现的概率,从而促进工作效率和质量的提高。
4.3复杂地质接地仿真分析技术
新形势下,我国电力行业发展速度在不断加快的同时,电力工程项目也越来越多。所以,对于电力系统基础设施来说,其建设的地址越来越远,再加上电力系统安装地区十分复杂,地质条件较为恶劣,从而使得接地装置仿真技术的应用面临了很大的难题,挑战和问题逐渐增多。同时,针对一些电流较大的发电站,诸如:水电站等,也应该在综合考量实际情况的前提下,加大研究力度。4.4内接地材料及防腐技术
由于电力系统在偏远地区建设的数量日益繁多,使得在具体的建设期间,所面临的地质条件也越来越复杂,接地体的腐蚀问题已经逐渐成为电力系统中亟待解决的关键问题。对于电力系统接地设备来说,需要加大研究力度,能够深入的对新型接地网材料进行研究,多方面考量材料防腐方面的问题。同时,由于我国电力系统对接地网质量的重视程度非常高。因而,一些新型的材料也被成功研发出来,整体的稳定性极强,可靠度很高,在不久的将来,接地网的新材料很有可能被应用到电力系统接地网中。
4.5提高输电架空线路的绝缘能力,可采用“不平衡”绝缘方式
在野外地区设置输电架空线路时,考虑到成本,在很多时候不得不穿过雷电高发区。 基于此,防雷工作的主要思路应该集中在提高线路的绝缘能力方面。 为达到该目的, 可采用在进线位置增设绝缘子数量的方式。 如此一来,导线与避雷线之间的距离将会进一步加大,线路的绝缘性便会提高。 具体而言,以 110kV 线路为例,一般在海拔 1000m 以下的区域,绝缘子的数量不会超过 8 片;如果杆塔的高度超过 40m,则高度每增加 10m,需额外设置 1片绝缘子,同时搭配“不平衡”的绝缘方式,避免线路遭遇雷击时跳闸。
结束语
配电变压器的接地装置安装中必须从材料选择、安装环境选择、工作人员素养提高等多方面入手,同时在接地装置安装完成之后需要进行科学必要的试验,确定最终能够应用的反感。另外在接地装置投运期间,还必须要全面把握接地装置运行状态,进行定期检修,及时发现问题解决问题,保证变配电线路的安全运行。
参考文献
[1] 徐渊 , 齐金伟 , 薛永端 , 杜振川 , 扬琴 . 中压系统接地故障对低压系统的转移过电压分析 [J]. 供用电 ,2019,36 (12):17-21.
关键词:配电网;绝缘导线;接地;全绝缘
1高压输电架空线路遭受到雷击的主要危害
目前,我国在人口集中的城市基本实现了高压输电架空线路的全面覆盖,各地用电需求也基本得到满足。 以110kV 高压输电架空线路为例, 其结构自上而下分别为地线线夹、1 线、2 线(含导线线夹)、3 线,线路塔架呈现对称性,自左至右分别为一回路、二回路。此架构的塔架一旦遭遇雷击, 雷电流就会迅速通过其中大部分金属组件,进而形成大量感应电流。 高压输配电网中骤然出现大量感应电流后, 线路中的电压水平会在极短时间内迅速攀升至极高的程度, 大幅度提高线路发生故障的概率。 如果输电线路的防雷接地功能较弱, 则线路会面临“被击穿”的风险,进而导致一定范围内输电线路彻底陷入瘫痪的状态。由此可见,高压架空输电线路在遭受到雷电侵袭后,若防雷接地装置得不到保障, 将对整个输配电系统造成不同程度的影响,除了影响地区的正常供电,还可能造成人员伤亡,引发火灾、触电等危害。
2.架空绝缘导线接地装置现状
2.1 架空绝缘导线的特点
随着我国农网的升级改造,架空绝缘导线的应用越来越广泛。架空绝缘导线既比普通架空裸导线的绝缘和防腐性能好,又能避免由于树木和大风等造成的相间短路及接地事故,从而有效地解决线树矛盾及外力破坏造成的线路故障,大大提高线路供电可靠性。
1.2架空绝缘导线
用接地线夹绝缘导线的使用虽然提高了配网绝缘化率,但因为导线的全绝缘,在进行线检修时,如果线路上未设安装接地装置,施工人员无法安装悬挂接地线,构成对检修施工人员的人身安全威胁。因此在架空绝缘线路中大量安装应用了接地线夹或装置。目前低压线路配网上线路检修防触电接地保护时,最常用的是接地线夹配合接地棒使用,普通的接地线夹为并沟线夹或类似并沟线夹下面带有一个接地环;接地环下端为裸导电体,方便接地棒配合。后来又有穿刺接地线夹,即是一种穿刺线夹与接地环组合的产品,从而解决了施工中需要对导线剥皮的操作步骤,但接地环导电部分仍裸露,而在低压线路中,由于线路离地档距较低,此类接地装置导电体裸露会影响全绝缘线路绝缘性能,存在安全隐患,可能引发触电安全事故。
3.配电线路接地装置安装基本要求分析
3.1接地装置材料基本要求分析
接地装置的安全施工应该作为配电变压器接地装置安装的重点内容之一,其直接影响并决定着配电变压器的安全运行。前面分析已经指出了接地装置电阻是影响其安全性的关键因素,因此在接地装置电阻选择中在考虑水文、土壤条件的同时,还应该关注相关标准,基于标准基础上严格选择基地材料。若采用垂直接地体,一般可以采用2.5 m的镀锌角钢,并保障50mm*50mm*5mm的截面面积。
3.2 主变压器接地线基本要求
对于配电变压器主变压器接地保护中,必须确保有>2根接地线和主变电器连接,并且在连接的时候需要考虑接地网方位,根据方位科学连接,对变压器中的铁芯、外壳而言,能有效降低其承压值,多根接地线的应用也有效缓解了接地体均压。对于中接地网和高压断路器连接的接地线也必须要 >2根,为保障安全性也必须要有效延伸扩展接地体截面积,同时这种方式有效降低了接地线断裂情况,规避了接触不良、线路老化、继电保护拒动问题。
4. 电力系统接地技术的展望
4.1电力装置的冲击特性
对工频接地特性的研究非常全面,而如若想要进一步促进接地电位升频率的提高,尽可能降低接地电阻,可以有效地优化电网电压。然而,由于连续性变化因素的干扰和制约,并且连接到系统以及其他设备之间的相互作用依旧是现阶段研究人员的研究难点。故而,这一目标的实现比较困难。同时,随着科学技术发展速度的日益加快,在电力系统中,新型智能设备也得到了大范围的推广,应用越来越广泛。在实际发展阶段,紧凑型变电站也得到了良好推广。而这一情况的存在,电力设备对电磁敏感度明显增强。此外,设备在运行阶段,相互之间经常存在干扰的现象。因而,在这一层面,务必要加大研究力度。
4.2接地系统综合评价
通过对接地装置的深入研究和分析可知,其涵盖了非常多的特性,诸如:频率、冲击及直流等。因而,为保证系统的运行可以更加稳定且高效,需要針对接地装置的腐蚀情况,深入的进行分析,强化研究,对设备所处的土壤环境加以明确和掌握。之后,将此作为主要的依据,在结合实际情况的基础上,对接地系统的综合评测方法体系进行建立,科学使用过。同时,认真分析现场的实际现状,加大对开便携式多功能综合测评仪的开发和利用力度,实现接地装置多功能检测目标,保证可以运用最少的时间,精准判断和评价接地装置,最大限度降低误差问题出现的概率,从而促进工作效率和质量的提高。
4.3复杂地质接地仿真分析技术
新形势下,我国电力行业发展速度在不断加快的同时,电力工程项目也越来越多。所以,对于电力系统基础设施来说,其建设的地址越来越远,再加上电力系统安装地区十分复杂,地质条件较为恶劣,从而使得接地装置仿真技术的应用面临了很大的难题,挑战和问题逐渐增多。同时,针对一些电流较大的发电站,诸如:水电站等,也应该在综合考量实际情况的前提下,加大研究力度。4.4内接地材料及防腐技术
由于电力系统在偏远地区建设的数量日益繁多,使得在具体的建设期间,所面临的地质条件也越来越复杂,接地体的腐蚀问题已经逐渐成为电力系统中亟待解决的关键问题。对于电力系统接地设备来说,需要加大研究力度,能够深入的对新型接地网材料进行研究,多方面考量材料防腐方面的问题。同时,由于我国电力系统对接地网质量的重视程度非常高。因而,一些新型的材料也被成功研发出来,整体的稳定性极强,可靠度很高,在不久的将来,接地网的新材料很有可能被应用到电力系统接地网中。
4.5提高输电架空线路的绝缘能力,可采用“不平衡”绝缘方式
在野外地区设置输电架空线路时,考虑到成本,在很多时候不得不穿过雷电高发区。 基于此,防雷工作的主要思路应该集中在提高线路的绝缘能力方面。 为达到该目的, 可采用在进线位置增设绝缘子数量的方式。 如此一来,导线与避雷线之间的距离将会进一步加大,线路的绝缘性便会提高。 具体而言,以 110kV 线路为例,一般在海拔 1000m 以下的区域,绝缘子的数量不会超过 8 片;如果杆塔的高度超过 40m,则高度每增加 10m,需额外设置 1片绝缘子,同时搭配“不平衡”的绝缘方式,避免线路遭遇雷击时跳闸。
结束语
配电变压器的接地装置安装中必须从材料选择、安装环境选择、工作人员素养提高等多方面入手,同时在接地装置安装完成之后需要进行科学必要的试验,确定最终能够应用的反感。另外在接地装置投运期间,还必须要全面把握接地装置运行状态,进行定期检修,及时发现问题解决问题,保证变配电线路的安全运行。
参考文献
[1] 徐渊 , 齐金伟 , 薛永端 , 杜振川 , 扬琴 . 中压系统接地故障对低压系统的转移过电压分析 [J]. 供用电 ,2019,36 (12):17-21.