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【摘 要】电力对于当今社会的人们来说是一种不可或缺的工具,有着不可或缺的作用,与人们的生活和工作有着密不可分的关系。而在整个电力系统当中,输电线路是其中最为薄弱的环节,输电线路的工作性能直接影响到整个电力系统的可靠性和安全性。如果输电线路出现故障,对于人们的正常生活和工作将会带来十分严重的影响。有了有效防止输电线路因为雷击的原因所造成的故障发生,降低雷击跳闸的几率,首先要做的就是应该降低塔杆接地电阻。因此,本文就降低500千伏输电线路杆塔接地电阻进行思考,以期可以提高输电线路的安全性和可靠性。
【关键词】500千伏输电线路 ;杆塔接地电阻 ;安全性和可靠性
根据相关的调查数据显示,由于外力原因导致输电线路出现的故障之中,因为雷击做造成的比例是非常高的。而雷击造成输电线路故障的主要原因就是雷电电流通过杆塔顶端的避雷线引入到地下,但是因为接地的电阻是比较高的,从而产生了比较高的反击电压,反击电压窜入到输电线路当中,从而导致输电线路出现故障。输电线路是整个电网最为薄弱的环节,为了避免和降低因为雷击所造成的故障,只有对接地电阻降低,但是如何经济、有效地降低杆塔接地电阻成为了目前需要解决的问题。
一、因为雷击出现故障的原因
1、客观方面的原因
1.1土壤本身的电阻率比较高
在一些山区和丘陵等一些地区其土壤本身的电阻率就十分的高,根据以往的资料显示,在山区地区,土壤本身的电阻率基本都在1000Ω。m以上,在一些比较特殊的地区其土壤本身的电阻更是达到了8000Ω。m~10000Ω。m以上。
1.2地貌复杂,地质条件比较差
因为我国国土面积是比较辽阔的,所以其中囊括了各种各样的地质,在一些比较特殊的地区其土层是非常薄的,有的地区甚至根本就没有土层的存在,全部是有岩石构成,从而使接地效果并不是非常的良好。
1.3土壤土质方面的问题
因为我国的低于跨度是比较大的,所以土壤本身就有着很大的差异,在我国北方地区的土层是比较干燥的,所以土壤的导电性与南方潮湿土壤相比要差了很多,在我国的北方地区和一些沙漠地区,其土壤本身的电阻率一般都在4000Ω。m左右,甚至比这更高。
2、勘测设计方面的原因
在架设输电线路的过程中,应该以地形、地貌、地质作为根据进行合理的设计,但是以这种勘测方法来说对于设计人员的劳动强度是非常大的,经常会出现一些问题。
2.1这种勘测方式基本都是以以往的经验对土壤进行取值,但是取值与现场土壤实际的电阻率有着非常大的出入,很难进行准确的掌握
2.2在设计的过程中,很多都是使用以往使用过的图纸,虽然其设计非常的科学合理,但是与实际的施工现场完全的不符,当施工单位接到图纸之后进行施工的难度非常大,很难进行科学合理的施工。
3、施工方面出现的问题
对于接地施工来说是一种比较隐蔽的工程,监督工作是非常困难的,同时施工单位对于接地工程的重要性没有明确的认识,往往只是敷衍了事。输电线路的架设很多都是在地形比较复杂,交通极为不便的地区,其中以山区的杆塔最为突出,施工单位在对其进行施工的过程中,经常会不按照图纸进行规范的施工,接地射线在掩埋的过程中没有达到规定的深度,水平接地线在敷设时长度不符合标准,在回填的过程中回填区域不密实等一些情况。甚至一些其他的施工单位直接使用挖掘出来的石块进行回填的工序,导致接地体不但不能与周围的土壤爆出可好的电气接触,同时还会使接地体加快腐蚀的速度。
4、运行方面出现的问题
输电线路时使用的过程中,会因为一些特殊的原因导致线路杆塔的接地电阻逐渐变大,其中最为主要的几点原因分别为:
(1)水平接地射线直接敷设在土壤当中,土壤中含有氧离子,氧离子对接地体有着腐蚀的作用,经过长时间的接触,接地体逐渐的腐蚀使得电阻越来越大,特别在一些山区当中,土壤中的酸性会是接地体腐蚀的速度加快,如果不对其进行处理,长时间的腐蚀会是部分接地体脱离基地装置。
(2)在一些山坡地区,因为水土流失的缘故,经常会有接地线暴露在土壤之外。
(3)杆塔接地引下线与接地装置的连接螺丝因为锈蚀或者是被盗原因,导致回路电阻变大甚至是形成断路。
二、解决对策
1、关于架设路径的选择
在对线路路径进行选择之前,首先应该先到气象台了解该区域雷电活动的情况,在选择路径时对于雷电活动比较频段的地段尽可能的避开,如果附近有已经架设完成的线路,应该到相关的部门了解该线路的运行情况,选择最为合理的路径。
2、关于勘探设计的对策
2.1对需要树立杆塔的每一个区域都要进行准确的勘探,勘探的目标主要有该区域的地势、地形以及地质,并且明确每一块局域土壤的电阻率,将每一份资料都要做到准确无误,以保证方案设计的合理性。
2.2在进行线路架设的过程中对所有区域中土壤的酸碱度进行准确的调查,根据土壤酸碱度的不同选择合适的材料作为接地体,避免出现接地体腐蚀的情况。
2.3根据土壤的电阻不同选择合适的接地方式,主要有一下几种降低杆塔接地电阻的方式:
(1)当土壤当中的电阻率 ≤2000Ω。m时,使用方环不加射线型接地装置就可以满足该电阻的要求。当土壤的电阻率100Ω。m< ≤2000Ω。m时采用方环加四根射线的接地装置。
(2)当土壤当中的电阻率 >2000Ω。m,通常都是采用灌注桩,合理的利用了其良好的吸水性,使得导电的性能大大的提高,以普通的接地型式进行接地就可。
(3)山区地区进行架设的过程中,降低接地电阻的措施有一下几种:
放射形接地方式:在地形比较开阔的区域,如果不受到限制的情况下应该使用6~8跟中长度不超过五百米的放射线接地体,均匀的散开。同时也可以在射线上并联短的接地体,之间的距离要超过五米以上,如果是山坡或者是斜坡地段其深度应该向下延伸0.6-0.8米,回填土时一定要填实。
连续伸长接地体方式:沿着下路在地底埋设1到2跟接地线,将每个杆塔之间的接地装置全部连接在一起,将电阻高和电阻低的区域进行连接,加强线路防雷系统,同时还可以提高对雷电电流的分流,对杆塔的耐雷水平也有一定提高的作用,一般可以提高10%到20%左右。
外引接地方式:因为一些地区土层比较薄,基本都是由岩石组成,所以接地工作受到岩石的阻碍,因此可以采用外引接地方式。所谓的外引接地方式就是将接地线引到土壤电阻率比较低的地方完成接地的工作,但是在外引的过程中一定要注意引伸射线一定不要超过60米,如果超过了60米其效果将会大打折扣。
总结
输电线路是电网最为薄弱的环节,对于500千伏输电线路杆塔接地电阻来说,因为电阻过高,当发生雷击的情况之后往往会使电网受到破坏,从而发生故障。因此,想要避免因为雷击所造成的故障,最为有效的方法就是降低接地电阻,根据环境的不同选择不同的接地方式,有效的将雷电电流引入到地下,从而提高电网运行的安全性和可靠性,为人们稳定的生活提供一定的保障。
参考文献:
[1]吴田,刘凯,黄金领,陈成. 500kV输电线路杆塔接地电阻季节变化特性测量与分析[J]. 电力科学与技术学报,2014,01:65-69.
[2]魏拉元,张杰,马玉兰. 输电线路杆塔接地电阻偏高成因分析及防范措施[J]. 内蒙古科技与经济,2008,09:77-78.
[3]徐健,宋镇江,彭育涛. 降低山区输电线路杆塔防雷接地电阻的方法[J]. 建筑电气,2008,09:37-41.
[4]彭向阳,李振,李志峰,王希,余占清,何金良. 杆塔接地电阻对同塔多回线路防雷性能的影响[J]. 高电压技术,2011,12:3113-3119.
[5]张敏,曹晓斌,李瑞芳,高峰,熊万亮,吴广宁,杨琳. 输电线路杆塔接地极冲击接地电阻特性分析[J]. 电瓷避雷器,2012,04:5-9.
【关键词】500千伏输电线路 ;杆塔接地电阻 ;安全性和可靠性
根据相关的调查数据显示,由于外力原因导致输电线路出现的故障之中,因为雷击做造成的比例是非常高的。而雷击造成输电线路故障的主要原因就是雷电电流通过杆塔顶端的避雷线引入到地下,但是因为接地的电阻是比较高的,从而产生了比较高的反击电压,反击电压窜入到输电线路当中,从而导致输电线路出现故障。输电线路是整个电网最为薄弱的环节,为了避免和降低因为雷击所造成的故障,只有对接地电阻降低,但是如何经济、有效地降低杆塔接地电阻成为了目前需要解决的问题。
一、因为雷击出现故障的原因
1、客观方面的原因
1.1土壤本身的电阻率比较高
在一些山区和丘陵等一些地区其土壤本身的电阻率就十分的高,根据以往的资料显示,在山区地区,土壤本身的电阻率基本都在1000Ω。m以上,在一些比较特殊的地区其土壤本身的电阻更是达到了8000Ω。m~10000Ω。m以上。
1.2地貌复杂,地质条件比较差
因为我国国土面积是比较辽阔的,所以其中囊括了各种各样的地质,在一些比较特殊的地区其土层是非常薄的,有的地区甚至根本就没有土层的存在,全部是有岩石构成,从而使接地效果并不是非常的良好。
1.3土壤土质方面的问题
因为我国的低于跨度是比较大的,所以土壤本身就有着很大的差异,在我国北方地区的土层是比较干燥的,所以土壤的导电性与南方潮湿土壤相比要差了很多,在我国的北方地区和一些沙漠地区,其土壤本身的电阻率一般都在4000Ω。m左右,甚至比这更高。
2、勘测设计方面的原因
在架设输电线路的过程中,应该以地形、地貌、地质作为根据进行合理的设计,但是以这种勘测方法来说对于设计人员的劳动强度是非常大的,经常会出现一些问题。
2.1这种勘测方式基本都是以以往的经验对土壤进行取值,但是取值与现场土壤实际的电阻率有着非常大的出入,很难进行准确的掌握
2.2在设计的过程中,很多都是使用以往使用过的图纸,虽然其设计非常的科学合理,但是与实际的施工现场完全的不符,当施工单位接到图纸之后进行施工的难度非常大,很难进行科学合理的施工。
3、施工方面出现的问题
对于接地施工来说是一种比较隐蔽的工程,监督工作是非常困难的,同时施工单位对于接地工程的重要性没有明确的认识,往往只是敷衍了事。输电线路的架设很多都是在地形比较复杂,交通极为不便的地区,其中以山区的杆塔最为突出,施工单位在对其进行施工的过程中,经常会不按照图纸进行规范的施工,接地射线在掩埋的过程中没有达到规定的深度,水平接地线在敷设时长度不符合标准,在回填的过程中回填区域不密实等一些情况。甚至一些其他的施工单位直接使用挖掘出来的石块进行回填的工序,导致接地体不但不能与周围的土壤爆出可好的电气接触,同时还会使接地体加快腐蚀的速度。
4、运行方面出现的问题
输电线路时使用的过程中,会因为一些特殊的原因导致线路杆塔的接地电阻逐渐变大,其中最为主要的几点原因分别为:
(1)水平接地射线直接敷设在土壤当中,土壤中含有氧离子,氧离子对接地体有着腐蚀的作用,经过长时间的接触,接地体逐渐的腐蚀使得电阻越来越大,特别在一些山区当中,土壤中的酸性会是接地体腐蚀的速度加快,如果不对其进行处理,长时间的腐蚀会是部分接地体脱离基地装置。
(2)在一些山坡地区,因为水土流失的缘故,经常会有接地线暴露在土壤之外。
(3)杆塔接地引下线与接地装置的连接螺丝因为锈蚀或者是被盗原因,导致回路电阻变大甚至是形成断路。
二、解决对策
1、关于架设路径的选择
在对线路路径进行选择之前,首先应该先到气象台了解该区域雷电活动的情况,在选择路径时对于雷电活动比较频段的地段尽可能的避开,如果附近有已经架设完成的线路,应该到相关的部门了解该线路的运行情况,选择最为合理的路径。
2、关于勘探设计的对策
2.1对需要树立杆塔的每一个区域都要进行准确的勘探,勘探的目标主要有该区域的地势、地形以及地质,并且明确每一块局域土壤的电阻率,将每一份资料都要做到准确无误,以保证方案设计的合理性。
2.2在进行线路架设的过程中对所有区域中土壤的酸碱度进行准确的调查,根据土壤酸碱度的不同选择合适的材料作为接地体,避免出现接地体腐蚀的情况。
2.3根据土壤的电阻不同选择合适的接地方式,主要有一下几种降低杆塔接地电阻的方式:
(1)当土壤当中的电阻率 ≤2000Ω。m时,使用方环不加射线型接地装置就可以满足该电阻的要求。当土壤的电阻率100Ω。m< ≤2000Ω。m时采用方环加四根射线的接地装置。
(2)当土壤当中的电阻率 >2000Ω。m,通常都是采用灌注桩,合理的利用了其良好的吸水性,使得导电的性能大大的提高,以普通的接地型式进行接地就可。
(3)山区地区进行架设的过程中,降低接地电阻的措施有一下几种:
放射形接地方式:在地形比较开阔的区域,如果不受到限制的情况下应该使用6~8跟中长度不超过五百米的放射线接地体,均匀的散开。同时也可以在射线上并联短的接地体,之间的距离要超过五米以上,如果是山坡或者是斜坡地段其深度应该向下延伸0.6-0.8米,回填土时一定要填实。
连续伸长接地体方式:沿着下路在地底埋设1到2跟接地线,将每个杆塔之间的接地装置全部连接在一起,将电阻高和电阻低的区域进行连接,加强线路防雷系统,同时还可以提高对雷电电流的分流,对杆塔的耐雷水平也有一定提高的作用,一般可以提高10%到20%左右。
外引接地方式:因为一些地区土层比较薄,基本都是由岩石组成,所以接地工作受到岩石的阻碍,因此可以采用外引接地方式。所谓的外引接地方式就是将接地线引到土壤电阻率比较低的地方完成接地的工作,但是在外引的过程中一定要注意引伸射线一定不要超过60米,如果超过了60米其效果将会大打折扣。
总结
输电线路是电网最为薄弱的环节,对于500千伏输电线路杆塔接地电阻来说,因为电阻过高,当发生雷击的情况之后往往会使电网受到破坏,从而发生故障。因此,想要避免因为雷击所造成的故障,最为有效的方法就是降低接地电阻,根据环境的不同选择不同的接地方式,有效的将雷电电流引入到地下,从而提高电网运行的安全性和可靠性,为人们稳定的生活提供一定的保障。
参考文献:
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