（广东电网有限责任公司阳江供电局 529500）
摘要：随着各级电网的快速发展，作为避雷线的架空地线在输电线路防雷中发挥了重要的作用。500kV线路架空地线在实际运行中经常发生发热故障，架空地线金具发热严重影响金具的机械性能和使用寿命；若金具温升超过架空地线材料所能承受的温度，还有可能造成架空地线断线。根据国内外超高压线路实际运行经验，架空地线连接金具发热现象较为少见。架空地线直接接地的接地环流是引起发热的主要原因，并带来输电损耗；采用分段绝缘单点接地虽然可以消除环流、降低损耗，但架空地线的感应电压高，在使用上有一定的局限性。针对这一问题，提出奇数段接地、偶数段换位的接地方式。利用500kV双架空地线感应电压近乎反相的特点，通过换位策略中和架空地线的感应电压，减小了接地环流和输电损耗，换位后的架空地线分流系数变化不大，对跨步电压的影响不大，保证了安全性。
关键词：架空地线；金具发热；接地方式；环流
引言
架空地线的设置是输电线路基本和有效的防雷措施之一，为了保证供电可靠性，500kV及以上的超高压、特高压线路都架设了双避雷线。架空地线的接地方式影响正常运行时架空地线上流过的电流，对发热的影响很大。目前架空地线的接地方式有逐基接地和分段绝缘单点接地两种方式，通过对500kV博龙线架空地线发热异常的跟踪实测，分析了架空地线接地方式对金具发热的影响。针对目前架空地线接地方式存在的问题，提出了相关改进方案。
1逐基直接接地方式
1.1等效电流回路
逐基直接接地方式，是指架空地线在线路杆塔和变电站进线构架上均直接接地。这种接地方式包括2种形式：一种是通过金具直接与杆塔或构架相连，另一种由带放电间隙的绝缘子相连接，通过架空地线尾巴线跳接到杆塔或构架上。如图1，2所示。
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1.2金具发热原因
逐基直接接地的架空地线正常运行时会流过环流，根据焦耳定律，电流产生的热效应Q与电流的平方成正比，与金属的电阻成正比。因此，架空地线金具发热的是架空地线接地环流和金具的电阻两个因素综合作用的结果。静电感应在架空地线上产生的感应电流和损耗均很小，可以忽略不计，架空地线上的接地环流主要受电磁感应电压影响。由于架空地线与各相导线之间的距离不相等、互感不同，虽然正常情况下各相导线的负荷电流平衡，但地线上仍会出现感应电势，架空地线的接地环流主要受输电线路负荷电流影响。直接接地的架空地线金具发热的原因为：（1）采用直接接地，构成电流回路，正常运行时流过环流；（2）输电线路负荷电流大，感应电压大，使接地环流增大；（3）金具接触电阻增大。
1.3现场实测分析
500kV博龙线架空地线采用逐基直接接地方式，实际运行中存在发热现象，红外线测温如图4所示。
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2分段绝缘、单点接地方式
2.1等效回路
架空地线分段绝缘、单点接地方式，一侧采用带放电间隙的绝缘子与杆塔绝缘，另一侧直接连接杆塔接地，如图6所示。
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2.2金具发热分析
分段绝缘、单点接地方式不能构成电流回路，正常运行时架空地线中没有电流流过，金具发热的可能性很小，输电损耗小。但是，当负荷电流过大时，架空地线上会产生很高的感应电压，带放电间隙的绝缘子长期放电击穿，可能会导致金具、OPGW熔毁，造成架空地线脱落、保护通信中断的事故。
3接地方式改进
3.1架空地线换位策略
500kV输电线路双架空地线分别靠近A相和C相，两条架空地线的电磁感应电压相角差大。在架空地线的偶数段对其换位处理，同一架空地线换相前和换相后的电压相角相差很大，总的感应电压得到中和，极大地降低了接地环流，降低了损耗，可以达到消除金具发热的目的。改进后的架空地线接线图如图8所示。架空地线在奇数塔直接接地，在偶数塔经带放电间隙的绝缘子与杆塔绝缘，并在偶数塔对架空地线换位。等效电路如图9所示，经过换位后的E2与换位前的E1相位近乎反相，通过两端奇数塔的接地点构成电流回路。
以500kV输电线路ZB1酒杯型直线塔为例计算，导线水平排列，双避雷线，导线型号4×LGJ-400/35钢芯铝绞线，架空地线选用GJ-70镀锌钢绞线，线路全长100km，输电线路负荷电流为1000∠-26°A。架空地线换位后的感应电压大幅下降，根据架空地线阻抗和杆塔、大地的阻抗，可以计算出架空地线中流过的接地环流和损耗，如表2所示。结果表明，改进后的接地方式与逐基直接接地相比，架空地线中的接地环流大幅下降，输电线路的损耗明显减小，消除了金具发热的安全隐患。
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3.2短路电流分流系数
变电站站内发生短路故障时，架空地线的分流作用会影响到变电站入地短路电流的大小，从而影响跨步电压的大小。架空地线奇数段接地增加了接地点之间的档距，采用基于相分量的回路电流法，计算不同档距下架空地线的分流系数，如表3所示，可以看出，档距越小，架空地线的分流系数越大，这主要是由于档距变小时总等效阻抗减小，因此架空地线的分流增大。当档距＞400m时，分流系数基本不再变化，因此，采用奇数段接地后，档距虽然增大，但对分流系数的影响很小，不会显著增大跨步电压，保证了人身安全。
4结语
对目前架空地线采用的接地方式进行了比对分析，结合500kV博龙线现场实测结果，分析了架空地线接地方式对金具发热的影响。提出架空地线奇数段接地、偶数段换位的接地方式，在不影响架空地线分流系数的情况下，减小了架空地线上的感应电压和接地环流，降低了损耗，消除了金具发热的安全隐患。
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论文作者:胡树彬
论文发表刊物:《河南电力》2019年7期
论文发表时间:2020/1/3
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