摘要:近年来,随着我国经济的快速发展,人们对于电力使用需求的增加,送电线路的接地问题引起了有关部门的重视。送电线路的接地装置不仅包括接地体,还包括与此相关的接地线路,其中接地体是指埋于地下的,同土壤有直接接触的金属导体,而接地线路则指的是连接电气设备和金属导体的线缆,一般来说都是PE线。接地装置的主要应用功能和目的在于在送电线路的运行过程中,实现对线路的安全保护。因此,本文对送电线路接地问题进行分析讨论。
关键词:送电线路;接地;问题;措施
送电线路的接地是送电线路建设中的重点工作,有效的送电线路接地能够保证线路设备的绝缘质量,避免雷击对送电线路和用电设备的冲击,提高送电线路的运行稳定性和送电质量。送电线路的接地设计直接影响着送电线路的防雷水平、安全性和稳定性,因此如何做好送电线路的接地,对我国电网建设具有重要影响。
1送电线路接地装置合理设计的必要性
就目前我国的架空送电线路来说一般都是采用防雷的设施,是通过在高空架设一些避雷线来防止在雷电天气线路受到雷电的击打,进而避免线路跳闸以及线路的绝缘层受到破坏等情况。当导线遭到雷击的时候可能还会使雷电冲击波沿着线路进入到附近的一些高压线路中,使得其他的变电设备也会受到一定程度的损坏。而在高空中架设一些线路来将设备接触到的一些雷电电流引入到地下,进而对整个的电路环境起到很好的保护作用,所以说合理设计送电线路的接地装置在对于电路的保护方面是非常必要的,其接地设计也具有很大的研究意义。
2接地装置的基本概念
所谓接地,就是在杆塔与土壤间进行适当的电气连接,在这个过程中,除了杆塔和土壤外,必备的接地条件就是一定的金属元件和接地线缆,二者合称为接地装置,缺一不可。
2.1从作用上看,进行输电线路的接地,可以实现对雷电电流的引导和疏散,并以此来保护线缆的绝缘装置,避免发生线缆的闪络。
2.2从接地装置的分类上看,可以根据其接地形式的不同分为自然接地、人工接地、垂直接地、水平接地等等,不同的输电线路应该根据自己的实际运行情况进行接地方式的选择。
2.3接地装置的功能来通过一定的接地电阻来实现,也就是说在接地装置进行接地的过程中,如果杆塔上方产生了较强的人地电流,那么就会导致土壤中的电流增大,这种情况下,只有一定的接地电阻,才能实现杆塔的安全防护。
3送电线路接地的常见问题
3.1接地网设计存在问题
送电线路的接地工作,是送电线路建设的重点工作,近年来,随着我国电网输电要求的不断提高,对送电线路的接地也提出了新的技术要求。传统的送电线路接地大多是利用扁钢作为接地体的材料,这些传统的接地体材料虽然导电性能极好,但由于抗腐蚀性能较差,一旦年久失修,将会导致接地电阻成倍增加,影响接地系统的工作质量。随着我国输电线塔接地要求的不断提高,仅仅采用延长射线、增加接地网钢筋截面等方法已经不能满足送电线路对接地系统的要求,因此采用传统的接地网设计,给现代送电线路的运行稳定性和安全性带来极大的威胁。不仅埋下安全隐患,还加大了后期改造费用,影响了接地系统的防雷和保护效果。
3.2接地网腐蚀问题
普通接地网一般采用的接地材料为金属材料,由于常年埋入地下而腐蚀严重,造成输电线路杆塔接地电阻增大。腐蚀的原因主要是金属接地材料受到了环境介质的化学和电化学作用。化学腐蚀主要是由于送电线路接地网的附近存在具有腐蚀性的原料尤其是化工原料,很容易对接地网造成直接接地腐蚀;电化学腐蚀是由于存在不同电极单位的阴阳极,造成电位差,其原因主要是钢质材料中存在不同电位的两种介质,构成原电池,发生腐蚀,另外土壤中存在的盐分浓度的不同形成盐浓度电池。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这些原因共同作用加速了接地网的自然腐蚀速度,受腐蚀的接地网导电性能大大降低,使得接地网的接地电阻增大。
3.3接地网敷设问题
送电线路接地网的敷设主要包括水平敷设和垂直敷设。水平敷设的平面地网往往占用很大面积的土地,敷设范围较大,施工工作量很大;垂直敷设的深埋接地体施工时需要开挖的土壤很深,施工量也较大。送电线路接地网的敷设线长面广,各处土壤、地质环境的不同,更增加了敷设的难度,尤其是特殊地质面貌环境如高土壤电阻率地区、岩石地区等,线路接地网的敷设更加困难。另外,由于接地网的敷设质量达不到工程要求,接地网的质量不一,使得接地电阻过大,腐蚀严重,有的甚至断开,不能很好泄流,影响防雷效果。
4送电线路接地的优化措施
4.1杆塔接地设计优化
在架空线路施工前期,必须要基于电网运行实际需求来完成设计,要求技术人员需要提前对当地施工环境进行实地考察,掌握各项参数,尽量将架空线路施工区域避开雷击频繁的环境。并且在确定线路方案后,还需要对线路所在地土壤电阻率进行测量,以此来确定需要设计的接地装置参数。
4.2接地电阻确定
接地技术的选择与应用需要以实际需求来确定,例如对于土壤电阻率比较小的地区,可以选择用自然接地的方式施工,以此来降低接地电阻值。而对于土壤电阻值较大的环境,则可以选择用外引接线或者放射性接地的方式施工,通过降低接地电阻的方式来提高线路防雷性能。
4.3应用降阻剂
除了使用上述接地方式以外,还可以应用降阻剂使接地装置得到改善,对于经常受雷击的杆塔以及线路,为了能够使电阻值达到要求,应用降阻剂是非常有效的。随着电子技术的飞速发展,降阻剂的更新速度较快,使用效果也有所提高。在接地系统中对降阻剂进行合理利用,能够使接地电阻降低。并且,降阻剂能够迅速的渗透到土壤中,使大部分接地电流得到分散。为此,降阻剂适合在一些山区岩石较多的地方使用。
4.4接地网新的改进方向
针对送电线路接地网存在的问题,参考上述接地网改造措施,本文提出了接地网新的改进方向,主要是接地网接地材料和型式的改进。接地网的接地材料基本都属于金属材料,其具备良好的导电性和经济性,但在土壤中易受腐蚀,耐久性和接地效果均降低,因此接地材料应该逐渐向非金属接地材料发展,如以石墨为主要材料的非金属材料等。接地网的型式主要有水平式、垂直式和复合式等,水平接地网占地面积较大,垂直接地体施工难度较大,因此应建立新型的接地网型式,例如立体式接地网等。通过在送电线路的基坑周围以水平和垂直方式较集中地敷设接地体,建立立体式接地网。在立体式接地网中,流过大地的电流以垂直和水平的形式分别向外扩散,在土壤中呈半球形等位面扩散,将较大的电流引入大地深层,达到良好的泄流效果。
结束语:
综上所述,随着我国送电线路建设对接地系统的要求逐渐提高,我们必须在原有的接地设计和施工技术上进行一定的优化和完善,才能满足现代送电线路架设的接地要求。为了提升送电线路接地质量,要从接地系统设计、材料和接地网设计类型三种途径做工作,提高接地系统的引流质量,保证送电线路安全、稳定、高校运营,为我国社会的进步和经济发展贡献力量。
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论文作者:李光宇,赵跃,杨鹏,温成亮,陈广兴
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/1
标签:线路论文; 土壤论文; 杆塔论文; 装置论文; 防雷论文; 电阻论文; 材料论文; 《电力设备》2018年第11期论文;