摘要：架空输电线路地线上的电能损耗虽然在电网中的损耗所占比例不大，但是随着输电线路电压等级越高，线路越长，地线上的电能损耗就越大，因此如何降低地线损耗，合理选择地线的运行方式意义重大。本文围绕架空输电线路地线节能运行方式展开论述，结合工程实例讨论地线的运行方式的分段绝缘，地线经过合理换位后的全寿命周期比较，分析地线的感应电压与损耗的降低的关系。
关键词：架空输电线路；地线节能运行；方式
随着经济的发展和科学的进步，电力工业要实现可持续发展，必须在资源的节约以及环境的营造上寻求更有效的良策，不断降低电力生产成本，这也是各方十分重视的课题，科研院校以及电力企业都在进行着深入的研究，旨在提高输电损耗的降低率，将输电线路的输送能力不断提高。但是随着系统的不断升级，规模的不断扩大，输电线路的线损等问题一直是困扰电力运行的难题，使电力的生产成本居高不下，造成系统的总体损耗的增加。因此，合理选择地线运行的方式，对于提高电力运营经济效益，意义是重大的。
一、地线损耗的原因及降耗措施
输电线路的运行过程中会产生地线导线之间的电磁、静电场的耦合以及电磁场等。这些沿着纵向反映电压进行分布的地线在感应上分为电动势和静电感应式。电压值经过接地后，产生的纵向感应电动势可以达到数千伏以上，在两根地线之间来回环流，形成线路之的逐塔接地。感应电流在地线节能措施上的基本绝缘思路是以减少环流损耗为目的的。绝缘的一点接地在普通地线无法形成回路时候，采用输电线路的附加电能的损耗分段的方式，每个分段包含了绝缘接地点等。在绝缘的间隙能够防止雷电的放电阶段被接地或者被击穿，得到有效的防雷效果。双底线的感应压力的相位差，在地线的电磁感应电压的降低后，换位的地线产生的电流做到了对称，也就是在线路的导线的距离内实现了线路中心线的左右侧的位置对等。
二、地线节能运行方式分析
（1）以某110kV单回线路30km总长的地线运行方式为例，该线路架设了两根地线，一条为OPGW光缆，一条是分流线，单根的相导线为直流电阻为0.114Ω/km的铝包钢铝绞线，分流线选用的是线径11.5mm的铝包钢绞线，直流电阻为0.832Ω/km，采用权限逐塔接地的方法，中间地段的接地电阻为15Ω/km，相导线排列的方式为三角排列。
（2）根据线路的光缆长度，通过对热稳定的校核，得到了地线的分流的可靠接地方式是，采用分段绝缘和单点接地的方法，将地线的无分流要求的线路两侧进行逐塔接地，在5km范围内进行其他的无分流要求的地线的架设。以20km地线的运行方式为例，在普通的底线和OPGW全线进行逐塔接地。两根地线形成了回路，产生了较大的损耗，普通的地线的耐张段铁塔进行了绝缘，各个耐张段的一端产生了接地。采用这种方式进行的地线的绝缘，消除了线间的环流的分量的损耗，减少了输电线路的附件电能的损耗，但是在OPGW的电能损耗依然巨大。在电磁感应和静电感应中，引起的感应电流的损耗也是巨大的。
第三种方式是将普通地线进行分段的绝缘，中间的接地，可以分为绝缘的两端的接地，在光缆中间将两根地线进行换位，具体的做法是将线路的两侧进行5km的地线的逐塔接地，中间段的地线每隔5km就进行换位一次，换位后每个光盘的光缆中间有OPGW保持连接，普通的地线被断开，普通的地线分段绝缘后，得到了OPGW接续接地的换位，其他的对塔绝缘，能够保持连续。对于光缆呵普通地线的分段绝缘，消除了线路间的环流分量的损耗，将输电线路的电磁感应电压大大地降低，采用地线换位的方法，将将电磁感应中的静电感应电压进行大大的降低，感应电流中相应的损耗被降低。
（3）采用地线中的感应电流，将地线损耗分成电能发热中的损耗和杆塔中的电流泄露的损耗，两种损耗可以利用公式建模的方法加以计算，得到了地线损耗各有不同。可知，不同方式的地线损耗节能效果不同，节省的费用高低不同，最大的费用和最小的费用支出相差20多万元。因此结论是电压等级高、相电流大，线路总长度长的能耗节约最多。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆采用绝缘地线换位的方法，可以根据线路的情况，进行线路中的光缆换位，采用环卫方式，在全寿命周期的放方案中可以节省费用19.63万元，地线损耗也较低。
三、地线分段绝缘运行方式应用的补充说明
（一）换位距离的确定
采用双地线时，地线换位应尽可能做到对称，即在一个导线换位节距内地线在线路中心线左侧和右侧的位置尽可能相等，这样才能大大降低地线上的感应电动势。地线换位次数越多，感应电压越小，降耗效果也越好。导线没有进行换位，地线换位由于受OPGW光缆制造长度及杆塔明细影响，很难保证地线的换位点刚好位于每段光缆的中点，只能尽量使换位点靠近每段光缆中点。
（二）地线换位对运行维护的影响
对地线进行换位后，由于OPGW仅在接续时直接通过铁塔接地，故其对地电压会有所升高。根据运行经验，OPGW一般不需上塔进行维护，多是在机房内测试OPGW的衰耗性能。如果上塔维护OPGW，只需将OPGW临时接地即可。因此OPGW的对地电压即使有所升高，也不会对OPGW的维护带来困难。
（三）地线换位的具体实现方法
要求换位处光缆对塔绝缘，具体实施时有两种方法，一是在铁塔的地线支架上安装地线绝缘子，将光缆支撑起来，从地线支架的一侧引到另一侧。另外一种方法是采用绝缘护套，将换位处的光缆包起来，然后利用金具固定在地线支架上，从一侧引到另一侧，目前国内已有厂家可以生产满足工程要求的绝缘护套。
（四）对OPGW受雷击的影响
在输电线路上使用两根相同的镀锌钢绞线(或铝包钢绞线)或钢芯铝绞线作为地线已经有几十年的运行经验了，很少发现有雷击断股的情况发生。然而，大面积使用普通地线配OPGW后的双地线系统情况就不同了，都是OPGW遭受雷击以致断股，而与之配合的普通地线却相安无恙。原因如下：
(1)同一线路中普通地线的单位长度电阻总是大于OPGW。
(2)从地线到塔身的接地连接方式中，通常OPGW侧的连接电阻要小于普通地线侧。
(3)架空地线功能一般有引雷、充当通信通道减小系统潜供电流等，其中最主要和最原始的作用是引雷。如果OPGW的接地通道电阻太小，会导致它比普通地线更容易遭雷击。OPGW一方面是作为地线，要能够承受较大的短路电流，另一方面又是110kV及以上电网系统中最重要的光通信网络。为了使电网系统能够安全、可靠运行，应尽量加强对OPGW的保护。推荐的接地方式，减小了OPGW的接地次数，可在一定程度上降低OPGW受雷击的概率。同时，可以考虑在OPGW和杆塔之间装设绝缘间隙，当线路遭受雷击时，绝缘间隙两侧感应电压瞬间升高，间隙被击穿，使两根地线均呈逐塔接地状态，迅速向大地泄放雷电流，满足工程的防雷要求。
总之，为了达到国家关于输电线路的节能减排的要求，应在地线运行的全寿命周期的设计上不断完善和改进，采用分段绝缘的方法进行理论的计算和改进，得到有效的感应电压，使得地线的运行方式能够达到降耗的要求，至少降低地线逐塔接地的10%。从全寿命周期的角度分析，电能的降耗节省的费用比增加的投资要多的多，因此节能效果产生了明显的经济效益。
参考文献
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论文作者:容启望
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/19
标签：地线论文; 线路论文; 方式论文; 光缆论文; 电压论文; 导线论文; 电能论文; 《基层建设》2017年第26期论文;