输电线路杆塔接地装置的主要缺陷与整改措施

　　输电线路杆塔接地装置检测维护分析中华民居2011年O9月电力建设输电线路杆塔接地装置检测维护分析。

  摘要:随着国民经济的发展和电力需求增长,输电线路安全运行维护工作也越来越突出.因此,加强对杆塔按地装置的检测维护,发现问题并及时采取整改措施是线路运行维护单位的主要工作.本文分析了输电线路杆塔接地装置的主要缺陷,并强调了设计,施工,运行维护工作的着力点,以及相应的整改措施。

  关键词:输电线路;杆塔;榆测:维护刖吾理论计算和运行实践均表明:降低杆塔接地电阻是当雷击杆塔且杆塔型式和绝缘子配置一定时,影响线路反击耐雷水平的主要因素则是杆塔接地电阻的阻值.因为接地装置的接地电阻值受施工,环境和运行维护等原因的影响,故强化接地装置旌工规范管理,加强对杆塔接地装置的检测维护,发现问题及时采取整改措施是提高杆塔耐雷水平,降低雷击跳闸率的重要途径.对输电线路雷击跳闸率进行的统计分析表明,山区或多雷区的输电线路频频发生雷击跳闸故障,测量雷击故障所在杆塔的接地电阻值大部分都偏大;进一步检测分析,杆塔接地装置均不同程度存在一些缺陷,而原因或是设计不尽合理,或是施工不够规范,或是运行环境恶劣,或是运行维护不及时.本文分析了输电线路杆塔接地装置的主要缺陷,并强调了设计,施工,运行维护工作的着力点,以及相应的整改措施.

    1接地装置的主要缺陷

    1.1接地网设计不合理由于土壤电阻率的测量资料不齐伞和对雷电活动情况的不了解,设计采用的接地型式不合理,造成高土壤电阻率地区接地体面积过小,接地电阻过大,或者对雷电活动频繁地区的杆塔接地电阻设计值过大.另外,对水田,低洼地带,耕地及化工厂附近等高腐蚀性土壤中的接地体设计时没有考虑耐腐蚀性问题,致使接地体很快腐蚀断裂,失去导泄雷电流的作用.  1.2接地体敷设未达到规范要求接地型式的设计与实际情况往往差别较大,需要施工人员进行合理调整.在施工人员责任心不强,监督力度不大的情况下,往往出现接地体埋深不够,回填土未达要求,填土后又未夯实;接地引下线与接地体及接地体与接地体之间焊接未达标等问题,使得接地电阻过大.

    1-3接地引下线和接地体容易腐蚀接地装置的运行环境恶劣,容易发生腐蚀.接地装置的腐蚀主要是电化学腐蚀,电化学腐蚀是依靠腐蚀原电池的作用而进行的腐蚀过程.接地装置的腐蚀受腐蚀微电池和腐蚀宏电池的共同作用,腐蚀微电池的形成是由于接地体存在金属化学成分,金属组织,物理状态不均匀和金属表面膜不完整;这是接地体使用了劣质钢材,敷设不平直及冷弯部分容易腐蚀的机理.腐蚀宏电池的形成是由于接地体埋设各部分土壤的氧渗透率和土质结构的不同,形成氧浓差电池和盐浓差电池;这是接地引下线地下部分和回填土质不均匀,埋深不同的接地体容易腐蚀的原因.接地装置发生腐蚀后,接地体碳钢材料起层,松散,有效直径变小,甚至会出现多处断裂;腐蚀的接地网,其导电性能大大降低,接地电阻增大.

    1.4接地装置连接不规范夸妊r毫毫童妇窜r夸鸯-奎专夸妇—圣宣—奎童童啦窜啦窜妇r窖船—叠船专r逝毫?奎妊业?对比图2和图3的六角图,两者得出的结论…致:A相电流超前B相电流而滞后C相电流l2Oo,呈现为正相序(顺时针120.左右),且三相电流幅值相等,相量之和为零,潮流分布为送有功(+P),受无功(一Q).经过调度落实,这条线路对侧的潮流分布为受有功(一P),送无功(+Q),因此六角图结论正确.(2)主变差动保护六角图测量实例110kV#2主变保护更换后,用相位伏安表测量差动保护的数据见表3表31lOkV#2主变差动保护六角图数据绕组相别ABCN电流幅值(A)1.959A1.928Al922AOA高压侧YO测试的角度(.)24.4.l448.2654.l】OkV装置显示的角度(.)O.一122.l16.电流幅值(A)1462A1.492A1.479AOA中压侧Y0测试的角度(.)205.8.327.871.35kV装置显示的角度(.)179.57.一6l.电流幅值(A)0.355A0336A0326A0A低压侧△一11测试的角度(.)170.1.294.5.50.10kV装置显示的角度(o)一l45.90.一26.装置显示的差流(A)O.03A0.04A0.04A由表3的数据可以画出相量图4,图5.对于三绕组变压器(Y【)/Y0/△一12—1】)差动保护要求两个Y侧之间名相电流角度互差18O.,中压Y侧电流滞后低压△侧同名相电流30..由图4可知,各侧A相电流超前B相电流而滞后C相电流,呈现为j相序(顺时针120.左右),}j.三相电流幅值相等,相量之和为零.以A相为例(高压侧UAN相电压为基准),IA(高)电流所处象限在第四象限,则高压侧P,Q为正,潮流分布为高压侧送有功,送无功,UAN相电压超前图4相位测绘的六角图图5装置显示数据测绘的六角图IA(高)相电流24.4o,IA(高)与IA(中)互差181.4.,且IA(中)滞后Ia(低)35.7..由图5可知,各侧A相电流超前B相电流而滞后c相电流,呈现为正相序(顺时针120.左右),且三相电流幅值相等,相量之和为零.因为微机保护装置的荸动三侧电流不以高压侧UAN相电压为基准,而是以高压侧电流IA(高)作为基准.所以从图中得出了以下的相位关系:以A相为例,IA(高)与IA(中)互差179~,且IA(中)滞后Ia(低)34~.利用装置显示数据进行分析时需注意:由于装置差动电流相位无电压参考,不能用该组数据进行有功,无功功率的分析.对比图4和图5的六角图,两者均得出了高中压侧之间同名相电流角度互差180~左右,中压Y侧电流滞后低压△侧同名相电流30~左右的结论,参考装置显示差流,三相差流值均小于100rnA.因此,该差动保护六角图结论正确.5结束语综上所述:通过对比相位伏安表和保护装置测出的六角图数据,可以有效的避免在测量过程中由于人为或仪表的错误因素而导致的电流极性判断失误,是一种防止继电保护六角图测量错误的实用方法.?119?电力建设中华民居2011年09月接地装置由于设计没有明确要求或施工等原因,存在接地装置各部件或与杆塔各部件之间连接不规范的问题,没有形成可靠的电气连接.接地装置连接不规范主要有以下几个方面:钢筋混凝土杆的避雷线支架,导线横担没有与接地引下线进行可靠的电气连接;利用杆塔爬梯作为引下线,没有敷设专门的接地引下线;铁塔的避雷线没有装设与塔身的引流线.同时,接地装置的连接点还会因为安装不规范,锈蚀等,存在接触电阻过大的问题.避雷线连接处,导地线横担连接处,接地联板连接处等因连接的不规范和接触不良都会引起接地电阻增大.

    1.5外力破坏使线路失去接地保护随着钢材等金属材料的涨价,线路接地装置的引下线和接地体的被盗等外力破坏的现象日益严重,往行使线路连续多基杆塔失去接地保护.

    2接地装置的整改措施

    2.1规范接地装里的安装根据DL/T621—1997饺流电气装置的接地》的要求,对于钢筋混凝土杆,应加装避雷线支架,导线横担与接地引下线的连接线;利用杆塔爬梯作为引F线的,加装专门的接地引下线;铁塔线路的避雷线加装与塔身的引流线.同时,连接部分的螺栓应配有平垫片和弹簧垫片,防止螺栓松动,处理好连接点的接触问题,消除接触电阻的影响.

    2.2增强接地装置的防腐性能接地装置的寿命应与杆塔的其他部分一一致,而接地装置的腐蚀问题严重影响着接地装置的运行寿命,所以必须结合实际,采取有效合理的防腐措施,增强接地装置的耐腐蚀性能.(1)接地装置中与地下接地体连接的引下线宜采用小16圆钢,引下线与连接板焊接后进行热镀锌处理.(2)水田,低洼地带,及耕地等腐蚀性较强地区的地网适当增大接地体截面,宜选用击l6的圆钢作为接地体,必要时采用热镀锌钢材.(3)接地体焊接处避免虚焊,假焊现象,应按有关规定达到一定的搭接长度,还要注意焊接处要进行特殊防腐处理,如油漆等.(4)开挖处的回填土土质应尽量均匀,不含杂质;回填土应夯实,每300ram应夯实一次,使土壤与接地体紧密接触.(5)接地体的埋深对耐腐蚀性能影响很大,埋设0_3～0.5m时对接地体的腐蚀最严重,埋深达到0.8m时的腐蚀较轻微.故应加大接地网埋设深度,将水平及垂直接地体距地面的埋深增至0.8m.(6)施工中应注意不要损坏圆钢的镀锌或氧化膜保护层,避免使接地体受力.(7)引下线在地面以FO.3m区段应每隔2～3年做一次防腐处理.

     2-3合理选择接地装置型式杆塔接地装置多采用多根水平放射线接地体的型式.对土壤电阻率较低的水田和耕地等地区,可采用水平接地体与垂直接地体组合的型式,不但可以减少对{:地的占用,而且能起到一定的防盗效果.对于土壤电阻率特别高的地区或施工条件限制的地区(如沿道路架设的线路),采用连续伸长接地体,连续伸长接地体是沿线路在地中埋设1～2根接地线,并与下一基杆塔的接地装置相连,把若干基杆塔接地连接起来,这是降低高土壤电阻率地区杆塔电阻的有效措施之.

     2.4确保接地装置改造施工质量接地装置改造的大部分工程属于隐蔽工程,必须加强施工过程的监督检查,必要时应引入工程监理机制,由具备相应资质条件的监理单位监理.监理人员要按规定采用旁站,巡视和平行检验等形式,按作业程序及时跟班到位进行监督检查,这是确保隐蔽工程施工质量最有效的手段.在接地装置的施工过程中,监理人员的责任和权力应得到强化,从接地沟槽的开挖,接地装置的敷设,接地体的连接,防腐措旋的实施,焊接质量的跟进,重要结构部位的检食等每一环节监理工作应到位,监督施工单位严格按设计图纸及规范工艺进行施工.对材料要严格进行质量检验,材料优劣直接影响接地工程的质量及接地装置的运行寿命,使用杂质超标的钢材作为接地体,在地下容易发生电偶电池腐蚀,加速接地体的腐蚀.

    2.5正确使用降阻剂降阻剂的最佳使用场所是土壤电阻率较高的中小型接地装置.为降低高土壤电阻率地区的杆塔接地电阻值,可以考虑使用降阻剂.但降阻剂在使用中存在降阻效果,降阻剂对接地体的腐蚀,降阻剂本身的稳定?12O?性和长效性等问题,因此,正确选用和合理使用降阻剂非常重要.选择降阻剂应主要从以下几方面考虑:降阻剂本身的电阻率要小;对接地体无腐蚀或对接地体有防腐保护作用;有较好的稳定性和长效性,具有较强的渗透性;对环境无污染,无毒性,使用安全以及现场使用方便等.同时应注意,在使用时应严格按技术要求施工,确保降阻效果.

    2.6适当使用接地模块在高土壤电阻率地区,采用传统的方法难以使杆塔接地电阻满足要求时,可适当使,}}j接地模块.接地模块的主要原材料是石墨粉,在石墨粉中添加少量的金属氧化物和适量的粘合剂,加水搅拌均匀后注入模具干燥成形.在模块中夹有金属网和在模块中预埋了扁铁或圆钢,使接地模块具有一定的机械强度并能够相互焊接.石墨是一种非金属材料,它具有比较强的保湿性和吸湿性,其本身的稳定性,抗腐蚀性,导电性,抗老化性能良好.由于石墨对环境敏感度非常低,几乎不受外界因素的影响,所以接地模块的接地电阻值能够在相当长的时间内保持不变,这是传统接地材料无法比拟的.因此,接地模块可有效地降低杆塔接地装置的工频接地电阻,尤其可大幅降低杆塔的冲击接地电阻.

     3接地装置的运行维护线路杆塔接地装置的运行环境恶劣,极易出现一些缺陷,因而对线路杆塔的接地装置应定期巡视和维护,特别应加强以下几方面的巡视检查和维护工作.(1)定期巡视检查杆塔的接地引下线是否完好,接地连接板和接地装置各部件的连接是否完好,连接螺栓是否松动.如被破坏应及时修复,连接螺栓生锈应及时更换,应保证接地装置各部件有可靠的电气连接,消除接触电阻的影响.(2)检查接地体是否遭到外力破坏,被盗等.特别是在开发区内的线路,应经常检查接地体是否被开挖损坏.检查接地体是否被雨水冲刷露出地面.(3)适当缩短杆塔接地电阻的测量周期.按照DL/T741—2001《架空输电线路运行规程》规定,一般线路每5年测量一次,变电站进出线段I～2km及特殊地点每2年测量一次.为了及时掌握杆塔接地电阻的变化,分析接地体腐蚀的趋势,全线段应每2年使用钳型接地电阻测试仪测量一次接地电阻.测量的电阻值应考虑季节系数进行换算,如超标应及时改造.(4)每隔5年开挖抽查接地体的锈蚀情况,根据接地体的锈蚀情况和电网接地短路电流的变化,校核一次接地线和接地体的短路电流热稳定是否满足要求,如不能满足要求应及时改造.(5)完善接地装置巡视检查和接地电阻测量记录,分析掌握接地装置的运行情况.

     4结束语目前,输电线路的防雷措施有很多,但是最根本的还是在于接地,线路即使有了其他的防雷保护设施,如果接地不合格,也难于取得良好的防雷效果.因此,应加强线路杆塔接地装置的运行维护,及时消除接地装置的缺陷,降低杆塔接地电阻,确保线路有合格的接地装置保护,才能提高线路的耐雷水平,降低线路的雷击跳闸率.参考文献[1]DL/T621—1997交流电气装置的接地。