輸電線路桿塔接地網在施工及運行中的問題

裴亞星,陳寶駿,張永歧

(1.忻州供電分公司,山西忻州 034000;2.山西省電力公司,山西太原 030001)

輸電線路桿塔接地網在施工及運行中的問題

裴亞星1,陳寶駿2,張永歧1

(1.忻州供電分公司,山西忻州 034000;2.山西省電力公司,山西太原 030001)

針對220 kV榮原Ⅰ、Ⅱ線山區段桿塔接地網檢查、檢測結果,分析了接地網質檢驗收、運行管理中的不合格項,以及接地網的檢查和檢測等方面存在的不足,提出對不合格的接地網進行改造,并給出具體改造方案及從實際出發,因地制宜,綜合治理等有效措施,經改造后的桿塔未發生雷擊掉閘故障。

輸電線路;接地網;改造方案

1 線路概況及開挖檢查原因

1.1 設備概況

220 kV榮原Ⅰ、Ⅱ線投產于20世紀70年代,其中Ⅰ線82.835 km、251基桿塔,導線型號為LGJ-240,地線型號為GJ-50/鍍鋅鋼絞線OPGW(OpticalFiberComposite Overhead Ground Wire);Ⅱ線82.228 km、249基桿塔,導線型號為LGJ-185,地線型號為GJ-50。全線基本為獨立單回路,線路路徑走向一致,約27%分布在多雷區。

1 近年來雷擊掉閘情況

1997年以來雷擊掉閘情況見表1。

表1 1997年以來各條線路雷擊掉閘次數

從表1中可以看出,220 kV榮原Ⅰ、Ⅱ線是雷擊故障頻發的線路,因此,遏制雷擊故障的發生,應首先從該兩條線路入手。

2 開挖檢查工作量及檢查結果

完成220 kV榮原Ⅰ、Ⅱ線桿塔接地網開挖檢查、檢測199基,其中Ⅰ線檢查區段為110～143號,Ⅱ線檢查區段為114～178號。在開挖檢查中共發現有24基桿塔接地網不合格,存在的主要問題有:24基存在接地電阻無窮大;10基環網銹蝕嚴重并無放射線;基環網斷開;1基無環網、無放射線;1基環網埋深不足,用碎石塊填埋。

開挖檢查過程中,對不合格接地網及時按照接地網施工工藝規范進行了改造處理,經改造后測量,接地電阻值全部滿足規程要求。

3 改造中發現不合格的接地網主要原因分析

在基建施工質量、投運前的質檢驗收,接地網運行管理,接地網的檢查和檢測及改造方法等方面存在一些問題或不足,需要進行理性思考,多管齊下,遏制雷擊故障,提高運行管理水平。

a)采用添加劑降低接地電阻的方法主要分為物理降阻和化學降阻。物理降阻包括更換接地電極周圍土壤,延長接地電極,深埋接地電極,擴大接地網面積,使用復合接地體等;化學降阻主要是在接地電極周圍敷設降阻劑,通過降低土壤電阻率來達到降低接地電阻的目的。在某些情況下,應用化學降阻劑則存在嚴重腐蝕接地體問題。因此,在接地網基建施工或改造時,應謹慎使用降阻劑,尤其是化學降阻劑。

b)防雷接地體沒有按照圖紙要求進行敷設。施工中將接地引線分別與接地環網連接后,出于施工地形條件限制或其他原因,沒有向外敷設放射線,雖然測得的接地電阻值符合設計要求,但實際的泄放雷電流能力是打了折扣的,雷電不能及時泄放,就可能因雷擊擊穿絕緣造成線路掉閘。

c)接地體埋深不夠,普遍低于施工圖要求的0.8 m。由于埋深不夠,接地網的泄流效能達不到設計要求,同時,淺埋的接地體在農機具耕作時,易發生接地體被掛斷、被盜現象,如:榮原Ⅰ線110號、112號的放射線,根據現場情況判斷,即為此種情況。

d)接地體斷頭之間用鋼線卡子連接,不符合《110～500 kV架空輸電線路施工及驗收規范》要求。因為圓鋼之間的良好連接長度及面積關乎泄放雷電流問題[1]。

e)日常維護檢修工作中,作業班組不重視對土壤電阻率的測量,經常憑經驗或感覺確定土壤電阻率。

f)接地體所用材料沒有采取防腐措施,導致接地體銹蝕嚴重,時間稍長就會斷開。

g)施工單位在施工中責任心不強,部分接地體接頭使用鐵線或采用其他方式連接,不符合架空輸電線路施工工藝規范要求。

h)對以礫石為主,缺少土壤的地勢較高的桿塔接地體處理達不到要求。

4 改造中不合格項具體對策

a)嚴格按照圖紙要求進行接地體處理,確保施工質量。

b)定期開挖接地體檢查接頭連接情況,確保接地網各電氣連接點接觸良好。

c)采用導電防腐材料對接地體進行防腐,提高接地體使用壽命,減少維護工作量。

d)定期測量土壤電阻率,掌握土壤電阻率的變化情況,為接地體處理提供理論數據支持。

e)認真解決接地體接頭采用鋼線卡子、鐵線綁扎等不合格的施工問題,尤其基建施工單位應引起足夠的重視,嚴格按照相關施工工藝規范施工,把好工程質量關。

5 具體改造方案及實施效果

199基桿塔接地網進行了測試,24基不合格的接地網進行統一改造,重新埋設了接地引下線。目前,針對桿塔降阻的問題,普遍采用的是延長水平接地電極的方法。但是如何布置接地電極對桿塔的接地電阻有很大影響,電極的長度對接地電阻有一定影響,電極越長,接地電阻越小。但水平電極并不是越長越好,對于水平接地電極的長度,使用20 m左右的射線。為確保改造質量,增加了接地線的直徑,由原來的φ 10 mm 增加為φ 12 mm,并進行熱鍍鋅處理。與接地體緊密焊接,焊接部位做防腐處理;加工焊接時接地體之間的連接采用了雙面焊接,焊接長度為圓鋼直徑的8倍;焊好后敲去焊渣,檢查焊接質量符合要求。為確保改造工作方便實施,進行了接地網統一設計、統一加工,避免了高山大嶺上進行施工焊接造成工藝質量不合格的可能,同時,也減少了野外工作量,大大降低勞動強度,加快了改造速度。為減少水平接地線之間的屏蔽作用,接地體之間的間距根據地形具體情況確定,大于5 m。對于接地土壤不好的采取了換土措施,較嚴重的采取了埋設連續伸長接地體的措施。工程實施后山區輸電桿塔的接地電阻有了明顯的降低,由于及時改造了不合格接地裝置,做到了防患于未然,2009年7月份后,經改造的桿塔未發生雷擊掉閘故障。

6 鞏固措施

a)強化線路的巡視檢查,及時消除接地體外露、被盜以及接頭銹蝕等缺陷。

b)在雷雨季節到來時,不定期普查接地裝置,確保接地體質量達到規程要求。

7 結束語

影響架空輸電線路雷擊跳閘率的因素很多,有一定的復雜性,解決輸電線路的雷害問題,要從實際出發,因地制宜,綜合治理。經2009年雷季的檢驗,這次改造是很有成效的,也說明了降低地網接地電阻是防雷較為有效的措施。因此,施工及運行單位有必要認真總結,分析原因,找準癥結,解決難點,減少雷害的發生,將雷害帶來的損失降到最低限度。

[1] 張殿生.電力工程高壓送電線路設計手冊送電線路的防雷保護與接地[M].2.北京:中國電力出版社,2003:120.

The Problems in the Construction and Operation of Transmission Line Tower Grounding Grid

PEI Ya-xing1,CHEN Bao-jun2,ZHANG Yong-qi1
(1.Xinzhou Power Supply Company,Xinzhou,Shanxi 034000,China;
2.Shanxi Electric Power Compang,Taiyuan,Shanxi 03001,China)

Based on the detecting result of 220 kV line tower grounding grid in mountain section of Rongyuan LineⅠand LineⅡ,the analysis on the failure in quality acceptance and in operating management of grounding grid is done,and some modifying programmes are thereof put forward to improve unqualified grounding grid to avoid thunder-striking trip fault.

transmission line;grounding grid;implementing measures

TM863

A

1671-0320(2010)03-0061-02

2010-01-26,

2010-05-04

裴亞星 (1970-),男,山西興縣人,1997年畢業于山西電力職工大學發電廠及變電站專業,工程師,從事輸電線路運行及檢修工作;

陳寶駿 (1963-),男,天津人,1988年畢業于太原工學院電力分院電力系統自動化專業,高級工程師,從事安全生產監察工作;

張永歧 (1971-),男,山西五臺人,1986年畢業于山西電力職工中專輸電線路運行與檢修專業,技師,從事輸電線路運行維護工作。