電力架空地線型普化選型法

2015-03-15 05:50:36保定吉達電力設計有限公司荊慧豐

電子世界 2015年19期

保定吉達電力設計有限公司荊慧豐

河北華沃電力工程設計有限公司高翔

1 架空線路地線概述

地線是輸電線路最基本的防雷措施之一，地線在防雷方面具有以下功能：防止雷直擊導線；雷擊塔頂時對雷電流有分流作用，減少流入桿塔的雷電流，使塔頂電位降低；對導線有耦合作用，降低雷擊桿塔時絕緣子串和空氣間隙的電壓；對導線有屏蔽作用，降低導線上的感應過電壓。

2 地線的類型及特性

高壓輸電線路比較常用的地線型式有鍍鋅鋼絞線、鋁包鋼絞線（良導體分流線）、OPGW光纖復合架空地線三種型式。鍍鋅鋼絞線機械性能較好，拉重比大，初始投資相對較低，但運行壽命短，直流電阻大，分流能力很弱，耐腐蝕能力較鋁包鋼絞線差，適用于短路電流較小的高壓架空地線。鋁包鋼絞線是一種將鋁連續均勻包覆在鋼芯上的雙金屬線，它兼有導電性能好，耐腐蝕性能強，機械強度高等優點。它還比常規的鍍鋅鋼絞線具有抗腐蝕特性，故特別適用于海邊、工業污染腐蝕特別嚴重的地區。光纖復合架空地線（OPGW）是將光纖單元復合于送電線路地線內，性能相當于鋁包鋼絞線，既具有光纖的各種優點，又具有在輸電線路中起地線保護作用，不受雷擊和故障短路電流對通信線路的影響，隨高壓輸電線路一起架設，不需占用新的敷設走廊等功能和特點，越來越多的應用在各級高壓送電線路上。

3 地線選型原則

通常工程實踐中遇到的地線選型主要是對于一般地線（包括鋁包鋼絞線和鍍鋅鋼絞線）和特殊地線OPGW光纜的選擇，本文主要論述了這三種地線選型原則與方法。

3.1 分流線與OPGW配合原則與方法

OPGW與其分流線的分段配置必須統一綜合考慮，以使短路電流產生的熱效應不超過任何一方的允許值。選擇與OPGW配合的分流線主要以下四個方面考慮。

①分流線最大允許短路電流值大于出站口單相短路電流50%。

②分流線直流電阻小于OPGW直流電阻。

在出站口短路電流較小，OPGW光纜短路電流容量足夠承載時，可以選用阻抗較大，成本較低的鍍鋅鋼絞作為分流線。在出站口短路電流較大，需要分流線分流的情況下分流線應有足夠低的直流電阻（20℃），直流電阻越小越能起到分流的作用。分流線的直流電阻大小取決于分流線材質和截面。一般情況下要求分流線直流電阻小于OPGW直流電阻，才能夠保證分流線能夠分流大于50%，起到對OPGW的保護作用。

③拉重比相近。

拉重比指地線的額定抗拉強度與單位長度重量的比值，不同材質的兩根地線，宜拉重比相近。

④在滿足上述要求的前提下，分流線直徑宜盡量小、單位長度重量宜盡量輕。

3.2 通過短路電流計算分析得到OPGW和分流線的型號與用量

從經濟方面考慮，輸電線路較長情況下，OPGW光纜不需要全程采用大截面高導電率的結構，分流線也不需要全程采用鋁包鋼絞線，因為短路電流在變電站出口處為最大，隨著線路離站口的距離拉大其值迅速衰減，因此當短路電流衰減到OPGW容許短路電流范圍內的時候，分流線就可以由鋁包鋼更換為價格較為低廉的普通鍍鋅鋼絞線。