甘肅河西地區腐蝕條件下特高壓輸電線路接地方案研究

鄂天龍++梁巖濤++張四江++蔣雅斌+王瀧++薛鵬程

摘 要：河西走廊是我國西氣東輸、疆電外送、清潔能源外流的重要能源通道。隨著特高壓電網的快速發展，河西地區特高壓輸電線路也進入密集建設期。本研究依托酒泉～湖南±800kV特高壓直流輸電線路工程，分析研究河西地區腐蝕條件下特高壓輸電線路防雷接地方案。通過分析類比，最終確定接地裝置材料和接地方式，并說明了采用銅覆鋼接地的可行性和實用性。

關鍵詞：河西走廊；特高壓線路；腐蝕；接地

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）13-0144-01

1 背景與意義

近年來，隨著特高壓建設蓬勃興起，河西地區也因其重要的地理位置成為特高壓電網建設的密集區域。

河西地區氣候干燥少雨，雷暴期較短，除山地高坡以外，地表大多為發育在灰棕荒漠土上的鹽堿土。鹽堿土具有腐蝕性，會對輸電線路接地裝置產生腐蝕破壞，影響接地裝置的使用壽命，造成接地網局部斷裂、接地線與接地網脫離等嚴重后果。研究河西地區腐蝕條件下特高壓輸電線路防雷接地，確定接地材料、接地形式和埋設方式，對確保該地區特高壓電網安全運行有著重要的意義。為切合工程實際，研究將依托酒泉～湖南±800kV特高壓直流輸電線路工程展開論述分析。

2 接地腐蝕成因分析

2.1 氣象因素

河西地區氣候干燥，氣溫日較差大，年平均氣溫為4～9℃，走廊境內絕大部分地區年降水量在150mm以下。河西走廊雷暴期較短，地閃密度等級較低，雷擊跳閘率較低。

2.2 地形地質因素

河西地區地處青藏高原東側，海拔1100～4300m。其地表多為鹽堿土，屬內陸型鹽漬土，具有腐蝕性，其中氯化物鹽漬土的對金屬的腐蝕較強。該地區土壤電阻率較高。

2.3 成因分析

通過分析氣象、地形地質等環境數據和實地調查研究，確定土壤腐蝕是酒湖線河西段接地材料的主要腐蝕形式。其中，影響土壤腐蝕的主要因素包括土壤孔隙度、含水量、電阻率、含鹽量等。

3 接地裝置選取

3.1 主要措施要求

綜合考慮導線、鐵塔、基礎和環境條件等因素，結合雷電繞擊閃絡率、雷電反擊閃絡率計算，確定酒湖線路工程河西段接地主要措施要求如下：

（1）桿塔均接地。（2）接地裝置應有良好的散流作用，推薦采用熱鍍鋅Φ12圓鋼，也可根據土壤電阻率等條件選擇新型接地材料。（3）接地裝置推薦采用接地框加水平接地射線型式。部分不宜采用該型式的地區可采用四點獨立引下垂直接地。（4）平地、山地、巖石地區接地放射線埋設深度分別不小于0.8m、0.6m、0.3m，接地線下應墊0.1m厚素土。（5）對接地電阻較大，土壤電阻率高（ρ≥2000Ω·m）的桿塔，當自然條件不滿足技術要求時，推薦加裝降阻接地模塊、添加降阻劑等綜合降阻措施。（6）為降低反擊閃絡率，建議控制接地電阻在30Ω以下。若桿塔基礎自然接地電阻在該止以下，從安全運行經驗和技術經濟性角度出發，可以考慮在人煙稀少地區取消水平接地體。

3.2 接地材料選擇

酒湖線路工程甘肅河西段接地裝置要求具有良好的降阻、防腐性，可選用的常規及新型材料有如下：

熱鍍鋅圓鋼接地、銅覆鋼接地、石墨基柔性復合接地體。

3.3 分析比較

從防腐角度來看，鍍鋅圓鋼防腐性能較差，其他兩種新型接地材料均具有良好的防腐性能，可以做到在輸電線路壽命期內免更換維護。采用0.25mm厚銅層厚度的銅覆鋼可滿足耐腐蝕性能的要求，并可免更換。

從經濟角度分析，研究采用“年費用法”評估得出：在土壤電阻率較大（超過6000Ω·m）的高山巖石腐蝕地區可采用石墨接地，接地引下線涂導電防腐漆。其他地區按照腐蝕程度和電阻率不同，可選擇不同截面大小的鍍鋅圓鋼接材料，并按要求采用降阻模塊。

從適用范圍來看，在高山地區推薦采用費用較優、免更換的石墨接地材料。在后續開挖維護困難塔位推薦采用銅覆鋼接地體。銅覆鋼接地體一般作為埋地接地體，作為接地引下線時需做防盜處理。石墨基柔性復合接地體可作為接地引下線、埋地接地體使用。結合工程實際，綜合考慮成本、性能、施工難易、工藝成熟度和生產廠家等因素，確定采用銅覆鋼接地。

3.4 接地方式設計

銅覆鋼接地裝置可由銅覆鋼水平射線、銅覆鋼垂直接地棒和煅燒石油焦炭構成，搭接處連接采用放熱焊接。當土壤電阻率小于2000Ω·m時，推薦采用接地方框加射線的接地型式。而在高土壤電阻率地區推薦采用接地方框、水平射線加垂直接地體的方式，并在垂直接地體周圍灌煅燒石油焦炭類降阻劑，以更好地達到降阻效果。

4 總結與展望

銅覆鋼接地裝置在防腐蝕、增加使用年限和減少運行維護具有的優勢，可滿足國網公司資源節約型和環境友好型電網的要求。本研究具有一定的示范意義，將為今后河西地區特高壓線路接地研究提供一定的參考經驗。

參考文獻

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