輸電線路桿塔接地裝置的主要缺陷與整改措施
輸電線路桿塔接地裝置檢測維護分析中華民居2011年O9月電力建設輸電線路桿塔接地裝置檢測維護分析。
摘要:隨著國民經濟的發(fā)展和電力需求增長,輸電線路安全運行維護工作也越來越突出.因此,加強對桿塔按地裝置的檢測維護,發(fā)現(xiàn)問題并及時采取整改措施是線路運行維護單位的主要工作.本文分析了輸電線路桿塔接地裝置的主要缺陷,并強調了設計,施工,運行維護工作的著力點,以及相應的整改措施。
關鍵詞:輸電線路;桿塔;榆測:維護刖吾理論計算和運行實踐均表明:降低桿塔接地電阻是當雷擊桿塔且桿塔型式和絕緣子配置一定時,影響線路反擊耐雷水平的主要因素則是桿塔接地電阻的阻值.因為接地裝置的接地電阻值受施工,環(huán)境和運行維護等原因的影響,故強化接地裝置旌工規(guī)范管理,加強對桿塔接地裝置的檢測維護,發(fā)現(xiàn)問題及時采取整改措施是提高桿塔耐雷水平,降低雷擊跳閘率的重要途徑.對輸電線路雷擊跳閘率進行的統(tǒng)計分析表明,山區(qū)或多雷區(qū)的輸電線路頻頻發(fā)生雷擊跳閘故障,測量雷擊故障所在桿塔的接地電阻值大部分都偏大;進一步檢測分析,桿塔接地裝置均不同程度存在一些缺陷,而原因或是設計不盡合理,或是施工不夠規(guī)范,或是運行環(huán)境惡劣,或是運行維護不及時.本文分析了輸電線路桿塔接地裝置的主要缺陷,并強調了設計,施工,運行維護工作的著力點,以及相應的整改措施.
1接地裝置的主要缺陷
1.1接地網設計不合理由于土壤電阻率的測量資料不齊傘和對雷電活動情況的不了解,設計采用的接地型式不合理,造成高土壤電阻率地區(qū)接地體面積過小,接地電阻過大,或者對雷電活動頻繁地區(qū)的桿塔接地電阻設計值過大.另外,對水田,低洼地帶,耕地及化工廠附近等高腐蝕性土壤中的接地體設計時沒有考慮耐腐蝕性問題,致使接地體很快腐蝕斷裂,失去導泄雷電流的作用. 1.2接地體敷設未達到規(guī)范要求接地型式的設計與實際情況往往差別較大,需要施工人員進行合理調整.在施工人員責任心不強,監(jiān)督力度不大的情況下,往往出現(xiàn)接地體埋深不夠,回填土未達要求,填土后又未夯實;接地引下線與接地體及接地體與接地體之間焊接未達標等問題,使得接地電阻過大.
1-3接地引下線和接地體容易腐蝕接地裝置的運行環(huán)境惡劣,容易發(fā)生腐蝕.接地裝置的腐蝕主要是電化學腐蝕,電化學腐蝕是依靠腐蝕原電池的作用而進行的腐蝕過程.接地裝置的腐蝕受腐蝕微電池和腐蝕宏電池的共同作用,腐蝕微電池的形成是由于接地體存在金屬化學成分,金屬組織,物理狀態(tài)不均勻和金屬表面膜不完整;這是接地體使用了劣質鋼材,敷設不平直及冷彎部分容易腐蝕的機理.腐蝕宏電池的形成是由于接地體埋設各部分土壤的氧滲透率和土質結構的不同,形成氧濃差電池和鹽濃差電池;這是接地引下線地下部分和回填土質不均勻,埋深不同的接地體容易腐蝕的原因.接地裝置發(fā)生腐蝕后,接地體碳鋼材料起層,松散,有效直徑變小,甚至會出現(xiàn)多處斷裂;腐蝕的接地網,其導電性能大大降低,接地電阻增大.
1.4接地裝置連接不規(guī)范夸妊r毫毫童婦竄r夸鴦-奎專夸婦—圣宣—奎童童啦竄啦竄婦r窖船—疊船專r逝毫?奎妊業(yè)?對比圖2和圖3的六角圖,兩者得出的結論…致:A相電流超前B相電流而滯后C相電流l2Oo,呈現(xiàn)為正相序(順時針120.左右),且三相電流幅值相等,相量之和為零,潮流分布為送有功(+P),受無功(一Q).經過調度落實,這條線路對側的潮流分布為受有功(一P),送無功(+Q),因此六角圖結論正確.(2)主變差動保護六角圖測量實例110kV#2主變保護更換后,用相位伏安表測量差動保護的數(shù)據見表3表31lOkV#2主變差動保護六角圖數(shù)據繞組相別ABCN電流幅值(A)1.959A1.928Al922AOA高壓側YO測試的角度(.)24.4.l448.2654.l】OkV裝置顯示的角度(.)O.一122.l16.電流幅值(A)1462A1.492A1.479AOA中壓側Y0測試的角度(.)205.8.327.871.35kV裝置顯示的角度(.)179.57.一6l.電流幅值(A)0.355A0336A0326A0A低壓側△一11測試的角度(.)170.1.294.5.50.10kV裝置顯示的角度(o)一l45.90.一26.裝置顯示的差流(A)O.03A0.04A0.04A由表3的數(shù)據可以畫出相量圖4,圖5.對于三繞組變壓器(Y【)/Y0/△一12—1】)差動保護要求兩個Y側之間名相電流角度互差18O.,中壓Y側電流滯后低壓△側同名相電流30..由圖4可知,各側A相電流超前B相電流而滯后C相電流,呈現(xiàn)為j相序(順時針120.左右),}j.三相電流幅值相等,相量之和為零.以A相為例(高壓側UAN相電壓為基準),IA(高)電流所處象限在第四象限,則高壓側P,Q為正,潮流分布為高壓側送有功,送無功,UAN相電壓超前圖4相位測繪的六角圖圖5裝置顯示數(shù)據測繪的六角圖IA(高)相電流24.4o,IA(高)與IA(中)互差181.4.,且IA(中)滯后Ia(低)35.7..由圖5可知,各側A相電流超前B相電流而滯后c相電流,呈現(xiàn)為正相序(順時針120.左右),且三相電流幅值相等,相量之和為零.因為微機保護裝置的荸動三側電流不以高壓側UAN相電壓為基準,而是以高壓側電流IA(高)作為基準.所以從圖中得出了以下的相位關系:以A相為例,IA(高)與IA(中)互差179~,且IA(中)滯后Ia(低)34~.利用裝置顯示數(shù)據進行分析時需注意:由于裝置差動電流相位無電壓參考,不能用該組數(shù)據進行有功,無功功率的分析.對比圖4和圖5的六角圖,兩者均得出了高中壓側之間同名相電流角度互差180~左右,中壓Y側電流滯后低壓△側同名相電流30~左右的結論,參考裝置顯示差流,三相差流值均小于100rnA.因此,該差動保護六角圖結論正確.5結束語綜上所述:通過對比相位伏安表和保護裝置測出的六角圖數(shù)據,可以有效的避免在測量過程中由于人為或儀表的錯誤因素而導致的電流極性判斷失誤,是一種防止繼電保護六角圖測量錯誤的實用方法.?119?電力建設中華民居2011年09月接地裝置由于設計沒有明確要求或施工等原因,存在接地裝置各部件或與桿塔各部件之間連接不規(guī)范的問題,沒有形成可靠的電氣連接.接地裝置連接不規(guī)范主要有以下幾個方面:鋼筋混凝土桿的避雷線支架,導線橫擔沒有與接地引下線進行可靠的電氣連接;利用桿塔爬梯作為引下線,沒有敷設專門的接地引下線;鐵塔的避雷線沒有裝設與塔身的引流線.同時,接地裝置的連接點還會因為安裝不規(guī)范,銹蝕等,存在接觸電阻過大的問題.避雷線連接處,導地線橫擔連接處,接地聯(lián)板連接處等因連接的不規(guī)范和接觸不良都會引起接地電阻增大.
1.5外力破壞使線路失去接地保護隨著鋼材等金屬材料的漲價,線路接地裝置的引下線和接地體的被盜等外力破壞的現(xiàn)象日益嚴重,往行使線路連續(xù)多基桿塔失去接地保護.
2接地裝置的整改措施
2.1規(guī)范接地裝里的安裝根據DL/T621—1997餃流電氣裝置的接地》的要求,對于鋼筋混凝土桿,應加裝避雷線支架,導線橫擔與接地引下線的連接線;利用桿塔爬梯作為引F線的,加裝專門的接地引下線;鐵塔線路的避雷線加裝與塔身的引流線.同時,連接部分的螺栓應配有平墊片和彈簧墊片,防止螺栓松動,處理好連接點的接觸問題,消除接觸電阻的影響.
2.2增強接地裝置的防腐性能接地裝置的壽命應與桿塔的其他部分一一致,而接地裝置的腐蝕問題嚴重影響著接地裝置的運行壽命,所以必須結合實際,采取有效合理的防腐措施,增強接地裝置的耐腐蝕性能.(1)接地裝置中與地下接地體連接的引下線宜采用小16圓鋼,引下線與連接板焊接后進行熱鍍鋅處理.(2)水田,低洼地帶,及耕地等腐蝕性較強地區(qū)的地網適當增大接地體截面,宜選用擊l6的圓鋼作為接地體,必要時采用熱鍍鋅鋼材.(3)接地體焊接處避免虛焊,假焊現(xiàn)象,應按有關規(guī)定達到一定的搭接長度,還要注意焊接處要進行特殊防腐處理,如油漆等.(4)開挖處的回填土土質應盡量均勻,不含雜質;回填土應夯實,每300ram應夯實一次,使土壤與接地體緊密接觸.(5)接地體的埋深對耐腐蝕性能影響很大,埋設0_3~0.5m時對接地體的腐蝕最嚴重,埋深達到0.8m時的腐蝕較輕微.故應加大接地網埋設深度,將水平及垂直接地體距地面的埋深增至0.8m.(6)施工中應注意不要損壞圓鋼的鍍鋅或氧化膜保護層,避免使接地體受力.(7)引下線在地面以FO.3m區(qū)段應每隔2~3年做一次防腐處理.
2-3合理選擇接地裝置型式桿塔接地裝置多采用多根水平放射線接地體的型式.對土壤電阻率較低的水田和耕地等地區(qū),可采用水平接地體與垂直接地體組合的型式,不但可以減少對{:地的占用,而且能起到一定的防盜效果.對于土壤電阻率特別高的地區(qū)或施工條件限制的地區(qū)(如沿道路架設的線路),采用連續(xù)伸長接地體,連續(xù)伸長接地體是沿線路在地中埋設1~2根接地線,并與下一基桿塔的接地裝置相連,把若干基桿塔接地連接起來,這是降低高土壤電阻率地區(qū)桿塔電阻的有效措施之.
2.4確保接地裝置改造施工質量接地裝置改造的大部分工程屬于隱蔽工程,必須加強施工過程的監(jiān)督檢查,必要時應引入工程監(jiān)理機制,由具備相應資質條件的監(jiān)理單位監(jiān)理.監(jiān)理人員要按規(guī)定采用旁站,巡視和平行檢驗等形式,按作業(yè)程序及時跟班到位進行監(jiān)督檢查,這是確保隱蔽工程施工質量最有效的手段.在接地裝置的施工過程中,監(jiān)理人員的責任和權力應得到強化,從接地溝槽的開挖,接地裝置的敷設,接地體的連接,防腐措旋的實施,焊接質量的跟進,重要結構部位的檢食等每一環(huán)節(jié)監(jiān)理工作應到位,監(jiān)督施工單位嚴格按設計圖紙及規(guī)范工藝進行施工.對材料要嚴格進行質量檢驗,材料優(yōu)劣直接影響接地工程的質量及接地裝置的運行壽命,使用雜質超標的鋼材作為接地體,在地下容易發(fā)生電偶電池腐蝕,加速接地體的腐蝕.
2.5正確使用降阻劑降阻劑的最佳使用場所是土壤電阻率較高的中小型接地裝置.為降低高土壤電阻率地區(qū)的桿塔接地電阻值,可以考慮使用降阻劑.但降阻劑在使用中存在降阻效果,降阻劑對接地體的腐蝕,降阻劑本身的穩(wěn)定?12O?性和長效性等問題,因此,正確選用和合理使用降阻劑非常重要.選擇降阻劑應主要從以下幾方面考慮:降阻劑本身的電阻率要小;對接地體無腐蝕或對接地體有防腐保護作用;有較好的穩(wěn)定性和長效性,具有較強的滲透性;對環(huán)境無污染,無毒性,使用安全以及現(xiàn)場使用方便等.同時應注意,在使用時應嚴格按技術要求施工,確保降阻效果.
2.6適當使用接地模塊在高土壤電阻率地區(qū),采用傳統(tǒng)的方法難以使桿塔接地電阻滿足要求時,可適當使,}}j接地模塊.接地模塊的主要原材料是石墨粉,在石墨粉中添加少量的金屬氧化物和適量的粘合劑,加水攪拌均勻后注入模具干燥成形.在模塊中夾有金屬網和在模塊中預埋了扁鐵或圓鋼,使接地模塊具有一定的機械強度并能夠相互焊接.石墨是一種非金屬材料,它具有比較強的保濕性和吸濕性,其本身的穩(wěn)定性,抗腐蝕性,導電性,抗老化性能良好.由于石墨對環(huán)境敏感度非常低,幾乎不受外界因素的影響,所以接地模塊的接地電阻值能夠在相當長的時間內保持不變,這是傳統(tǒng)接地材料無法比擬的.因此,接地模塊可有效地降低桿塔接地裝置的工頻接地電阻,尤其可大幅降低桿塔的沖擊接地電阻.
3接地裝置的運行維護線路桿塔接地裝置的運行環(huán)境惡劣,極易出現(xiàn)一些缺陷,因而對線路桿塔的接地裝置應定期巡視和維護,特別應加強以下幾方面的巡視檢查和維護工作.(1)定期巡視檢查桿塔的接地引下線是否完好,接地連接板和接地裝置各部件的連接是否完好,連接螺栓是否松動.如被破壞應及時修復,連接螺栓生銹應及時更換,應保證接地裝置各部件有可靠的電氣連接,消除接觸電阻的影響.(2)檢查接地體是否遭到外力破壞,被盜等.特別是在開發(fā)區(qū)內的線路,應經常檢查接地體是否被開挖損壞.檢查接地體是否被雨水沖刷露出地面.(3)適當縮短桿塔接地電阻的測量周期.按照DL/T741—2001《架空輸電線路運行規(guī)程》規(guī)定,一般線路每5年測量一次,變電站進出線段I~2km及特殊地點每2年測量一次.為了及時掌握桿塔接地電阻的變化,分析接地體腐蝕的趨勢,全線段應每2年使用鉗型接地電阻測試儀測量一次接地電阻.測量的電阻值應考慮季節(jié)系數(shù)進行換算,如超標應及時改造.(4)每隔5年開挖抽查接地體的銹蝕情況,根據接地體的銹蝕情況和電網接地短路電流的變化,校核一次接地線和接地體的短路電流熱穩(wěn)定是否滿足要求,如不能滿足要求應及時改造.(5)完善接地裝置巡視檢查和接地電阻測量記錄,分析掌握接地裝置的運行情況.
4結束語目前,輸電線路的防雷措施有很多,但是最根本的還是在于接地,線路即使有了其他的防雷保護設施,如果接地不合格,也難于取得良好的防雷效果.因此,應加強線路桿塔接地裝置的運行維護,及時消除接地裝置的缺陷,降低桿塔接地電阻,確保線路有合格的接地裝置保護,才能提高線路的耐雷水平,降低線路的雷擊跳閘率.參考文獻[1]DL/T621—1997交流電氣裝置的接地。
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