淺析35KV線路接地電阻與防雷

1、淺析35kv線路接地電阻與防雷 3、接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則，應(yīng)根據(jù)本地區(qū)域的地形、地貌、地質(zhì)情況以及35kv供電線路存在的具體問題，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來綜合考慮的。我公司35kv供電線路桿塔接地設(shè)計(jì)原則如下： 1、根據(jù)每基桿塔的土壤電阻率來決定人工接地體的布置方式： （1）、當(dāng)土壤電阻率3×104.cm（普通沙土壤）時(shí)，因地電位分布衰減較快，可采用以棒形垂直接地體為主的棒帶接地裝置。垂直接地體常采用的規(guī)格有：直徑為48-60mm的鍍鋅鋼管，或40×40×4-50×50×5mm的鍍鋅角鋼以及直徑為19-25mm的鍍鋅圓棒，垂直接地體長(zhǎng)

2、度為2-3m。接地體的布置根據(jù)安全、技術(shù)要求，因地制宜安排，要以組成環(huán)形、放射形或單排布置。環(huán)形布置時(shí)，環(huán)上不能有開口端，為了減小接地體相互的散流屏蔽作用，相鄰垂直接地體之間的距離不應(yīng)小于2.5-3m，垂直接地體上端采用扁鋼或圓鋼連接一體，上端距地面不小于0.6m，通常取0.6-0.8m。 （2）、在多巖石地點(diǎn)和土壤電阻率較高（3×1045×104.cm）的地點(diǎn)，因地電位分布衰減較慢，接地體宜采用水平接地體為主的棒帶接地裝置。水平接地體通常采用40×4mm鍍鋅扁鋼或直徑為12-16mm的鍍鋅圓鋼組成，可以組成放射形、環(huán)形或成排布置，水平接地體應(yīng)埋設(shè)于凍土層以下，一

3、般深度為0.6-1m，扁鋼水平接地體應(yīng)立面豎放，這樣有利于減少散流電阻。 （3）、當(dāng)土壤電阻率5×104.cm的地點(diǎn)，主要以降低土壤電阻率為主，可以采用以下幾種技術(shù)方案： 1）、采用增設(shè)接地體總長(zhǎng)度（深埋）或增加水平接地體延伸長(zhǎng)度，通常水平延伸效果較好些，但對(duì)于山地多巖、深巖地點(diǎn)效果都不明顯?？梢越Y(jié)合以下2點(diǎn)綜合使用。 2）、在原接地體周圍進(jìn)行換土，利用電阻率較低的土壤（粘土、黑土）替換接地體周圍的土壤。 3）、利用長(zhǎng)效降阻劑：在接地體周圍埋置長(zhǎng)效固化型降阻劑，以改善接地體周圍土壤（或巖石）的導(dǎo)電性能，使接地體通過降阻劑的分子和離子作用形成高滲透區(qū)，以便與大地緊密結(jié)合降低土壤電阻，使

4、接地體得到純性保護(hù)而不被氧化腐蝕，達(dá)到延年長(zhǎng)效的目的。 2、根抿在平時(shí)運(yùn)行中，在雷擊時(shí)容易造成沖擊反擊放電的桿塔，在設(shè)計(jì)接地裝置時(shí)可以采用以下技術(shù)方案： 1）、埋設(shè)多根放射形水平接地體、或由水平帶連接的多根垂直接地體（3-4根），組成一個(gè)復(fù)式接地裝置。 2）、設(shè)法降低土壤的電阻率。 3）、通過以上兩種方法處理后，都不能達(dá)到好的效果時(shí)，可以考慮在降低接地電阻的同時(shí)在本桿塔和相鄰接地電阻小的桿塔上安裝線路避雷器進(jìn)行配合。 4、降阻措施 對(duì)于接地電阻超標(biāo)的桿塔進(jìn)行降阻改造是提高線路耐雷水平保證線路安全運(yùn)行的重要措施。由于降阻主要是出于防雷的需要，所以對(duì)降阻措施又有明確的要求，即以降低桿塔沖擊接地電阻

5、為主要目的。所以對(duì)桿塔降阻措施應(yīng)考慮以下幾方面的問題： （1）、勘探測(cè)量，要對(duì)每基桿塔所在位置的地形、地勢(shì)、地質(zhì)情況進(jìn)行準(zhǔn)確勘探，找出可以利用的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。 （2）、調(diào)查、了解線路桿塔經(jīng)過地段土壤對(duì)鋼接地體的腐蝕性。 （3）、雷電流一般沿表層土壤散流，深層土壤并不散流，所以對(duì)接地電阻偏高的桿塔，接地體應(yīng)以水平接地體為主，埋設(shè)深度盡量達(dá)到0.8m以下。 四、35kv線路雷電性能分析 1、雷電參數(shù) 1）、波阻抗：雷電形成的電壓和電流是以波的形式在導(dǎo)線中傳播的，電壓波u與電流波i的比值叫雷電通道的波阻抗。 2）、雷電流：一般是指雷直接擊于低接地電阻的物體時(shí)流過該物體的電流。大氣過電壓的數(shù)值與雷電流的大

6、小直接有關(guān)。主放電時(shí)，雷電流為一沖擊波，波頭近似于半余弦波。如沖擊接地電阻大，很容易發(fā)生反擊，造成絕緣子閃絡(luò)放電。 3）、雷電活動(dòng)強(qiáng)度：在進(jìn)行防雷計(jì)算和采取防雷措施時(shí)，必須知道當(dāng)?shù)氐睦纂娀顒?dòng)強(qiáng)度。雷電活動(dòng)強(qiáng)度主要用雷暴日和雷暴小時(shí)來表示。掌握了本地區(qū)的雷電活動(dòng)情況、雷電活動(dòng)規(guī)律性，更有利于做好防雷方案措施。 4）、地面落雷密度：每一雷暴日每平方公里地面受雷擊的次數(shù)。此參數(shù)主要用于計(jì)算輸電線路的落雷次數(shù)。掌握了每條輸電線路的落雷次數(shù)，在防雷工作中就更有針對(duì)性，減少了盲目性。 2、雷電的危害 1)、感應(yīng)雷害：雷擊輸電導(dǎo)線附近地面時(shí)，會(huì)在輸電導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，它的大小跟雷電主放電電流的幅值成正比

7、；與雷擊地面點(diǎn)距導(dǎo)線的距離成反比；跟導(dǎo)線的弧垂和懸掛高度均有關(guān)。一般至少需4-5片懸瓶組成絕緣串，才不會(huì)造成絕緣閃絡(luò)。 2）、直擊雷害：直擊雷過電壓是雷電流在被擊物阻抗上的壓降，其大小與被擊物阻抗的性質(zhì)和雷電流的幅值、上升的速度或雷電流的波形有關(guān)。當(dāng)線路被直擊時(shí)，90%以上都可能造成絕緣子閃絡(luò)。 3）、反擊雷害：線路避雷線遭受直擊雷時(shí)，在引導(dǎo)強(qiáng)大的電流流入大地時(shí)，如沖擊接地電阻較大，在桿塔頂端會(huì)產(chǎn)生非常高的電壓，會(huì)造成桿塔頂端通過絕緣子閃絡(luò)對(duì)輸電線路放電；甚至有可能發(fā)生兩相絕緣子閃絡(luò)放電而發(fā)生相間短路。 五、35kv線路防雷技術(shù)措施 35kv線路本身的絕緣水平較低。當(dāng)雷擊架空線路時(shí)，不論是感應(yīng)

8、雷過電壓還是直擊雷過電壓都極易引起絕緣子閃絡(luò)放電，造成單相接地時(shí)的工頻續(xù)流不能盡早熄弧，進(jìn)而發(fā)展成相間短路而導(dǎo)致線路跳閘。因此降低35kv線路雷擊跳閘率的關(guān)鍵是使線路避雷線的接地沖擊接地電阻小。因而必須做好如下防雷措施： 1、降低線路接地電阻 減小接地引下線的過渡電阻、接地網(wǎng)除銹補(bǔ)焊防腐。通過降低線路桿塔的沖擊接地電阻等措施在一定程度上可提高線路耐雷水平和降低絕緣子閃絡(luò)概率。 2、安裝線路型避雷器 通過實(shí)踐證明在線路上安裝線路型復(fù)合外套金屬氧化物避雷器，可以極大地提高架空輸變電線路的抗雷擊性能，降低線路雷擊跳閘率。如線路桿塔有下列兩種情況時(shí)，須安裝線路避雷器： 1）、地形復(fù)雜，輸電線路桿塔之間

9、出現(xiàn)大高差、大檔距時(shí)；使得避雷線屏蔽作用失效。且常發(fā)生繞擊、側(cè)擊等現(xiàn)象的桿塔，需在桿塔上安裝避雷器。 2）、接地電阻難以達(dá)到技術(shù)要求，同時(shí)又有遭受雷擊可能的桿塔。需在本桿塔和相鄰接地電阻小的桿塔上安裝線路避雷器。 3、搞好線路的維護(hù)工作 1）、應(yīng)定期進(jìn)行巡視檢查，每年應(yīng)進(jìn)醒一次停電登桿檢查，清掃絕緣子片，發(fā)現(xiàn)有放電、擊穿的絕緣子應(yīng)進(jìn)行更換，提高線路的絕緣水平。 2）、對(duì)運(yùn)行多年的絕緣子應(yīng)在停電的情況下，用不低于5000v的兆歐表進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)絕緣子的絕緣電阻小于500m時(shí)，即認(rèn)為絕緣子不合格，應(yīng)進(jìn)行更換。搖測(cè)方法：線路先分段，再分串、分片進(jìn)行，測(cè)出不合格的絕緣子片。 五、建議使用避雷器在線監(jiān)測(cè)儀

10、 因大氣雷電的隨機(jī)性和復(fù)雜性，此外由于現(xiàn)在觀測(cè)技術(shù)上的局限性，還無法準(zhǔn)確測(cè)量和捕捉到線路每一次被雷擊的技術(shù)參數(shù)。因此造成了防雷措施的針對(duì)性不強(qiáng)、盲目性較大。目前在防雷方面，我還存在著如下的盲目性： 1、各變電站雷電壓、雷電流的幅值和內(nèi)部過電壓的大小，等參數(shù)空白，在避雷器的選型上，無理論支撐，很可能不能達(dá)到良好的絕緣配合。 2、不能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)視避雷器的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)，對(duì)放電次數(shù)、泄漏電流無數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，事故發(fā)生后，無分析事故的依據(jù)。所以不能找出避雷器損壞的原因，進(jìn)一步的優(yōu)化防雷系統(tǒng)。2021年避雷器不合格率的增加，至今原因不清。 3、在每年的避雷器預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，維護(hù)量大、費(fèi)用高，在拆卸和運(yùn)輸過程中損壞的機(jī)率大，試驗(yàn)數(shù)據(jù)不能把表面泄漏和內(nèi)部泄漏區(qū)別開來，從而誤判，造成浪費(fèi)。 如果使用避雷器在線監(jiān)測(cè)儀，變電所將提高如下功能： 1、把避雷器在線探測(cè)儀，接入變電所微機(jī)綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)視避雷器的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)（泄漏電流），即時(shí)了解避雷器的運(yùn)行質(zhì)量，真正找到2021年避雷器不合格率增加的原因，有計(jì)劃、有針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)避雷器的維護(hù)和預(yù)防性實(shí)