10KV配電線路桿塔接地技術(shù)方案

中國(guó)廣東電網(wǎng)10KV配電線路接地技術(shù)方案廣州中光電子科技2023年五月目 錄1：施工圖〔圖號(hào)：DL-JD-01,DL-JD-02〕2：鍍鎳接地棒說(shuō)明書(shū)及檢測(cè)報(bào)告接地模塊說(shuō)明書(shū)及檢測(cè)報(bào)告10KV配電線路接地技術(shù)方案1、前言近年來(lái)，廣東地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，對(duì)電力的需求不斷增加，因此，電力系統(tǒng)也不斷進(jìn)展，接地短路電流愈來(lái)愈大，設(shè)備接觸電壓和跨步電壓也越來(lái)越大，直接威逼到設(shè)備和人身安全；由于接地短路電流的增大，接地線和接地干線的熱穩(wěn)定也愈來(lái)愈突出。特別是在變電站〔或變電所〕的自動(dòng)化掌握裝置的大量投入運(yùn)行，由于接地短路電流所形成的地電位干擾問(wèn)題也越來(lái)越突出，所造成的微機(jī)保護(hù)“死機(jī)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。同時(shí)，廣東地區(qū)的地理位置特別，大局部地區(qū)位于北回歸線四周，使得該地區(qū)的年平均雷暴日高于國(guó)內(nèi)其他大局部地區(qū)(廣州的年平均雷暴日約天)。為了更好的保障電力系統(tǒng)供電的正常運(yùn)作，削減電力變電站設(shè)備和輸電線路患病雷擊而引起的跳閘事故的發(fā)生，我司針對(duì)電網(wǎng)10KV計(jì)方案。2、設(shè)計(jì)依據(jù)DL/T621—1997 《溝通電氣裝置的接地》DL/T620—1997 《溝通電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣協(xié)作》GB50169—2023 《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50057-94 《建筑物防雷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(20233、10KV配電線路桿塔的接地方案在輸配電線路的防雷設(shè)計(jì)的主要目的是提高線路的耐雷水平，削減雷擊跳閘率。主要的技術(shù)有：①防直擊導(dǎo)線技術(shù)：即防止導(dǎo)線直接患病雷擊，主要措施有架設(shè)避雷線、削減避雷線的保護(hù)角、加裝各種形式的避雷針等；②防閃絡(luò)技術(shù)：即防止輸電線路患病雷擊后發(fā)生閃絡(luò)，主要措施有降低桿塔接地電阻、架設(shè)耦合地線、安裝線路避雷器等；③防建弧技術(shù)：即防止輸電線路發(fā)生閃絡(luò)后建立穩(wěn)定的工頻電?。虎芊劳ｋ娂夹g(shù)：即防止輸電線路雷擊跳閘厚重合閘不成功造成電力中斷，如加裝并聯(lián)間隙等。依據(jù)輸電線路所在位置的地理?xiàng)l件、氣象條件和雷電活動(dòng)規(guī)律，利用現(xiàn)代防雷技術(shù)，實(shí)行相應(yīng)的防雷措施，主要措施有：降低桿塔的接地電阻、架設(shè)架空避雷線、架設(shè)耦合地線、裝設(shè)線路避雷器、加裝防繞擊避雷針和加強(qiáng)絕緣等。在上述措施，由其中架設(shè)避雷線、架設(shè)耦合地線、裝設(shè)線路避雷器和加強(qiáng)絕緣等措施在輸電線路防雷技術(shù)中有比較成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，在本方案不做具體設(shè)計(jì)，主要介紹怎樣降低桿塔的接地電阻方面技術(shù)。建桿塔的接地降阻措施架空線路桿塔接地對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平，削減雷擊跳閘率的主要措施。長(zhǎng)期以來(lái)，為降低桿塔的接地電阻電力部門(mén)投入了大量的人力、物力、財(cái)力去改造，也取得了顯著的效果。但由于初期設(shè)計(jì)對(duì)線路走廊的雷電活動(dòng)規(guī)律和特征把握不夠，線路構(gòu)造和地形地貌特征沒(méi)有全面考慮，使得目前的設(shè)計(jì)和改造缺乏針對(duì)性，技術(shù)性不強(qiáng)。特別是沒(méi)有充分去把握桿塔所在位置的土壤電阻率狀況去設(shè)計(jì)和改造其接地，勢(shì)必會(huì)達(dá)不到要求和造成工程費(fèi)用的鋪張。因此，為了使桿塔的接地能夠到達(dá)要求，必需先了解其所在位置的地理地質(zhì)狀況，實(shí)地測(cè)試器土壤電阻率，做好每一基桿塔的所在位置的測(cè)試記錄；假設(shè)條件允許，可以到氣象部門(mén)去了解近10年來(lái)的氣象資料，了解線路走廊的雷電活動(dòng)狀況，為以后的設(shè)計(jì)做好充分的預(yù)備。在預(yù)備好相應(yīng)的資料后，依據(jù)不同的狀況作出不同的設(shè)計(jì)。由于土壤電阻率不同，對(duì)桿塔的接地要求也不同。依據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T620-1997《溝通電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣協(xié)作》和DL/T621-1997《溝通電氣裝置的接地》等要求，為每一基架空線的桿塔的接地電阻的設(shè)計(jì)、安裝和改造供給了依據(jù)。①有避雷線的桿塔的工頻接地電阻，在雷雨季節(jié)枯燥時(shí)，不宜超過(guò)下表要土壤電阻率〔Ω.m土壤電阻率〔Ω.m〕接地電阻〔Ω〕≤10010＞100~50015＞500~100020＞1000~202325＞2023302023Ω.m30Ω5~8500米的放射形接地體或承受連續(xù)伸長(zhǎng)接地體，或接地電阻不受限制。35KV66KV無(wú)避雷線，宜承受措施削減雷擊引起的多相線短路和兩相異地接地引起的短線事故，100Ω.m或有運(yùn)行閱歷的地區(qū)，可以不另設(shè)人工接地裝置。由于廣東地區(qū)大局部是多雷區(qū)，無(wú)特別好的地質(zhì)地理環(huán)境，最好把桿塔的10Ω以下。同時(shí)，該地區(qū)靠近海邊，加上近幾年酸雨程度嚴(yán)峻，對(duì)接地的系統(tǒng)的腐蝕較為嚴(yán)峻，對(duì)接地材料的選擇也必需慎重考慮。在該方案中，我們建議承受一些抗腐蝕較好的接地材料。鍍鎳接地棒接地法①鍍鎳接地棒接地法的實(shí)施條件在深層土壤電阻率比表層低〔可以通過(guò)四極法土壤電阻率測(cè)試試驗(yàn)知道，這樣能夠有效的節(jié)約土地和人工，又能到達(dá)改善地網(wǎng)的接地電阻。單組(單根規(guī)格：φ14x1200mmm)鍍鎳接地棒接地方法可以按下面的公式計(jì)算：Ｒ＝ ρ ｌn2ｌπｌ d/2 〔1〕其中R:接地電阻(Ω)〔m〕ρ:土壤電阻率(Ω.m):垂直接地體長(zhǎng)度〔m〕可〔公式1〕見(jiàn)，將接地垂直接地體的長(zhǎng)度擴(kuò)大，即可把接地電阻降下來(lái)。如，土壤電阻率ρ=100Ω·m，R≈10Ω，1l≈m.〔單組，而這種方法可將平面接地網(wǎng)變成立體接地體。假設(shè)土壤電阻率較高，可以在桿塔的四角分別設(shè)置1~27~105~10DL-JD-01。該接地材料承受特別處理后有肯定強(qiáng)度的鋼材，通過(guò)鍍銅處理后再鍍鎳。這樣處理后的材料保持了原有金屬材料良好的導(dǎo)電性能，同時(shí)也增加了其良好的抗腐蝕特性，是一種比較好的技術(shù)接地材料。特別是其連接方式，假設(shè)沒(méi)條件電焊，也以用放熱焊接的方式。②鍍鎳接地棒接地法的安裝方法在可施工的空地處，應(yīng)先用金屬探測(cè)器探測(cè)下方是否有電纜通過(guò)，四周是否有光纜、煤氣管道，另外留意四周的聯(lián)通、電力、電信等一些通訊電力公司所設(shè)置的一些標(biāo)示，防止在施工的過(guò)程中對(duì)地下通訊線路的破壞；60~80cm50cm50cm6~10接起來(lái)，聯(lián)軸套鍍鎳銅管連接兩根接地棒時(shí)，應(yīng)分別將接地棒旋入連接器且相接觸，從而使大錘打擊時(shí)，接地棒受力均勻不易歪斜，電氣連接更嚴(yán)密，詳見(jiàn)圖用模具放熱熔接接地端和圓鋼時(shí)，留意保持模具干爽，接地端和圓鋼卡1當(dāng)焊接完成后，應(yīng)把圓鋼與桿塔的接地端子相連，并在中間設(shè)置斷接卡，以便后期測(cè)試和維護(hù)；由于桿塔所在位置是野外，建議最好承受電焊連接，接地主干線是鍍鋅圓鋼。③鍍鎳接地棒接地法的安裝要求A、垂直方式，垂直接地體是承受鍍鎳接地棒〔鍍鎳材質(zhì)，1.2m，每組為6~10作用，降低接地體的利用率；B．水平方式，水平接地體承受φ1260~80cm；C．引下線方式：引下線必需設(shè)置斷接卡，以備檢查；D．做好全部焊接點(diǎn)和連接處的防腐措施。④接地地網(wǎng)施工時(shí)安全留意事項(xiàng)A、60~80cm往下深打；B、接地棒連接時(shí)必需使用導(dǎo)電劑、使之有更好的導(dǎo)電率；C、在與桿塔相連時(shí)必需要加裝一套斷接卡。D10。專用接地模塊加降阻劑接地法DL/T621—1997《溝通電氣裝置的接地》中就有：填充電阻率較低的物質(zhì)或降阻劑。這為降阻劑在工程中應(yīng)用供給了技術(shù)依據(jù)。①專用接地模塊加降阻劑接地法使用條件和優(yōu)勢(shì)依據(jù)技術(shù)上有用，安裝上簡(jiǎn)潔，經(jīng)濟(jì)上合理的原則，專用接地模塊加降阻劑接地法實(shí)施的主要條件有：首先，桿塔所在的位置的土壤電阻率較高，其他的接地方法很難到達(dá)要求；有足夠的開(kāi)挖面積。水平接地裝置的工頻接地電阻的計(jì)算公式，如下：ρ

ｌ2ｌｎhd+B

〔2〕R:接地工頻電阻(Ω)d:水平接地體的直徑〔m〕h:水平接地體的埋設(shè)深度〔m〕ρ:土壤電阻率(Ω.m)l:水平接地體長(zhǎng)度〔m〕B:接地網(wǎng)的外形系數(shù)〔四角放射狀地網(wǎng)取,環(huán)形接地網(wǎng)取,十字形接地網(wǎng)取〕依據(jù)上式可知，假設(shè)把桿塔所在位置的土壤電阻率降低，可以降低其接地網(wǎng)的接地電阻值，同時(shí)，依據(jù)地樣子況，確定好一個(gè)好的地網(wǎng)外形，對(duì)改善接地電阻值有幫助。使用降阻劑后，相當(dāng)于擴(kuò)大了接地體的有效截面積；利用降阻劑的集中和滲透作用，降低接地體四周的土壤電阻率；也由于使用降阻劑后，削減或消退了接地體和大地之間的接觸電阻；增大了散流面積，起到了很好的均壓作用，減小了地面的電位梯度，使桿塔在雷擊時(shí)受還擊的概率降低。同時(shí)，中光系列降阻劑承受的物理性降阻劑，對(duì)金屬接地材料沒(méi)有腐蝕，相反，施工完畢肯定時(shí)期后，由于降阻劑與金屬接地體發(fā)生絡(luò)合作用，對(duì)金屬接地體還起到了保護(hù)作用。通過(guò)一些實(shí)地勘測(cè)，降阻劑通過(guò)一段時(shí)間后挖開(kāi)一看，與水平接地體幾乎是融為一體。照片如下：20個(gè)月后照片由于降阻劑具有肯定的流失性，因此，中光高科爭(zhēng)論所科技攻關(guān)，利用降阻劑降阻原理，把降阻劑加工成成型的專用接地模塊，做接地系統(tǒng)的垂直接地體。由于接地模塊在降阻劑的配方上有肯定的改進(jìn)，由導(dǎo)電性、穩(wěn)定性較好的非金屬礦物質(zhì)和電解物質(zhì)組成，并用壓力設(shè)備加壓成型，增大了接地體本身的型參號(hào)ZGD-I-2ZGD-II-1ZGD-I-3項(xiàng)數(shù)目型參號(hào)ZGD-I-2ZGD-II-1ZGD-I-3項(xiàng)數(shù)目搬運(yùn)便利，桿塔接地推舉用產(chǎn)品〕小型接地網(wǎng)大型接地網(wǎng)外形尺寸〔mm〕φ150x800500x400x60φ260x1000質(zhì)量(kg)232050室溫下電阻率(Ω.m)≤≤≤工頻接地電阻(Ω)764工頻接地電阻Rj(估算式)Rj≈ρRj≈ρRj≈ρ使用環(huán)境或條件高土壤電阻率地區(qū)、桿塔接地、高土壤電阻率地高土壤電阻率地區(qū)、中小型接地網(wǎng)〔該接地模塊人工變電所〔或變電站、在高土壤電阻率的地區(qū)，往往開(kāi)挖莫非較大。為了保證工程質(zhì)量，桿塔的水平接地極的地溝開(kāi)挖深度必需大于60cm,開(kāi)挖方向必需沿地面的等高線580cm~1m〔有條件的可以適當(dāng)?shù)剐┧呀拥啬K四周潮濕數(shù)量的可以由下面得公式確定：其中：Rnjn個(gè)接地模塊埋設(shè)后的工頻接地電阻值Rj:為單個(gè)接地模塊埋設(shè)后的工頻接地電阻值η：模塊的利用系數(shù)〔~〕如以下圖：ZGD-II-1建接地網(wǎng)施工照片 ZGD-I-2在改造桿塔接地時(shí)與射線焊接照片桿塔所在位置雷擊風(fēng)險(xiǎn)高，其土壤電阻率又特別高〔超過(guò)1000Ω.m〕的地方，建議在均勻，降阻劑必需均勻包裹在水平接地體四周。降阻劑施放的標(biāo)準(zhǔn)為11~70kg/m,具體依據(jù)土壤電阻率狀況確定。其計(jì)算公式有：其中：R1為沒(méi)有加降阻劑時(shí)接地系統(tǒng)的工頻接地電阻值R2為加降阻劑后接地系統(tǒng)的工頻接地電阻值降阻劑施加截面尺寸m2降阻系數(shù)降阻劑施加截面尺寸m2降阻系數(shù)每米用量kg604530201511選擇降阻劑和接地模塊時(shí)要格外慎重，最好選擇比較大型的生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品，并要求供給產(chǎn)品的測(cè)試報(bào)告和相關(guān)的質(zhì)量證明。要選擇物理性的環(huán)保型降阻劑，這樣不會(huì)對(duì)接地體腐蝕，相反，還會(huì)對(duì)接地體進(jìn)展有效的防腐。依據(jù)土壤狀況選擇適合的施工方法。如在沙性土壤的環(huán)境下，選擇接地模塊而不要用降阻劑；施工時(shí)，土壤必需夯實(shí)，不要把水平接地極架空在土壤中；回填土壤時(shí)，盡20~30cm10KV線路桿塔接地改造在一些運(yùn)行中的線路，隨著時(shí)間的推移，很多桿塔的接地電阻值漸漸增大了，已經(jīng)影響到線路的安全穩(wěn)定的運(yùn)行。通過(guò)我們公司對(duì)一些線路的改造，取人”字定點(diǎn)及兩邊的桿塔，施工條件困難，地形簡(jiǎn)單，土壤電阻率相當(dāng)高，通過(guò)我們的接地改造，取得了格外好的效果，得到了相關(guān)部門(mén)的認(rèn)可。具體方法如下：沿著桿塔原有的水平的接地射線，在射線的尾端開(kāi)頭，每隔5~8ZGD-1-II,利用〔公式三〕來(lái)計(jì)算該桿塔改造到技術(shù)要求的接地電阻值〔一般埋10~30。盡量要求每根射線均勻埋設(shè)，假設(shè)有困難，最少要找一組對(duì)角線的射線埋設(shè)。承受電焊焊接，焊接點(diǎn)處用φ16除焊渣，涂上瀝青或防腐的油漆。假設(shè)有條件，可以適當(dāng)澆水在模塊的四周，使其足夠潮濕，再用細(xì)土分層夯實(shí)，在上面