输电线路杆塔接地网在施工及运行中的问题

裴亚星,陈宝骏,张永歧

(1.忻州供电分公司,山西忻州 034000;2.山西省电力公司,山西太原 030001)

输电线路杆塔接地网在施工及运行中的问题

裴亚星1,陈宝骏2,张永歧1

(1.忻州供电分公司,山西忻州 034000;2.山西省电力公司,山西太原 030001)

针对220 kV荣原Ⅰ、Ⅱ线山区段杆塔接地网检查、检测结果,分析了接地网质检验收、运行管理中的不合格项,以及接地网的检查和检测等方面存在的不足,提出对不合格的接地网进行改造,并给出具体改造方案及从实际出发,因地制宜,综合治理等有效措施,经改造后的杆塔未发生雷击掉闸故障。

输电线路;接地网;改造方案

1 线路概况及开挖检查原因

1.1 设备概况

220 kV荣原Ⅰ、Ⅱ线投产于20世纪70年代,其中Ⅰ线82.835 km、251基杆塔,导线型号为LGJ-240,地线型号为GJ-50/镀锌钢绞线OPGW(OpticalFiberComposite Overhead Ground Wire);Ⅱ线82.228 km、249基杆塔,导线型号为LGJ-185,地线型号为GJ-50。全线基本为独立单回路,线路路径走向一致,约27%分布在多雷区。

1 近年来雷击掉闸情况

1997年以来雷击掉闸情况见表1。

表1 1997年以来各条线路雷击掉闸次数

从表1中可以看出,220 kV荣原Ⅰ、Ⅱ线是雷击故障频发的线路,因此,遏制雷击故障的发生,应首先从该两条线路入手。

2 开挖检查工作量及检查结果

完成220 kV荣原Ⅰ、Ⅱ线杆塔接地网开挖检查、检测199基,其中Ⅰ线检查区段为110～143号,Ⅱ线检查区段为114～178号。在开挖检查中共发现有24基杆塔接地网不合格,存在的主要问题有:24基存在接地电阻无穷大;10基环网锈蚀严重并无放射线;基环网断开;1基无环网、无放射线;1基环网埋深不足,用碎石块填埋。

开挖检查过程中,对不合格接地网及时按照接地网施工工艺规范进行了改造处理,经改造后测量,接地电阻值全部满足规程要求。

3 改造中发现不合格的接地网主要原因分析

在基建施工质量、投运前的质检验收,接地网运行管理,接地网的检查和检测及改造方法等方面存在一些问题或不足,需要进行理性思考,多管齐下,遏制雷击故障,提高运行管理水平。

a)采用添加剂降低接地电阻的方法主要分为物理降阻和化学降阻。物理降阻包括更换接地电极周围土壤,延长接地电极,深埋接地电极,扩大接地网面积,使用复合接地体等;化学降阻主要是在接地电极周围敷设降阻剂,通过降低土壤电阻率来达到降低接地电阻的目的。在某些情况下,应用化学降阻剂则存在严重腐蚀接地体问题。因此,在接地网基建施工或改造时,应谨慎使用降阻剂,尤其是化学降阻剂。

b)防雷接地体没有按照图纸要求进行敷设。施工中将接地引线分别与接地环网连接后,出于施工地形条件限制或其他原因,没有向外敷设放射线,虽然测得的接地电阻值符合设计要求,但实际的泄放雷电流能力是打了折扣的,雷电不能及时泄放,就可能因雷击击穿绝缘造成线路掉闸。

c)接地体埋深不够,普遍低于施工图要求的0.8 m。由于埋深不够,接地网的泄流效能达不到设计要求,同时,浅埋的接地体在农机具耕作时,易发生接地体被挂断、被盗现象,如:荣原Ⅰ线110号、112号的放射线,根据现场情况判断,即为此种情况。

d)接地体断头之间用钢线卡子连接,不符合《110～500 kV架空输电线路施工及验收规范》要求。因为圆钢之间的良好连接长度及面积关乎泄放雷电流问题[1]。

e)日常维护检修工作中,作业班组不重视对土壤电阻率的测量,经常凭经验或感觉确定土壤电阻率。

f)接地体所用材料没有采取防腐措施,导致接地体锈蚀严重,时间稍长就会断开。

g)施工单位在施工中责任心不强,部分接地体接头使用铁线或采用其他方式连接,不符合架空输电线路施工工艺规范要求。

h)对以砾石为主,缺少土壤的地势较高的杆塔接地体处理达不到要求。

4 改造中不合格项具体对策

a)严格按照图纸要求进行接地体处理,确保施工质量。

b)定期开挖接地体检查接头连接情况,确保接地网各电气连接点接触良好。

c)采用导电防腐材料对接地体进行防腐,提高接地体使用寿命,减少维护工作量。

d)定期测量土壤电阻率,掌握土壤电阻率的变化情况,为接地体处理提供理论数据支持。

e)认真解决接地体接头采用钢线卡子、铁线绑扎等不合格的施工问题,尤其基建施工单位应引起足够的重视,严格按照相关施工工艺规范施工,把好工程质量关。

5 具体改造方案及实施效果

199基杆塔接地网进行了测试,24基不合格的接地网进行统一改造,重新埋设了接地引下线。目前,针对杆塔降阻的问题,普遍采用的是延长水平接地电极的方法。但是如何布置接地电极对杆塔的接地电阻有很大影响,电极的长度对接地电阻有一定影响,电极越长,接地电阻越小。但水平电极并不是越长越好,对于水平接地电极的长度,使用20 m左右的射线。为确保改造质量,增加了接地线的直径,由原来的φ 10 mm 增加为φ 12 mm,并进行热镀锌处理。与接地体紧密焊接,焊接部位做防腐处理;加工焊接时接地体之间的连接采用了双面焊接,焊接长度为圆钢直径的8倍;焊好后敲去焊渣,检查焊接质量符合要求。为确保改造工作方便实施,进行了接地网统一设计、统一加工,避免了高山大岭上进行施工焊接造成工艺质量不合格的可能,同时,也减少了野外工作量,大大降低劳动强度,加快了改造速度。为减少水平接地线之间的屏蔽作用,接地体之间的间距根据地形具体情况确定,大于5 m。对于接地土壤不好的采取了换土措施,较严重的采取了埋设连续伸长接地体的措施。工程实施后山区输电杆塔的接地电阻有了明显的降低,由于及时改造了不合格接地装置,做到了防患于未然,2009年7月份后,经改造的杆塔未发生雷击掉闸故障。

6 巩固措施

a)强化线路的巡视检查,及时消除接地体外露、被盗以及接头锈蚀等缺陷。

b)在雷雨季节到来时,不定期普查接地装置,确保接地体质量达到规程要求。

7 结束语

影响架空输电线路雷击跳闸率的因素很多,有一定的复杂性,解决输电线路的雷害问题,要从实际出发,因地制宜,综合治理。经2009年雷季的检验,这次改造是很有成效的,也说明了降低地网接地电阻是防雷较为有效的措施。因此,施工及运行单位有必要认真总结,分析原因,找准症结,解决难点,减少雷害的发生,将雷害带来的损失降到最低限度。

[1] 张殿生.电力工程高压送电线路设计手册送电线路的防雷保护与接地[M].2.北京:中国电力出版社,2003:120.

The Problems in the Construction and Operation of Transmission Line Tower Grounding Grid

PEI Ya-xing1,CHEN Bao-jun2,ZHANG Yong-qi1
(1.Xinzhou Power Supply Company,Xinzhou,Shanxi 034000,China;
2.Shanxi Electric Power Compang,Taiyuan,Shanxi 03001,China)

Based on the detecting result of 220 kV line tower grounding grid in mountain section of Rongyuan LineⅠand LineⅡ,the analysis on the failure in quality acceptance and in operating management of grounding grid is done,and some modifying programmes are thereof put forward to improve unqualified grounding grid to avoid thunder-striking trip fault.

transmission line;grounding grid;implementing measures

TM863

A

1671-0320(2010)03-0061-02

2010-01-26,

2010-05-04

裴亚星 (1970-),男,山西兴县人,1997年毕业于山西电力职工大学发电厂及变电站专业,工程师,从事输电线路运行及检修工作;

陈宝骏 (1963-),男,天津人,1988年毕业于太原工学院电力分院电力系统自动化专业,高级工程师,从事安全生产监察工作;

张永歧 (1971-),男,山西五台人,1986年毕业于山西电力职工中专输电线路运行与检修专业,技师,从事输电线路运行维护工作。