降低桿塔接地電阻的防雷效果

楊曉杰

(云南電網(wǎng)公司臨滄供電局，云南 臨滄 677000)

1 前言

云南電網(wǎng)每年雷擊引起的輸電線路跳閘數(shù)量大，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，以下根據(jù)桿塔降阻實(shí)施情況，對(duì)輸電線路桿塔降阻改造進(jìn)行調(diào)查分析，對(duì)改造效果進(jìn)行評(píng)估。

2 桿塔降阻實(shí)施情況

總體情況

根據(jù)各供電單位上報(bào)數(shù)據(jù)，截止至2009年6月，云南電網(wǎng)全網(wǎng)110kV及以上電壓等級(jí)輸電線路共實(shí)施桿塔降阻改造2866基。根據(jù)雷電定位系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)全網(wǎng)110kV及以上電壓等級(jí)線路桿塔共78452基，降阻改造桿塔占桿塔總數(shù)的3.65%。下按電壓等級(jí)和改造類型統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)圖 (總共2866基)，見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 按電壓等級(jí)統(tǒng)計(jì)的桿塔降阻改造比例

圖2 按改造類型分類

第一類改造:增設(shè)接地扁鐵類改造，指為擴(kuò)大地網(wǎng)面積而增設(shè)水平接地體、垂直接地體、復(fù)合接地體的改造。

第二類改造，增設(shè)降阻設(shè)施類改造，指為降低接地電阻而在地網(wǎng)上增設(shè)接地模塊、空腹注水等設(shè)施的改造。

第三類改造，添加降阻劑類改造，指為降低土壤電阻率而在地網(wǎng)區(qū)域內(nèi)添加降阻劑的改造。

由圖1、圖2可以看出，桿塔接地電阻不合格情況在110kV較為突出，220kV次之，500kV合格率最高，另外采用第一類改造占據(jù)絕大部分，二三類改造較少。

3 改造效果分析

現(xiàn)在來(lái)看第一類改造后的效果見(jiàn)表1。

從表中我們發(fā)現(xiàn)桿塔接地電阻控制在20Ω以內(nèi)的占改造總數(shù)的83.30%，改造后接地電阻仍大于20Ω的占改造總數(shù)的16.70%，總體改造效果較好。

且為了提高分析的準(zhǔn)確度，對(duì)于改造前桿塔接地電阻小于20Ω的桿塔不納入統(tǒng)計(jì)，僅對(duì)改造前接地電阻大于20Ω的桿塔改造效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，見(jiàn)表2。

表1 第一類改造數(shù)值分布

表2 超標(biāo)桿塔第一類改造數(shù)值分布

經(jīng)分析:采用第一類改造 (系指為擴(kuò)大地網(wǎng)面積而增設(shè)水平接地體、垂直接地體、復(fù)合接地體的改造)方式進(jìn)行改造，對(duì)于桿塔接地電阻大于20Ω的桿塔，改造后接地電阻小于20Ω的占74.35%，總體改造效果較好。且改造前接地電阻越小，其改造合格率越高。對(duì)于接地電阻超標(biāo)，但超標(biāo)不明顯的桿塔，可優(yōu)先采用第一類改造方式進(jìn)行改造，并可以取得很好的效果。

采用第二類改造方式進(jìn)行改造，桿塔接地電阻控制在20Ω以內(nèi)的占82.16%(第一類改造為83.30%)，改造后接地電阻仍大于20Ω的占改造總數(shù)的17.84%(第一類改造為16.70%)，與第一類改造相比，總體改造效果基本一致。

將改造前接地電阻大于20Ω的桿塔改造效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，并分空腹注水和增設(shè)接地模塊來(lái)統(tǒng)計(jì)分析。

增設(shè)空腹注水式接地裝置改造，對(duì)接地電阻大的桿塔 (6級(jí)、5級(jí))降阻效果明顯，而對(duì)接地電阻小的桿塔 (4級(jí)、3級(jí))降阻效果較差。該方法適用于桿塔接地電阻很大，且降阻困難的桿塔。對(duì)接地電阻超標(biāo)，但超標(biāo)不嚴(yán)重的桿塔不宜采用該方法。采用接地模塊降阻，對(duì)3～5級(jí)桿塔降阻效果較好，但對(duì)于接地電阻過(guò)大的桿塔(＞100Ω)效果較差。與第一種改造方法及空腹注水式改造方法形成互補(bǔ)，配合使用達(dá)到理想效果。

一樣還是對(duì)改造前接地電阻大于20Ω的桿塔改造效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

對(duì)于桿塔接地電阻大于20Ω的桿塔，改造后接地電阻小于20Ω的占81.4%，總體改造效果較好。采用第三類改造方式進(jìn)行改造，其效果與改造前桿塔的接地電阻大小關(guān)系不大，改造效果主要受降阻劑型號(hào)及施工工藝影響。第三類改造雖短期效果明顯，但與第一、第二類改造相比，第三類改造會(huì)明顯加速地網(wǎng)腐蝕。目前對(duì)降阻劑中長(zhǎng)期效果尚無(wú)系統(tǒng)的分析與評(píng)估，對(duì)降阻劑的使用還需進(jìn)一步積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

4 降阻措施

4.1 增設(shè)接地扁鐵

效果穩(wěn)定、對(duì)施工工藝要求不高，不存在加速腐蝕現(xiàn)象，改造成本最低。對(duì)原接地電阻小于50Ω桿塔降阻效果較好，改造合格率在80%以上，接地電阻越小改造合格率越高;缺點(diǎn):對(duì)原接地電阻大于50Ω桿塔，采用該類方式改造效果較差，接地電阻越大，改造合格率越低。

建議:對(duì)于桿塔接地電阻雖超標(biāo)但不明顯的桿塔 (接地電阻小于50Ω的桿塔)宜首選該改造方式。

4.2 增設(shè)空腹注水裝置

基本不存在加速腐蝕現(xiàn)象。對(duì)高接地電阻桿塔改造效果較好，對(duì)改造前接地電阻大于50Ω的桿塔改造合格率在80%以上，與第一類改造方式具有較好的互補(bǔ)性。

建議:對(duì)接地電阻超標(biāo)嚴(yán)重的桿塔 (接地電阻大于100Ω)，可考慮采用該方式改造，但須關(guān)注生產(chǎn)廠家的選擇并確保施工工藝。合理選擇生產(chǎn)廠家、提高施工藝是保證降阻改造效果的關(guān)鍵。

4.3 增設(shè)接地模塊

基本不存在加速腐蝕現(xiàn)象，改造效果穩(wěn)定。對(duì)接地電阻在100Ω以內(nèi)的桿塔改造效果較好，改造合格率在80%以上。其效果優(yōu)于第一類改造方式，且適用范圍比第一類改造大。但改造費(fèi)用很高，是所有改造中費(fèi)用最高的。

建議:若桿塔接地電阻為50～100Ω范圍內(nèi)，且通過(guò)增設(shè)接地扁鐵很難降低接地電阻的，可考慮采用該方式改造。

4.4 添加降阻劑

降阻效果明顯，無(wú)論改造前桿塔接地電阻大小，均有明顯的降阻效果，適用范圍廣。雖單基改造費(fèi)用較高，但因降阻效果明顯，折算至每下降1級(jí)接地電阻所需的費(fèi)用并不高，在4種降阻措施中排名第二，介于增設(shè)接地扁鐵和空腹注水之間。但其對(duì)地網(wǎng)腐蝕嚴(yán)重;降阻效果與降阻劑生產(chǎn)廠家及施工工藝關(guān)系較大，改造效果存在較大分散性。

建議:雖然改造效果明顯，但對(duì)地網(wǎng)的加速腐蝕情況嚴(yán)重，還需對(duì)不同廠家生產(chǎn)的降阻劑腐蝕性進(jìn)行深入研究。在無(wú)研究成果前，可試驗(yàn)性的小范圍開(kāi)展，但不宜全面鋪開(kāi)。

5 結(jié)束語(yǔ)

以上介紹了四種線路桿塔的降阻措施，通過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，以提供桿塔接地改造最佳方案。

［1］吳薛紅，濮天偉，聊德利.防雷與接地技術(shù) ［M］.化學(xué)工業(yè)出版社2008.1

［2］陳宇民，云南電網(wǎng)公司供電局接地改造情況匯報(bào)資料［Z］.云南電力研究院2009.1