輸電線路接地電阻在線檢測(cè)裝置架構(gòu)淺析

母俊玲 王延昌

摘要：現(xiàn)階段，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展迅速，我國(guó)的輸電線路的發(fā)展突飛猛進(jìn)。超、特高壓輸電線路的規(guī)模迅速擴(kuò)展，由于不同地理?xiàng)l件和輸電走廊寬度的限制，線路桿塔的形式也多種多樣。輸電線路規(guī)模的擴(kuò)大，在雷害高發(fā)區(qū)域，線路遭受雷擊事故的概率將隨之增加，雷擊不僅會(huì)引起線路跳閘導(dǎo)致供電中斷，同時(shí)也對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。因此針對(duì)不同塔型線路的耐雷性能分析就顯得格外重要。

關(guān)鍵詞：輸電線路;接地電阻;在線檢測(cè)裝置架構(gòu)淺析

引言

電網(wǎng)的耐雷水平與電力設(shè)備的接地電阻合格率有直接關(guān)系，接地電阻合格率成為評(píng)價(jià)防雷效果的重要參數(shù)之一，因此，電力設(shè)備接地技術(shù)的研究尤為重要。目前，接地電阻的測(cè)試均由人工到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)完成，工作量繁重且效率底下，還無法主動(dòng)及時(shí)地發(fā)現(xiàn)異常;同時(shí)，各供電局管轄的變電站、通訊機(jī)房、電動(dòng)汽車充電設(shè)施數(shù)量巨大，輸電線路距離超長(zhǎng)、接地點(diǎn)眾多，每年接地電阻測(cè)試投入的人力、物力、財(cái)力都是巨大的;另外，隨著國(guó)家“十三五”規(guī)劃中提出的發(fā)展清潔能源的口號(hào)，電網(wǎng)公司也在大力建設(shè)電動(dòng)汽車充電設(shè)施，供電企業(yè)未來幾年也會(huì)建設(shè)電動(dòng)汽車充電設(shè)施，這些電動(dòng)汽車充電站地阻值直接關(guān)系著電動(dòng)汽車充電設(shè)施防雷效果的最主要因素，因此，接地電阻的在線檢測(cè)變得十分重要。

1輸電線路桿塔接地裝置失效原因分析

（1）焊接造成接地圓鋼鍍鋅層表面燒損，降低了接地體防腐蝕性能。采用常規(guī)接頭搭接焊方法，焊縫長(zhǎng)度一般為8～10cm，在焊接過程中，由于焊接時(shí)溫度較高，導(dǎo)致與圓鋼搭焊附近的鍍鋅層燒損，燒損長(zhǎng)度一般為15～30cm。即使焊接后涂刷環(huán)氧富鋅漆再進(jìn)行接地體的敷設(shè)，接地裝置使用壽命也不會(huì)超過10年。（2）土壤腐蝕接地體。土壤腐蝕的影響因素有土壤透氣性、含水量、濕度、電阻率、溶解離子的種類和數(shù)量、pH值、氧化還原電位、有機(jī)質(zhì)以及微生物等。土壤與其他腐蝕介質(zhì)相比，具有多相性、不流動(dòng)性、不均勻性、時(shí)間季節(jié)性和地域性等諸多特點(diǎn)，并且由于土壤中微生物和有機(jī)質(zhì)等的存在并參與反應(yīng)，進(jìn)一步加劇了土壤腐蝕的復(fù)雜性，在接地體長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，土壤化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕以及細(xì)菌（微生物）腐蝕等都會(huì)不斷蠶食接地體。

2輸電線路防雷接地設(shè)計(jì)的重要性

在雷雨天氣條件下，閃電的溫度能夠達(dá)到2000攝氏度，在其短暫的放電時(shí)間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的感應(yīng)電壓，很容易影響電力系統(tǒng)的持續(xù)供電，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致人員的傷亡。為了確保供電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員需要做好輸電線路防雷接地設(shè)計(jì)，提升輸電線路的防雷水平，通常情況下，在110kV～500kV的電壓范圍內(nèi)的輸電線，接地線路電阻如果無法達(dá)到5Ω～10Ω，就需要提高輸電線路的防雷能力。除此之外，雖然防雷接地設(shè)施能夠通過將電流傳至大地來避免雷擊對(duì)輸電線路的傷害，但由于部分地區(qū)土壤的高電阻率也會(huì)影響雷電電流的傳導(dǎo)，因此輸電線路防雷接地的設(shè)計(jì)在保證電力企業(yè)穩(wěn)定供電中起到了非常重要的作用。

3優(yōu)化措施分析

3.1合理選擇接地方式

在輸電線路防雷接地設(shè)計(jì)中，為了保證防雷接地設(shè)施能夠有效地發(fā)揮自身的保障作用，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)選擇合理的接地方式，確保設(shè)計(jì)方案的有效性。在設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員首先要充分掌握輸電線路建設(shè)地區(qū)的環(huán)境，比如土壤電阻率等情況，然后根據(jù)實(shí)際條件選擇合理的接地方式，如果當(dāng)?shù)氐耐寥离娮杪瘦^低，設(shè)計(jì)人員就可以選取自然接地的方式，利用桿塔基礎(chǔ)、拉線等來實(shí)現(xiàn)防雷接地設(shè)計(jì)，降低雷擊時(shí)桿塔接地電阻突然增大的幾率。除此之外，在土壤電阻率較高的地區(qū)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)全面考慮當(dāng)?shù)氐臈l件，采取多種接地方式，比如負(fù)荷接地方式、外引接地方式等，與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員要注意接地體埋深不得小于0.8m，架空桿塔的防雷接地電阻不能大于10Ω，確保設(shè)計(jì)的可靠性。

3.2綜合考慮特殊區(qū)域情況進(jìn)行設(shè)計(jì)

在雷擊故障頻繁發(fā)生的特殊地區(qū)，設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)一步考慮當(dāng)?shù)氐那闆r，來完善輸電線路防雷接地設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可以通過在供電導(dǎo)線下設(shè)計(jì)一條耦合地線來分流和耦合避雷針與避雷線，間接的減少接地電阻，與此同時(shí)，在容易受到雷擊的幾個(gè)桿塔頂端設(shè)計(jì)防雷拉線，提高桿塔的抗雷擊能力。除此之外，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)合理的設(shè)計(jì)線路避雷器，確保雷電電流能夠被順利的導(dǎo)入相應(yīng)的導(dǎo)線中，從而進(jìn)一步提升輸電線路的抗雷擊水平，保證輸電線路的設(shè)計(jì)方案能夠適應(yīng)特殊區(qū)域的防雷需求，因此設(shè)計(jì)人員可以借助耦合線、防雷拉線、避雷器等設(shè)計(jì)方案來確保特殊區(qū)域條件下，維護(hù)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.3優(yōu)化絕緣子設(shè)計(jì)

為了進(jìn)一步提高輸電線路的絕緣水平，保證防雷接地設(shè)施的正常運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)優(yōu)化絕緣子設(shè)計(jì)，提高防雷接地設(shè)施的運(yùn)行效果。在設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該優(yōu)先選擇制作技術(shù)水平高的優(yōu)質(zhì)絕緣子，并充分考慮實(shí)際情況衡量絕緣子維修更換工作的難易程度，盡量降低操作難度，同時(shí)也要保證設(shè)計(jì)方案的可靠性，就目前來講，有機(jī)合成絕緣雖然相較于陶瓷、玻璃絕緣子性能稍差一些，但是由于其具備抗擊穿結(jié)構(gòu)，可以在受雷擊時(shí)規(guī)避不可逆現(xiàn)象，所以設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐那闆r選擇合適的絕緣子來提高輸電線路抗雷擊水平。除此之外，設(shè)計(jì)人員在絕緣子高度設(shè)計(jì)方面，也需要根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，提高防雷接地設(shè)計(jì)的有效性。接地體采用液壓連接方式優(yōu)于焊接連接方式，接地體采用液壓連接方式使得輸電線路接地網(wǎng)可以在各種復(fù)雜環(huán)境下實(shí)施修護(hù)，其連接方式輕便、靈活、操作方便，減少了現(xiàn)場(chǎng)工器具，尤其是較重的發(fā)電機(jī)和電焊機(jī);壓接套管時(shí)對(duì)接地體沒有加熱過程，不會(huì)燒損接地體及防腐保護(hù)層（鍍鋅或不銹鋼金屬），避免接地體在改造過程中二次受傷。接地體采用液壓連接方式，對(duì)于提高桿塔接地網(wǎng)穩(wěn)定性，延長(zhǎng)檢修周期及保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重要意義。

3.4加強(qiáng)絕緣，積極采用不平衡絕緣方式

要在雷電高發(fā)區(qū)以及桿塔的大跨越與進(jìn)線段增絕緣子，以此來加強(qiáng)高壓輸電線路的絕緣性。這是因?yàn)檫@些區(qū)域落雷概率較大，塔頂?shù)臋C(jī)位也非常高，感應(yīng)過電壓過大，遭受繞擊的概率非常大，只有通過增加絕緣子片數(shù)來促使導(dǎo)線與避雷線之間的距離不斷擴(kuò)大，從而實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)絕緣的目標(biāo)。根據(jù)有關(guān)要求，超過40m的有地線桿塔，必須每間隔10m增加一片絕緣子。此外，隨著同桿塔架設(shè)雙回線路的廣泛應(yīng)用，普通防雷措施已經(jīng)無法滿足其需求，因此必須積極地采用不平衡絕緣方式，防止因雙回線路遭受雷擊而出現(xiàn)跳閘問題。

結(jié)語

該系統(tǒng)的檢測(cè)裝置放大模塊采用差分放大電路，可以有效地抑制由于溫度或環(huán)境變化而產(chǎn)生的溫度漂移問題，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性。同時(shí)，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)中輸電線路、變電一、二次設(shè)備、變電站、電動(dòng)汽車充電設(shè)施等重要的電力設(shè)施的防雷接地的接地電阻進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，極大地減輕運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)人員對(duì)防雷設(shè)備的運(yùn)行巡視工作，提高防雷設(shè)備的可靠性，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電網(wǎng)防雷系統(tǒng)信息化、現(xiàn)代化的科學(xué)管理。

參考文獻(xiàn)

[1]楊文良，侯宇嘉，王琰，王振中，劉卓，閆旭.桿塔接地阻抗的常用測(cè)試方法比較[J/OL].集成電路應(yīng)用，2019（11）：58-59.

[2]許長(zhǎng)安.差動(dòng)放大電路雙端輸出波形的測(cè)量方法[J].電子技術(shù)，2017，46（09）：80-81.

[3]趙立英，王敏珍.輸電線路桿塔接地狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2019，42（12）：100-103+107.

[4]景東平. 接地電阻的測(cè)量誤差分析[A]. 中國(guó)氣象學(xué)會(huì).第35屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì) S19 雷電物理和防雷新技術(shù)——第十六屆防雷減災(zāi)論壇[C].中國(guó)氣象學(xué)會(huì)：中國(guó)氣象學(xué)會(huì)，2018：3.

[5]張麗萍，袁建生，李中新.一個(gè)實(shí)際變電站接地網(wǎng)的計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算與分析[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2000（01）：72-75. [6] 王衛(wèi)斌. 掙值法在電力工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)管理中的應(yīng)用研究[D]. 華北電力大學(xué)，2011.