混凝土電桿的接地問題及改進(jìn)措施(不含作者信息)

1、混凝土電桿的接地問題及改進(jìn)措施高翔 尚 雷路雷電反擊的故障分析和防雷改造中，更多的精力Abstract: There may be defects on the grounding down lead of concrete poles of 110kV Transmission Line which make the Grounding Device resistance value rise,it can lead to the probability of" back striking " increase.This paper put forward some me

2、thods used for test the defects on the grounding down lead of concrete poles, revelant modification measures and improvement together with their important value in Lightning Protection of Transmission Line are discussed as well.Key Words: pole grounding device, grounding body ,grounding down lead, b

3、ack striking摘要：110kV輸電線路中的混凝土電桿的接地引下連接及桿體內(nèi)部接地引下通路可能存在缺陷從而 使桿塔接地裝置的整體接地電阻升高，增加線路雷 電反擊跳閘的幾率。本文提出了檢查混凝土電桿接 地引下線是否存在缺陷的方法、改造措施及改進(jìn)在 線路防雷中起到的重要作用。關(guān)鍵詞： 混凝土電桿；接地；引下線；反擊0 引言在云南電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)，于 2002 年前建成的 110kV 線路中廣泛應(yīng)用著混凝土電桿，由于運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng) 以及混凝土電桿在制造和安裝過程中存在質(zhì)量和 工藝問題，導(dǎo)致混凝土接地引下通路存在缺陷致使 桿塔接地電阻值增大超出設(shè)計(jì)要求，從而當(dāng)雷擊桿 頂或避雷線時(shí)，這一接地連接盲區(qū)往往

4、會(huì)使線路在 接地體電阻值較小以及在線路裝設(shè)有線路防雷裝 置的情況下仍然重復(fù)發(fā)生線路跳閘現(xiàn)象。以往對(duì)線 是放在了怎樣有效降低接地體電阻值和安裝消、避 雷裝置上進(jìn)行改造的，而桿體接地引接通路則成了 接地改造中最易忽略的問題，實(shí)際上，混凝土電桿 內(nèi)部和外部的金屬連接部分的缺陷，往往是造成桿 塔接地電阻合格卻仍重復(fù)而引發(fā)雷電反擊事故的 原因所在。本文從實(shí)例出發(fā)對(duì)此問題進(jìn)行了分析和 總結(jié)。1 接地裝置及桿塔耐雷水平接地裝置是指接地體和接地引下線的總稱。接地體指埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，對(duì) 桿塔接地體來說是指埋入地下的圓鋼、角鋼等金屬 構(gòu)件。接地引下線是指使引雷設(shè)備（避雷線、避雷 針等）與接地體

5、相連的部分， 對(duì)鋼筋混凝土桿來說， 接地引下線包括：（ 1）避雷線與混凝土電桿的連 接金具及附件；（ 2）橫擔(dān)與混凝土電桿的連接金 具及附件；（ 3）混凝土電桿內(nèi)部鋼筋與接地體相 連的接地螺栓和附件。接地裝置的主要作用是，能迅速將雷電流在大 地中擴(kuò)散泄導(dǎo)，以保持線路有一定的耐雷水平。雷 擊桿塔時(shí)，一部分雷電流通過避雷線流到相臨桿 塔，另一部分雷電流經(jīng)桿塔流入大地，桿塔接地電 阻呈暫態(tài)電阻特性，一般用沖擊接地電阻來表征。雷擊桿塔時(shí)塔頂電位迅速提高，其電位值可用式（ 1 ）表示：Ut=iRd+L.di/dt現(xiàn)場(chǎng)跟蹤測(cè)量，找到了線路部分桿塔反復(fù)雷擊的問式（1）式中 i 雷電流；Rd沖擊接地電阻；L.

6、di/dt 反映桿塔等值電感和雷電流 陡度的暫態(tài)分量。當(dāng)塔頂電位Ut與導(dǎo)線上的感應(yīng)電位 U1的差值 超過絕緣子串50%的放電電壓時(shí)，將發(fā)生塔頂和導(dǎo) 線間的閃絡(luò)，即雷電反擊。可見，線路是否發(fā)生雷 電反擊故障與3個(gè)重要因素有關(guān)，即線路絕緣子串 的50%放電電壓、雷電流強(qiáng)度和塔體的沖擊接地電 阻。一般來說，線路桿塔絕緣子串的50%放電電壓是一定的，雷電流強(qiáng)度與地理位置和大氣條件相 關(guān)，所以要保證輸電線路耐雷水平，往往是通過降 低塔體的接地裝置的電阻值來實(shí)現(xiàn)。一般，桿塔接 地電阻值愈小，其耐雷水平就愈高。綜合而言接地裝置的電阻大小對(duì)線路整體耐雷 水平的高低起著至關(guān)重要的作用，而往往在實(shí)際生 產(chǎn)運(yùn)行中人

7、們對(duì)于混凝土電桿的接地電阻檢測(cè)，根 據(jù)其自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)均集中在了深埋于地下的接 地體埋深、敷設(shè)長(zhǎng)度及接地體電阻值的檢查，而在 接地體埋深、數(shù)量及接地電阻值均滿足設(shè)計(jì)要求的 情況下，接地引接通路的通斷良好情況及自身電阻 值的大小往往成了檢測(cè)盲區(qū)，這一檢測(cè)盲區(qū)的存在 直接影響到輸電線路的實(shí)際耐雷水平。2 混凝土電桿接地引下線存在的問題普洱供電局在實(shí)際工作中通過理論討論和多次題根源，并在線路實(shí)際運(yùn)行中得到了論證。下面以 普洱供電局所轄的110KV城江線為例進(jìn)行說明。城 江線全線257基桿塔，有140基混凝土電桿，占全 線桿塔數(shù)量的54.47 %o該線路按35kV電壓等級(jí)建 設(shè)，于1996年投產(chǎn)，后經(jīng)

8、升壓改造， 于2005年10 月升壓為110kV電壓等級(jí)運(yùn)行。從投運(yùn)至今改線路 共計(jì)雷擊跳閘共計(jì)11次，僅2007年該線路雷擊跳 閘就多達(dá)4次，其中兩次故障點(diǎn)為混凝土電桿（N49N152），該兩基中N49桿在06年04月就發(fā)生過一 次雷擊事故，而改線路的接地電阻改造在07年的03月份前就已全部更新改造完畢，接地網(wǎng)電阻值均滿足設(shè)計(jì)要求，在雷擊故障確認(rèn)后現(xiàn)場(chǎng)工作人員用 ZC- 8搖表檢測(cè)對(duì)桿塔接地體電阻值近行了搖測(cè)， 未發(fā)現(xiàn)超出設(shè)計(jì)值情況存在。2008年1月經(jīng)討論部 門用鉗表法和0.618法對(duì)110kV城江線進(jìn)行接地電 阻檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，較多的混凝土電桿，用鉗 表法檢測(cè)出的電阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.6

9、18法檢測(cè)出的電阻值，并都超過了設(shè)計(jì)值。部分桿塔的測(cè)量結(jié)果見表1 o表1 110kV城江線部分水泥桿接地電阻測(cè)量結(jié)果桿塔號(hào)接地裝置型式設(shè)計(jì) 值Q測(cè)量結(jié)果（Q ）0.618法鉗表法通過電桿本體甲桿乙桿甲桿乙桿N144DS2013132326N434DS2016168283N455DS25191966.566N494DS20121255.756N765DS2561495103N76 5DS 25817由表1可見，用鉗表法、以電桿本體作為測(cè)量 回路測(cè)得的桿塔接地電阻均超過了設(shè)計(jì)值。經(jīng)蹬桿 檢查，確定避雷線與地線掛具連接良好，無銹蝕情 況后，初步判斷導(dǎo)致鉗表法測(cè)岀的接地電阻值較大 的原因在以下兩個(gè)方面

10、：1)地線掛具與桿身接觸 電阻過大；2)混凝土電桿內(nèi)部鋼筋銹蝕(即混凝 土電桿接地引下線電阻值較大)。為進(jìn)一步落實(shí)接 地電阻偏大的原因，2008年4月利用線路停電的時(shí) 機(jī)，對(duì)表1中的4基水泥桿接地裝置采用短接電桿 本體的鉗表法測(cè)量接地電阻。實(shí)際測(cè)量時(shí)，采用鋼 絞線短接塔頂避雷線和塔底的接地裝置以代替原 剛體內(nèi)部的接地引接情況，這樣既避免了水泥干避 雷線和桿體接地連接的不可靠問題，要排除了水泥 干內(nèi)部接地引接的通斷影響因素的存在，另該接地 短接引下線還將在在高空登桿流動(dòng)作業(yè)中發(fā)揮重 要的防止高空墜落的作用，本文中就不一一做祥 述。復(fù)測(cè)結(jié)果見表2。表2 110kV城江線部分水泥桿接地電阻復(fù)測(cè)結(jié)果桿

11、接地設(shè)計(jì)鉗表法復(fù)測(cè)結(jié)果(Q)塔裝置值(短接電桿本體)號(hào)型式(Q)甲桿乙桿N144DS2019.819.5N434DS2022.722.3N455DS2526.426.8N494DS201515通過表2和表1的比較可見，在短接原桿身接 地引下線后，用鉗表法測(cè)岀的接地裝置電阻值大幅 下減，且接近0.618法測(cè)出的電阻值，證明了混凝 土電桿接地引下線電阻值較大，是導(dǎo)致鉗表法測(cè)岀 的接地電阻值較大的原因。測(cè)量結(jié)果反映岀混凝土電桿內(nèi)部接地引下線 會(huì)因銹蝕、斷口或不良接觸影響桿塔的接地電阻 值，從而直接影響到了線路的防雷能力。通過對(duì)其 余線路多基多次發(fā)生雷擊故障的桿塔的跟蹤測(cè)量， 進(jìn)一步證實(shí)了水泥電桿本體

12、作為接地引下通路會(huì) 直接影響水泥桿整體接地裝置的接地良好情況，而 這一改造盲區(qū)則正式是線路經(jīng)接地改造或采用他 種防雷方式后仍然造成桿塔反復(fù)遭雷擊跳閘的根 本原因?？梢娫诜览捉拥馗脑熘?，只注意對(duì)接地體 的改造并不全面，塔體的內(nèi)部導(dǎo)通性及接地引下連 接效果應(yīng)受到關(guān)注。3 建議及改進(jìn)措施 (1 )混凝土電桿本體的導(dǎo)通性應(yīng)成為線路防雷改造關(guān)注的重點(diǎn)；(2) 對(duì)新建設(shè)的110kV線路，盡量避免混凝 土電桿的使用，若需采用，應(yīng)在驗(yàn)收時(shí)對(duì)混凝土電 桿的接地引下線電阻值進(jìn)行檢測(cè)；(3) 對(duì)已建成110kV線路中的混凝土電桿， 用鉗表法+ 0.618法對(duì)電桿的接地裝置進(jìn)行檢測(cè)， 對(duì)接地引下線電阻值較大的電桿，可

13、采用在避雷線、電桿橫擔(dān)與接地體之間加裝可靠引流體的措施 進(jìn)行改進(jìn)。(如下圖所示)接地?fù)u側(cè)方法及改進(jìn)示意圖:訪接地引下產(chǎn)整牴可作為箋址 引揆通薛乂可與娃路登吁煤滬 荻盍配尋謖偉鬲空作業(yè)安全用 GJ-5DtfiOS_ _方袪f方注二通過測(cè)童城規(guī)接避留線 與提地慕旻進(jìn)行測(cè)雖接地弓I下繪飾開點(diǎn)D夷地引下建1琢片弓碑迪過電杼沖休謹(jǐn)行刊舐桿塔接地裝置的整體接地電阻升高的現(xiàn)象存在，大 大減少了由于接地引接盲區(qū)引發(fā)的線路雷電反擊 跳閘幾率，另外改進(jìn)方案通過與防墜器、全身安全 帶配套使用可實(shí)現(xiàn)人員桿塔攀登和桿上流動(dòng)作業(yè) 的高空防墜落保護(hù)作用，實(shí)現(xiàn)在攀登桿塔全過程及 流動(dòng)作業(yè)中人員遭遇意外時(shí)能自鎖保護(hù)，達(dá)到保 護(hù)

14、使用者人身安全的目的，可大大降低線路生產(chǎn)事 故的發(fā)生。4結(jié)束語輸電線路的耐雷性能與桿塔的接地電阻密切相關(guān)，對(duì)于110kV線路中用量較多的混凝土電桿,附圖說明：混凝土電桿接地?fù)u側(cè)方法及接地引 接改進(jìn)示意圖方法一：對(duì)未改進(jìn)或改進(jìn)前混凝土電桿通過鉗 表法進(jìn)行桿塔接地電阻值測(cè)量方法二：對(duì)改進(jìn)后的混凝土電桿通過鉗表法進(jìn) 行桿塔接地電阻值測(cè)量具體改進(jìn)方法：通過自行加工的角鋼、扁鐵抱 桿塔內(nèi)部的導(dǎo)通性和接地引下線連接的可靠與否直接關(guān)系到輸電線路的耐雷性能，線路運(yùn)維部門對(duì) 此問題應(yīng)給予重視。普洱供電局提岀的對(duì)接地引下 線有缺陷的混凝土電桿加裝可靠引流體的措施已 在實(shí)際中得到了應(yīng)用，改進(jìn)法案既改善了輸電線路 的雷擊防護(hù)能力又最大限度的保障了人員作業(yè)安 全，在生產(chǎn)中具備現(xiàn)實(shí)意義。箍、UT線夾和U型螺栓將鋼絞線與混凝土電桿的連接按照附圖方式布置連接，整個(gè)混凝土電桿上鋼 絞線從左至右，由下至上繞一圈并與電桿避雷線和 接地體進(jìn)行有效可斷開連接，各轉(zhuǎn)角或適當(dāng)位置鋼 絞線與混凝土電桿采用抱箍、角鋼和UT線夾和U型螺栓進(jìn)行連接固定，改進(jìn)方法通過鋼絞線和接地