輸電線路接地引下線工藝優化研究及應用

蔣風岐

輸電線路在長期運行過程中，部分接地引下線由于土壤的電化學腐蝕、空氣氧化腐蝕以及運行設備泄流等造成的雜散電流腐蝕，導致接地引下線材質腐蝕嚴重，有些甚至已經斷裂，造成接地引下線無法承受雷電沖擊或短路事故形成的大電流，危及電網的安全運行。這就需要定期對鐵塔接地引下線的完整性進行檢測，以保證接地引下線滿足輸電線路安全運行的需要。

輸電線路;接地引下線;工藝優化;分析

某電廠2×1 000 MW機組500kV送出工程是電廠的接入系統工程，將有效緩解地區電力供電的緊張局面，滿足經濟快速發展帶來的電力需求的增長。該工程全線雙回路架設線路長度26.4 km，全線采用石墨基柔性接地體，接地引下線采用準12鍍鋅圓鋼。接地裝置施工過程中，質量和工藝要求最高的是接地引下線制作。目前，接地引下線制作時普遍采用挖出引下線、截斷、工藝制作、焊接、安裝、回填施工工藝，流程較為繁瑣，在開挖、回填過程中，普遍采用人工方式，施工效率低，同時受工人質量意識影響，此階段極易造成接地線隱蔽部分質量缺陷。

輸電線路接地系統遭遇的環境包括經濟、設備、土壤條件、人為等因素。一是輸電線路建設與改造資金相對緊張。故需要低成本長效型設備。二是輸電線路設備分散，安全檢查工作往往不到位，事故率高且查找困難，故需要耐用設備。三是輸電線路現有設備質量偏低，部分設備長期存在泄漏電流，加速接地引下線的腐蝕。四是影響土壤腐蝕的單項指標達20多項，且農村各地土壤情況差異大，故需要通用型強效型設備。五是施肥等農事活動會隨機改變土壤構成，極易增強腐蝕因素。六是裸露金屬部分（如接地引下線地上部分）引發偷盜。

土壤的腐蝕因素多，主要包括土壤電阻率、土壤氧化還原電位、土壤鹽分、土壤含水量、土壤含氣量、土壤溫度、土壤微生物、土壤有機質、土壤雜散電流以及氣候條件等等。空氣中也有大量的離子，特別是工業區和沿海地區。輸電線路接地引下線因所處環境特殊（一部分處于土壤中，另一部分暴露在空氣中）以及受到接地電流作用，其腐蝕為各腐蝕電池及電解作用的結果，成因較城網接地引下線更為復雜。而腐蝕電池的組成部分包括陽極（金屬表面被腐蝕的那一部分）、陰極（電流離開土壤電解質并且由此返回金屬的那部分金屬表面）、用于連接陽極和陰極的導電金屬通道（金屬本身）。一是金屬結構（如鋼）在發生土壤腐蝕時，陰極過程包括氧的還原（在陰極區域生成OH-離子）、硫酸根的還原以及金屬離子的還原。二是氧濃差電池，其形成與土壤透氣性有關。對于輸電線路接地引下線來說，這種電池作用是最經常遇到的。接地體兩側與上部的土壤相對底部來說比較疏松，于是從地面滲入的氧更容易穿透到達這些部位，形成了一個供氧差異電池，接地體的底表面是陽極而其余表面則是陰極。甚至接地引下線在土壤與空氣交界處的兩側就能形成氧濃差電池。三是鹽濃差電池，即土壤中電解質濃度不均勻性而在接地體不同部分之間產生電位差。輸電線路中曾普遍使用的降阻劑引起的腐蝕往往與鹽濃度差腐蝕有關。三是應力電池，金屬結構件處于較高應力狀態的部位成為陽極，而處于較低應力狀態的部位成為陰極。接地引下線的拐彎處經受冷彎，而輸電線路中因受施工工藝水平限制，亦常出現應力腐蝕。四是電偶電池，如接地引下線通過不同成分的土壤時，電偶電池使在一種土壤中的鋼相對于另一種土壤中的鋼成為陽極等。五是電解作用，接地引下線遭受變電站泄流（包括泄漏電流和故障電流）時造成電解腐蝕。

管線儀探測法是探查地下管線的一種主要物探方法，是以地下管線與周圍介質的導電性及導磁性差異為主要物性基礎，根據電磁感應原理觀測和研究電磁場空間與時間分布規律，從而達到尋找地下金屬管線的目的。通過發射機在發射線圈中供以諧變電流，稱為一次電流，從而在地下建立諧變磁場，稱為一次場，地下管線在諧變磁場的激勵下形成電流，稱為二次電流，然后在地面通過接收機的接收線圈測定二次電流所產生的諧變磁場（稱為二次場），來推求地下管線的空間位置。直連法：在有管線出露處可用直連法進行探測，有利于區分相鄰或交叉管線的信號，提高探測精度。直連模式時，發射機輸出的特定頻率的電流直接施加到目標管線上形成管線電流，管線電流再通過土壤（大地）或其他導體回流到發射機。由于直接對管線加載電流信號，一般不易耦合鄰近管線產生干擾信號，管線電流信號的信噪比較高，探測結果更為準確可靠。

管線儀探測法的特點是快速、準確、儀器操作簡單，尤其在淺地表探測地下管線時，效率高、精度準。地下管線探查遵循的原則為：由已知到未知，由簡單到復雜，由點到線再到面的順序。由于各類地下管線的材質不同，其所具有的地球物理特征各有差異。對各類地下管線探查時，根據不同地電條件選擇不同的工作方法和工作參數，來滿足精度要求。

某電廠2×1 000 MW機組500 k V送出工程是電廠的接入系統工程，將有效緩解地區電力供電的緊張局面，滿足經濟快速發展帶來的電力需求的增長。該工程全線雙回路架設線路長度26.4 km，全線采用石墨基柔性接地體，接地引下線采用準12鍍鋅圓鋼。接地裝置施工過程中，質量和工藝要求最高的是接地引下線制作。目前，接地引下線制作時普遍采用挖出引下線、截斷、工藝制作、焊接、安裝、回填施工工藝，流程較為繁瑣，在開挖、回填過程中，普遍采用人工方式，施工效率低，同時受工人質量意識影響，此階段極易造成接地線隱蔽部分質量缺陷。經過對某特高壓工程1892處接地裝置自檢驗收記錄進行查閱分析，涉及接地裝置質量問題61處，質量合格率96.8%，其中涉及接地引下線部位問題為53處，占總問題數的86.9%。主要問題為：引下線多處焊點、引下線埋深不足、引下線焊接質量不飽滿、引下線不貼合基礎立柱等。針對以上問題經過多次調查和研究，決定在接地裝置施工過程中，對接地引下線施工工藝進行優化，最大程度保證接地裝置施工質量，確保輸電線路后期運行安全。

接地裝置施工前，根據計算的接地線外露長度方案對各基礎施工隊進行了交底，并在接地裝置隱蔽工程驗收時對引下線外露長度進行專項檢查，確保初期施工時引下線外露長度滿足方案要求。

經過事前精確計算和充分準備，順利完成了內鄉工程接地引下線施工，經過程檢查及質量監督驗收，接地裝置質量合格率100%，引下線工藝美觀，證明該工藝措施得力，方法可行。

通過對上述的內容進行分析研究之后可以得出，總之在該500kV輸電線路工程接地引下線工藝制作過程中，采用了優化后的接地引下線施工工藝，實踐證明，優化后施工工藝較傳統工藝施工工效提高4倍以上，具有很高的經濟效益，同時避免了接地引下線制作過程因二次開挖、焊接、回填產生新的質量缺陷。本項目研究的接地引下線工藝優化措施為今后輸電線路頻繁的接地裝置施工起到了試驗示范作用。

[1]石照亮.輸電線路桿塔接地引下線連接螺栓改良[J].科技資訊，2018，16（31）：42-43.

[2]李響，張健，張偉，王琳慧.接地引下線裝卸器的研制[J].湖州師范學院學報，2017，39（10）：49-53.

[3]劉鵬，胡凱強.輸配電線路桿塔防腐導電型接地引下線技術研究[J].貴州電力技術，2016，19（06）：47-48.

[4]徐松，馮兵，何鐵祥.輸電桿塔鍍鋅接地引下線腐蝕分析[J].電瓷避雷器，2014（04）：121-126.

[5]代鑫波，崔勇，陳湘華.輸電線路鐵塔接地引下線優化設計[J].水電能源科學，2013，31（01）：174-176.

[6]宰紅斌.輸電線路砼桿接地引下線專用連接螺栓的研制[J].山西電力，2008（03）：50-52.