輸電線路接地電阻在線檢測裝置架構(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，由于不同地理條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，雷擊不僅會引起線路跳閘導(dǎo)致供電中斷，同時也對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。因此針對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價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，接地電阻的測試均由人工到達(dá)現(xiàn)場完成，工作量繁重且效率底下，還無法主動及時地發(fā)現(xiàn)異常;同時，各供電局管轄的變電站、通訊機(jī)房、電動汽車充電設(shè)施數(shù)量巨大，輸電線路距離超長、接地點(diǎn)眾多，每年接地電阻測試投入的人力、物力、財力都是巨大的;另外，隨著國家“十三五”規(guī)劃中提出的發(fā)展清潔能源的口號，電網(wǎng)公司也在大力建設(shè)電動汽車充電設(shè)施，供電企業(yè)未來幾年也會建設(shè)電動汽車充電設(shè)施，這些電動汽車充電站地阻值直接關(guān)系著電動汽車充電設(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，焊縫長度一般為8～10cm，在焊接過程中，由于焊接時溫度較高，導(dǎo)致與圓鋼搭焊附近的鍍鋅層燒損，燒損長度一般為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、不流動性、不均勻性、時間季節(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）腐蝕等都會不斷蠶食接地體。

2輸電線路防雷接地設(shè)計的重要性

在雷雨天氣條件下，閃電的溫度能夠達(dá)到2000攝氏度，在其短暫的放電時間內(nèi)會產(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)重時會導(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)計人員需要做好輸電線路防雷接地設(shè)計，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輸電線路的傷害，但由于部分地區(qū)土壤的高電阻率也會影響雷電電流的傳導(dǎo)，因此輸電線路防雷接地的設(shè)計在保證電力企業(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)計人員應(yīng)當(dāng)選擇合理的接地方式，確保設(shè)計方案的有效性。在設(shè)計工作中，設(shè)計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，降低雷擊時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，設(shè)計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)計的可靠性。

3.2綜合考慮特殊區(qū)域情況進(jìn)行設(shè)計

在雷擊故障頻繁發(fā)生的特殊地區(qū)，設(shè)計人員需要進(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。在設(shè)計中，設(shè)計人員可以通過在供電導(dǎo)線下設(shè)計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，在容易受到雷擊的幾個桿塔頂端設(shè)計防雷拉線，提高桿塔的抗雷擊能力。除此之外，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)合理的設(shè)計線路避雷器，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)計方案能夠適應(yīng)特殊區(qū)域的防雷需求，因此設(shè)計人員可以借助耦合線、防雷拉線、避雷器等設(shè)計方案來確保特殊區(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

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)計人員應(yīng)當(dāng)優(yōu)化絕緣子設(shè)計，提高防雷接地設(shè)施的運(yùn)行效果。在設(shè)計工作中，設(shè)計人員應(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，同時也要保證設(shè)計方案的可靠性，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)，可以在受雷擊時規(guī)避不可逆現(xiàn)象，所以設(shè)計人員可以根據(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)計人員在絕緣子高度設(shè)計方面，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)場工器具，尤其是較重的發(fā)電機(jī)和電焊機(jī);壓接套管時對接地體沒有加熱過程，不會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，對于提高桿塔接地網(wǎng)穩(wěn)定性，延長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，保證了測量的準(zhǔn)確性。同時，系統(tǒng)可以實(shí)時對電力系統(tǒng)中輸電線路、變電一、二次設(shè)備、變電站、電動汽車充電設(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，極大地減輕運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)人員對防雷設(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)對智能電網(wǎng)防雷系統(tǒng)信息化、現(xiàn)代化的科學(xué)管理。

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