架空输电线路新型石墨防雷接地装置的应用探讨

所属分类：电子论文阅读次时间：2021-04-26 10:04

本文摘要：【摘要】架空输电线路对电网运行过程中能线路的安全稳定起着重要的作用，在电网架线路的输电线运行过程中经常发生雷击事故，为减少线路因为雷击跳闸率，提高线路防雷能力，必须从整体上降低线路极接地电阻。本文主要是对石墨接地装置在架空输电线路中的应用

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　　【摘要】架空输电线路对电网运行过程中能线路的安全稳定起着重要的作用，在电网架线路的输电线运行过程中经常发生雷击事故，为减少线路因为雷击跳闸率，提高线路防雷能力，必须从整体上降低线路极接地电阻。本文主要是对石墨接地装置在架空输电线路中的应用进行了探讨和分析，同时介绍接地装置的优点及实施方案，希望可以供有关人员参考。

　　关键词：架空输电线路;新型石墨防雷;接地装置

输电线路

　　0.引言

　　我国的科技水平自改革开放以来迅速发展，也迎来了蓬勃发展的“电器时代”。电力作为一种高效、清洁的新能源，随着时代的不断发展，在当今社会的生产和生活中占有举足轻重的地位。电力是一种庞大的能源系统，从生产到使用都要经过许多重要环节。其传输需要架空功率传输的这一重要部分，特别是高压长距离传输。所以，架空输电线路的稳定与安全直接关系到电力系统的整体稳定、安全与运行可靠性。

　　电力论文范例：输电线路覆冰问题解决措施研究

　　1.接地装置概述

　　要保证电力系统中电力设备的正常、安全运行，以及供电人员的人身安全，就需要接地装置充分地利用自然接地极接地。接地按用途可分为：弱电流接地和强电流接地。

　　用弱电流接地来稳定电路。接地后的强电流保护电路。接地方式主要有机械接地、抗静电接地、防雷接地、抗干扰接地和功能性接地等。电力网、设备或装置应按规定接地。如使用自生接地电极，应首先检查其自然接地性能及热稳定性。若稳定性强，则接地装置应尽量选用自然接地电极。

　　流入池放电雷管是输电塔接地装置中的一项重要功能，它能有效地保持输电塔的防雷等级。其原因在于，当电流振幅较小时，雷击电流发生的概率较小，而当电流振幅较大时，雷击电流发生的概率较高。为提高输电塔的抗雷性，降低雷击跳闸率，应相应降低输电塔接地电阻。依据有关规定：当接地线未接入工作频率时，在干旱或雷雨季节，其各基极的接地电阻不得超过规定值。对雷击较多的地区的35 kV、66 kV线路塔架的接地电阻，应采取相应措施，减少雷击造成的多相线路短路断线。应该充分利用塔楼。天然地电极接地。当前，架空输电线路接地装置的铺设方法主要是采用垂直、水平和阴极保护，采用的材料较多，包括铜、合金、圆钢、扁钢等。但不同的材料在选材和使用范围上各有优缺点。

　　近几年来，架空输电线路的接地问题在实际工程应用中出现了许多棘手的问题：(1)对地装置的接地电阻值不符合规定要求;(2)降阻的稳定性问题，尤其是在土壤电阻率较高的地区，尽管当时已经降低，但一段时间后仍未达到要求;(3)接地电阻的腐蚀作用;(4)沙漠地区的电线杆和塔台易受外力破坏。由于大风的影响，很容易造成设备被吹走，从而暴露了接地体。(5)耕地上的铁塔有时会因为农田的耕作，而导致接地体被损坏。通过多年的反复实践，权衡利弊，选用新型的石墨接地装置可以解决以上问题。

　　3.石墨型接地装置的应用优势

　　石墨是一种化学稳定性好的材料，具有耐高温、耐振动等自然特性，尤其是极好的导电性能，故选作接地设备。适用于架空线路的杆塔，具有无污染、无毒、导电性好、耐酸碱腐蚀、性能稳定、使用寿命长等优点。它是一种新型实用的接地装置。建造工艺相对简单，工作量小。本实用新型石墨型接地装置能够大大降低接地电阻，尤其是在土壤电阻率高的地区，更容易降低接地电阻，而且能有效缩短接地槽口的挖掘长度。对于很多接地长度控制区，缩短开挖长度可大大减少开挖工作量，避免植被破坏和土壤侵蚀，节约大量投资资金。它的物理化学性质十分稳定，不受气候变化的长期腐蚀，接地点短，大大降低了外力破坏的可能性。

　　4.石墨型接地装置的具体操作方案

　　石墨型接地装置和其他设备最大的不同之处在于它的接地体。石墨型接地装置的接地体射线是由一种或多种石墨模块组成的。举例来说，可以通过螺栓(最好通过焊接)将两个或多个石墨模块连接起来，将接地体放置在接地体内部，将渗透性材料层放置在接地体和接地槽的底部之间，并且石墨模块之间的间隙应填入石墨填料，以便进行良好的接地和防止钢腐蚀。回填料充填于地槽与地槽之间的空隙中，然后再用回填料充填以使其与地面齐平。充填回填物时，要喷水分层压实。

　　具体做法是：(1)首先根据地质情况判断塔架的接地电阻状况，或测量塔架附近的接地电阻，然后确定所用的石墨块数及所用的接地槽长，然后按照塔架接地设备图挖出地槽，清理底座。(2)将地坪模块的渗透剂和水充分搅拌成糊状，然后倒入底槽。(3)在透水性材料表面浇灌100~150 mm的水分，直到土壤渗透，土壤表面没有水，石墨接地模块按设计安装。(4)注意将镀锌扁钢引至与接地电极相连的适当位置，并在接地模块之间进行可靠焊接，以确保连接牢固、导电。焊缝应涂上沥青以防腐蚀。在安装了石墨接地模块之后，将石墨填充物(约5 kg/m)注入到连接件与地面的间隙中，防止钢的腐蚀。

　　(5)筛选接地沟(也可以是在外运过来的土)中的土壤，清除碎石和易风化岩石碎片，并将细土回填至地面平面上。充填过程中，应喷适量的水，分层压实。(6)石墨模组与环形干线连接时，必须进行焊接，焊接接头处必须进行沥青防腐处理，并用石墨填料包裹，以确保焊接工作可靠、耐腐蚀。(7)所有嵌入和接线完成后，测量接地电阻，并在两周内再次测试。(8)如果接地电阻不符合设计要求，则在接地网的辐射端增加一个模块，使接地电阻达到原设计值。此外，施工期间，严禁直接回填石材，以免造成损坏，影响石材导电性能的连续性。

　　5.实例验证

　　以台州临仙线的线路接地为例：该线路多在山区，山形较大，接地电阻复杂，地势丘陵，地面为易风化的黄砂石，局部岩石地形，土壤电阻率大约为1000Ω/m;因此，该线路选择3基杆塔选用石墨接地体：

　　试验方法：(1)埋入接地体的埋设沟：沿铁塔四周挖取8x8cm接地体埋设沟，在沿东南、东北、西北三个方向挖20m的接地体辐射线埋设沟，将辐射线与对用的接地体骨架连接，沟深0.4 m。

　　(2)铺设石墨接地体：石墨接地体按沟的路径进行排列布置，连接部分用导电石墨线捆扎连接，搭接长度为15-20 cm。

　　(3)埋入：清除沟底的杂草和砾石，将石墨接地体置于沟底，并在接地体四周埋设一层较好的土壤，然后再进行回填和压实。

　　(4)测试资料：将接地电阻测试仪的测试线用镊子固定在石墨接地体的引线上，然后进行测量。最后用固定螺栓将塔架角钢上。

　　试验结果：装置的接地电阻符合电力行业的技术规范和设计要求。

　　通过以上安装测试过程，可以看出石墨接地体结构简单，不需焊接重叠，需要瓦解地沟的槽长、深度都不大，与其它接地体相比具有明显的安装优点。研究石墨接地体防雷接地电极，符合我国节能、减排、环保、高产的产业发展政策，符合人多地少的国情，有利于构建节约型社会的发展战略。其经济效益很高，具有较高实用价值。

　　6.结束语

　　综上所述，防雷击保护是架空输电线路保护改造项目之一，但因为其影响因素较多。本文通过对石墨接地体的分析，详细介绍了这种新型接地体的结构和技术特点，并且介绍了新型石墨防雷接地装置的使用实例，以期在今后电力工程建设和改造中推广应用。

　　参考文献

　　[1] 张国锋 , 胡松江 , 陈彦青等 . 石墨基柔性接地体及其在通信基站接地网中的应用 [J]. 化工新型材料 ,2018,46(7):245-249.