特高压直流输电线路杆塔接地型式研究

2016-11-28杨浩波

环球市场 2016年14期

关键词：圆钢接地装置镀锌

杨浩波

内蒙古电力勘测设计院有限责任公司

特高压直流输电线路杆塔接地型式研究

杨浩波

内蒙古电力勘测设计院有限责任公司

输电线路的跳闸原因多由雷击引起，降低雷击跳闸率的主要措施之一是降低杆塔接地装置的接地电阻。为提高接地材料防腐性能、减少更换维护工作量、易于施工、减少开挖面积、提高降阻效果、保护环境和降低全寿命周期成本，开展接地装置研究，因地制宜采用合适的接地材料对工程建设具有重大意义。

特高压直流；输电线路；新型接地；选型

前言：

对于一般高度杆塔，引起塔顶电位升高的主要因素是杆塔的接地电阻；其是影响输电线路反击耐雷水平的重要参数。因此要降低线路的雷击跳闸率，主要措施就是降低杆塔的接地电阻。

1　工程概况

线路途经内蒙古、河北、天津、山东4个行政区，线路长度为1233.7km，本工程直流线路输送容量10000MW。地形比例为：平地58.6%，丘陵6.2%，沙漠6.8%，河网1.5%，一般山地21.9%，高山5.0%。

2　雷电反击闪络率

杆塔的工频接地电阻在小于20Ω的条件下，线路的反击耐雷水平大于200kA。减小杆塔的接地电阻，能使线路的反击跳闸率显著降低。当杆塔接地电阻从30Ω减小到15Ω后，线路的反击耐雷水平提了40.6%，同时线路的反击闪络率下降了60.6%。

3　杆塔防雷接地措施

3.1接地装置设计

输电线路杆塔良好的接地是确保故障电流顺利泄放，且不产生高电位差危及设备和人身安全的重要保障。在雷击输电线路杆塔时，为了导泄雷电流入地以减小塔顶电位，提高反击耐雷水平，对杆塔的接地电阻进行了限制。

3.2新型接地型式应用分析

目前国内外主要采用的新型接地材料有如下几种。

(1)铜覆钢。铜覆钢是通过连续电镀或连续电铸工艺，将99.9%的电解铜分子均匀覆盖在钢芯上，铜、芯分子紧密结合的新型复合接地材料。它的优点是抗拉强度大，耐腐蚀性强，有恒定的低电阻及良好的可塑性，既有与铜相同的导电性能又兼有钢材特性。

(2)不锈钢复合材料。不锈钢复合材料是由优质碳素钢专用线材和特制专用不锈钢管两部分组成，用特殊的工艺和技术制造而成。外层包覆一层不锈钢复合材料，与内芯结合性好，安装时可有效防止翘皮，开裂等现象，而且具有很好的耐腐蚀性。

(3)石墨基柔性复合接地体。石墨具有良好导电性，利用其制成的石墨基柔性复合接地体具有抗腐蚀、易施工，运输方便、保环境等方面的特点。在高土壤电阻率地区，为达到更好降阻效果，需配合使用石墨布。

(4)复合防护引下线。接地引下线是整个接地装置中最易于受腐蚀破坏的地方，在空气与地面接触部位，由于受不同介质电化学影响，该处腐蚀程度往往最高。复合防护引下线将覆铜、热浸镀锌、合金阳极材料复合在钢制引下线上，通过牺牲阳极、保护阴极实现防腐功能。

(5)经济性比较。镀锌圆钢接地体在工程中普遍采用，既作为接地引下线又作为埋地接地体。以上几种新型接地材料中，铜覆钢接地体一般作为埋地接地体，作为接地引下线时需做防盗处理，因此一般不作为接地引下线；不锈钢复合材料既作为接地引下线又作为埋地接地体；石墨基柔性复合接地体既可作为接地引下线，又可作为埋地接地体；复合防护引下线一般应用于接地引下线。(见表1)

土壤腐蚀性强，镀锌圆钢更换周期短的地区，镀锌圆钢的年费用较其它新型防腐蚀材料的年费用高；随着土壤电阻率的降低，镀锌圆钢的相对经济性变好。

4　接地装置选型建议

(1)本工程每基杆塔均接地，接地装置推荐采用接地框加水平接地射线的型式，接地体及接地引下线推荐采用热镀锌Φ12圆钢；

(2)鱼塘、苗圃、绿化带等土壤电阻率较低、不宜采用水平射线接地方式，且接地体更换难度较大的塔位，建议选用防腐性能好的铜覆钢或不锈钢复合材料，接地体采用方框或方框加垂直接地体的方式；对塔位地形较陡、土壤电阻率较高、埋设长射线困难地区可选用石墨基柔性复合接地体；采用铜覆钢接地的塔位，可配合采用复合防护引下线作为接地引下线材料，降低偷盗概率。实际使用过程中，需根据塔位地形、地质、交通条件等综合判断，选取合适的接地装置。