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输電(diàn)線(xiàn)路杆塔防雷接地技术

发布时间:2017-07-20  

输電(diàn)線(xiàn)路杆塔防雷接地技术
  架空線(xiàn)路杆塔的接地装置,因运行环境恶劣,极易受到腐蚀和外力破坏,经对架空输電(diàn)線(xiàn)路杆塔接地的多(duō)年追踪调查,发现输電(diàn)電(diàn)路的接地主要存在以下问题:
一、腐蚀问题。容易发生腐蚀的部位主要有(yǒu):
1)接地引下線(xiàn)与水平或才垂直接地體(tǐ)的连接处,由于腐蚀電(diàn)位不同极易发生電(diàn)化學(xué)腐蚀,有(yǒu)的已经形成電(diàn)气上的开路。
2)接地線(xiàn)与杆塔的连接螺丝处,由于腐蚀、螺丝生锈,用(yòng)表计测量,接触電(diàn)阻非常高,有(yǒu)的已经形成電(diàn)气上的开路。
3)接地引下線(xiàn)本身,由于所处位置比较潮湿,运行条件恶劣,运行中又(yòu)没有(yǒu)按期进行必要的防腐保护,因而腐蚀速度较快,特别是运行10年以上的接地線(xiàn),作热稳定校核时不能(néng)满足短路電(diàn)流热稳定的要求。
4)水平接地题本身,有(yǒu)的埋深不够,特别是一些山(shān)區(qū)的输電(diàn)線(xiàn)路杆塔,由于地质為(wèi)石头,或土层薄、埋深有(yǒu)的不足30㎝,回填土又(yòu)是用(yòng)碎石回填、土中含氧量高,极容易发生吸氧腐蚀,在酸性土壤中的接地體(tǐ)容易发生吸氧腐蚀;在海边的杆塔容易发生化學(xué)和電(diàn)化學(xué)腐蚀。再加上设计时為(wèi)了节省材料往往采用(yòng)比较小(xiǎo)的截面。由于電(diàn)网的发展,接地短路電(diàn)流变大,已不能(néng)满足接地短路電(diàn)流热稳定的要求。
一、防雷接地设计标准及规范
(GB50057-2010)《建筑物(wù)防雷设计规范》
(GB50343-2012)《建筑物(wù)電(diàn)子信息系统防雷技术规范》
(GB50169-2010)《電(diàn)气装置安装工程接地装置施工及验收规范》
 ( 99D501-1)标准《國(guó)家建筑标准设计图集(防雷与接地安装)》
二、接地分(fēn)类
1)工作接地
2)保护接地
3)直流接地
4)防雷接地 
5)防静電(diàn)接地
6)屏蔽接地
三、防雷接地概述
接地施工分(fēn)為(wèi)以下几个方面:
  1)根据实际现场情况,测试土壤或砂石土壤電(diàn)阻率。
  2)测试土壤的腐蚀度、考虑地區(qū)的气象环境如:干旱少雨、冰冻深度、雷雨季节。
  2)根据环境选择施工工具、材料并制定挖掘方案,一般采用(yòng)深井、口型或环形、L型接地较多(duō)。
  3)选择接地材料。主要考虑:对环境的污染、使用(yòng)寿命、施工难度、运输、造价成本等。
从施工难易度分(fēn)析:
   1、高风沙高腐蚀高地阻材料使用(yòng):烧制接地模块+锌包钢或绝缘線(xiàn)缆+高纯石墨降阻剂+阴极接地材料+石墨線(xiàn)缆导線(xiàn)+热焊接(此套餐优点:使用(yòng)寿命長(cháng)、容易降低接地電(diàn)阻。缺点:造价高、材料市场少,一般厂家生产模块為(wèi)压制模块)
   2、高地阻石块地區(qū)使用(yòng)材料:离子接地棒+镀铜绞線(xiàn)+镀锌管+石墨降阻剂+普通接地模块(优点:导電(diàn)性能(néng)好、使用(yòng)寿命長(cháng)。缺点:施工难度大、造价高)
   3、砂质土壤高地阻环境使用(yòng)材料:A:烧制接地模块+高纯降阻剂+镀铜或镀锌材料连接。B:深井铜包钢+离子接地棒+高纯降阻剂结合。
   4、红土泥土或電(diàn)阻率低的环境下:镀锌、镀铜、烧制模块都可(kě)以使用(yòng),效果好。
 國(guó)内优秀防雷接地材料或施工品牌:伟信防雷、捷力通防雷
四、测试土壤電(diàn)阻率
土壤電(diàn)阻率是单位長(cháng)度土壤電(diàn)阻的平均值,单位是 欧姆·米。
土壤電(diàn)阻率是接地工程计算中一个常用(yòng)的参数,直接影响接地装置接地電(diàn)阻的大小(xiǎo)、地网地面電(diàn)位分(fēn)布、接触電(diàn)压和跨步電(diàn)压。
土壤電(diàn)阻率是决定接地體(tǐ)電(diàn)阻的重要因素,為(wèi)了合理(lǐ)设计接地装置,必须对土壤電(diàn)阻率进行实测,以便用(yòng)实测電(diàn)阻率做接地電(diàn)阻的计算参数。
测量土壤電(diàn)阻率的方法之一是对接地體(tǐ)进行接地電(diàn)阻测量,测得接地體(tǐ)接地電(diàn)阻后,再按下面的公式计算土壤電(diàn)阻率。
用(yòng)钢管或圆钢作接地體(tǐ)时ρ=2πRjL/(ln(4L/d))=RjL/(0.336lg(4L/d))Ωcm
其中L為(wèi)钢管或圆钢入地長(cháng)度,单位m
d為(wèi)钢管或圆钢直径,单位m
Rj為(wèi)测出的接地電(diàn)阻值,单位Ω
用(yòng)扁钢作接地體(tǐ)时
ρ=2πRjL/(ln(2L^2/(bh)))=RjL/(0.336lg(2L^2/(bh)))Ωcm
其中 L為(wèi)扁钢長(cháng)度,单位m
b為(wèi)扁钢厚度,单位m
h為(wèi)埋设深度,单位m。
然后要知道水平接地體(tǐ)的電(diàn)阻,采用(yòng)垂直接地體(tǐ)的電(diàn)阻是多(duō)少,最后才能(néng)计算。
根据地网土层的土壤電(diàn)阻率,采用(yòng)下式计算接地模块用(yòng)量:
水平埋置,单个模块接地電(diàn)阻:
Rj =0.068×[ρ÷(a×b)-2]
并联后总接地電(diàn)阻:Rnj = Rj /nη
式中:ρ―土壤電(diàn)阻率(Ω/m)
a、b―接地模块的長(cháng)、宽(m);
Rj―单个模块接地電(diàn)阻(Ω);
Rnj―总接地電(diàn)阻(Ω);
n―接地模块个数;
η―模块调整系数,一般取0.6―0.9。
五、塔杆防雷接地系统
塔杆接地说明 
   杆塔基站专用(yòng)接地装置是作為(wèi)通用(yòng)行业标准,对杆塔接地電(diàn)阻的要求到10Ω以下,因為(wèi)只有(yǒu)这样才能(néng)提高線(xiàn)路的耐雷水平,有(yǒu)效地限制雷击跳闸率,从而保证電(diàn)网的安全稳定运行。
杆塔接地型式  
   原塔杆有(yǒu)单独的接地装置,可(kě)利用(yòng)杆塔和钢筋混凝土杆自然接地或另设雷電(diàn)保护接地装置。自然接地電(diàn)阻符合不要求时,需要重新(xīn)增加防雷接地装置。

根据塔杆的原接地示意图,可(kě)以保持塔杆原接地的水平装置,把垂直接地重新(xīn)安装,跟原接地链接。垂直接地装置采用(yòng)图示的烧制石墨型接地模块-方形,用(yòng)柔性石墨缆和石墨连接螺栓链接原水平装置和烧制石墨型接地模块-方形。
  也可(kě)以根据塔杆的接地電(diàn)阻要求,对塔杆重新(xīn)布置防雷接地:一、塔杆环形地网在周边挖一个边長(cháng)為(wèi)5米深度為(wèi)0.8米的坑,接地體(tǐ)水平敷设,固定完毕后加高纯物(wù)理(lǐ)降阻剂。二、一字型地网即在塔杆基础引下开挖宽為(wèi)0.8米,深度大于0.8米、長(cháng)度大于10米水平敷设接地體(tǐ),链接后敷设降阻剂。
   本接地采用(yòng)40*4石墨缆和塔體(tǐ)相连,柔性石墨缆和石连接螺栓链接接地體(tǐ)扁钢和烧制石墨型接地模块-圆柱形,达到接地電(diàn)阻要求。
3、烧制模块连接示意图


六,接地材料
1、垂直接地體(tǐ)材料
垂直接地體(tǐ)可(kě)采用(yòng)烧制型烧制石墨型接地模块-圆柱形、铜包钢接地棒、铜材、热镀锌钢材(钢管、圆钢、角钢、扁钢)、离子接地棒、锌包钢或其它新(xīn)型接地材料。
2、水平接地體(tǐ)材料
水平接地體(tǐ)一般采用(yòng)纯铜線(xiàn)、镀铜線(xiàn)、热镀锌扁钢、锌包钢等。
3、地网施工布置
地网布置依据地形设计為(wèi)口型、一字。
4、地网挖掘
接地地网挖掘深度0.8米,根据土壤如:石头、沙土、建筑垃圾、黄土等情况,北方城市一定要达到冻土层以下。
5、焊接与防腐处理(lǐ)
接地體(tǐ)(線(xiàn))的连接应采用(yòng)焊接或螺栓固定,焊接处焊缝应饱满并有(yǒu)足够的机械强度,常见的焊接分(fēn)為(wèi):電(diàn)焊与放热焊接。焊接不得有(yǒu)夹渣、咬肉、裂纹、虚焊、气孔等缺陷,焊接处的药皮敲净后,刷沥青做防腐处理(lǐ)。

   采用(yòng)搭接焊时,其焊接長(cháng)度如下:1)镀锌扁钢不小(xiǎo)于其宽度的2倍,三面施焊。(当扁钢宽度不同时,搭接長(cháng)度以宽的為(wèi)准)。敷设前扁钢需调直,煨弯不得过死,直線(xiàn)段上不应有(yǒu)明显弯曲,并应立放。2)、镀锌圆钢焊接長(cháng)度為(wèi)其直径的6倍并应双面施焊(当直径不同时,搭接長(cháng)度以直径大的為(wèi)准)。3)镀锌圆钢与镀锌扁钢连接时,其長(cháng)度為(wèi)圆钢直径的6倍。4 )镀锌扁钢与镀锌钢管焊接时,為(wèi)了连接可(kě)靠,除应在其接触部位两侧进行焊接处,还应直接将扁钢本身弯成弧形与钢管焊接。 
6、烧制型接地體(tǐ)工作原理(lǐ)和特点     
    地网的接地電(diàn)阻主要由接地體(tǐ)、连接材料、辅助接地體(tǐ)组成,其中接地體(tǐ)与土壤的接触電(diàn)阻和入地電(diàn)流在土壤中的扩散電(diàn)流是接地電(diàn)阻的主要部分(fēn)。
    传统的接地體(tǐ)多(duō)為(wèi)金属导體(tǐ),如扁钢、圆钢、角钢、钢管、铜棒、铜板等。用(yòng)传统接地材料做地网受季节影响较大,接地電(diàn)阻不够稳定,钢材及镀锌扁钢地网使用(yòng)寿命相对较短,在土壤電(diàn)阻率特别高的条件下难以解决接地问题。纯铜接地材料成本高并且容易腐蚀。
烧制型系列接地模块450*450*40高导電(diàn)性、稳定性、耐腐蚀、不质变的膨胀石墨材料為(wèi)主體(tǐ),在1800度高温煅烧、具有(yǒu)以下特点 :
(1)  采用(yòng)化學(xué)稳定非金属导體(tǐ)材料作為(wèi)模块的导電(diàn)介质,其导電(diàn)性不受季节影响;
(2) 能(néng)吸湿保湿、能(néng)保持与土壤有(yǒu)效接触,接地電(diàn)阻低;
(3) 在高土壤電(diàn)阻率地區(qū),能(néng)有(yǒu)效降低地网接地電(diàn)阻;
(4) 耐大工频和冲击電(diàn)流冲击,電(diàn)阻稳定;
(5) 耐腐蚀、无毒、使用(yòng)寿命長(cháng)、安装简便;
连接材质有(yǒu)石墨線(xiàn)缆、石墨连接螺栓、柔性石墨線(xiàn)、镀锌扁钢、镀铜扁钢、镀锡等材料

编辑单位:陕西伟信防雷 科(kē)技有(yǒu)限公司