一种减小输电线路杆塔冲击接地阻抗的方法与流程

本发明属于电力技术领域，尤其是涉及一种减小输电线路杆塔冲击接地阻抗的方法。

背景技术：

输电线路杆塔接地是降低雷击杆塔时产生的过电压对线路构成威胁的重要措施，是保证电力系统安全正常运行的重要手段。但是近年来随着现代电力系统的持续发展，架空线路长度不断扩大，且暴露在旷野，很容易受到雷击，从统计情况看，在我国电网故障分类统计中，雷击导致的跳闸次数大约占高压线路运行总跳闸次数的40%～70%，特别是在多雷，土壤电阻率高，地形复杂的地区，雷击线路而引起的事故率更加高。

在输电线路中，杆塔的接地是输电线路防治雷击跳闸的重要手段，可靠的接地能够提高线路防雷水平，有效的保证电力系统的安全稳定运行。接地电阻主要是指接地引下线、接地散流电阻和接触电阻，接地的目的是保证雷击时雷电流能够流入大地，保护线路上设备的绝缘，从而有效的降低线路的雷击跳闸率，提高电网运行可靠性，同时也能够保护人体不受跨步电压的伤害。降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平、降低线路雷击跳闸率的重要举措。要想改善输电线路的接地装置性能，就要使其接地电阻尽量降低。

cn208522100u公开了一种新型输电线路杆塔接地装置，包括水平接地极、垂直接地极、针刺空腔接地体和针刺分流导体；其有益效果在于，首先，增大了接地极的散流面积，减弱了端部效应的影响，提高了接地极的散流利用效率；其次，增加接地装置冲击散流时的有效长度或有效区域，从而减小接地装置的冲击接地电阻；此外，提高了对接地极导体的散流利用效率，同时加强了火花效应，因此，能够缩短接地装置中放射接地极的长度；最后，减少了杆塔接地装置现场施工时的焊接工作，提高了现场施工效率，也减少了现场施工时焊接不良问题的发生。

cn203423263u公开了一种降低输电线路接地电阻的接地装置，包括输电线路杆塔上的接地引下线，其特征在于：它还包括设置于土层以下的接地环和多根并联的接地棒；接地棒的一端与接地环连接，另一端为自由端，接地棒围绕接地环的一侧向外向下呈辐射分布；接地引下线的下端连接接地环，接地环套设在输电线路杆塔上。由于利用多根接地棒并联作为接地体，当一根接地棒的接地电阻为r1时，n根接地棒的总接地电阻为r=r1//r2//…//rn，因此使得整个接地装置的接地电阻大大减小。而且由于每一根接地棒承受的电流减小，因此接地装置的散流接地效果好、防雷性能优越。其适用地区范围广，受季节气候影响较小，适用于高土壤电阻率地区的输电线路的接地。

然而，现有技术中降低冲击接地阻抗的方法采用的措施单一，无法满足复杂、多变的地形需要，而且接地的材料、相关的环境等的影响，使冲击接地阻抗的性能无法长时间保证和保持；接地材料无法适应多变的酸、碱、盐环境。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的是揭示一种减小输电线路杆塔冲击接地阻抗的方法，它是采用以下技术方案实现的。

一种减小输电线路杆塔冲击接地阻抗的方法，其特征在于采用了以下措施：

（一）水平外延接地，改变接地装置：

（1）接地装置由水平射线，接地环，垂直接地极组成；水平射线及接地环材料为φ10热镀锌圆钢，圆钢埋深大于60cm，水平射线为4根长度50m以上射线，接地环长度不小于20m，接地环敷设杆塔周围，垂直接地极用∠50度×5m、长1m的热镀锌角钢，每隔10m在圆钢下部装设，角钢与圆钢可靠焊接，圆钢的搭接长度为其直径的6倍并双面施焊，并可靠焊接；

（2）土壤电阻率较高，接地电阻值超过20ω的杆塔，接地装置中使用4×40的镀锌扁铁，每根射线使用两根扁铁，扁钢的搭接长度不小于8cm并四面施焊；

（3）对于岩石土质，难于开挖60cm的沟槽，至少保证不小于40cm的深度；

（4）新接地装置在地面下与原接地装置可靠焊接，且圆钢的搭接长度为其直径的6倍并应双面施焊；

（5）焊接要求：以上焊接点用沥青防腐，圆钢与圆钢的搭接长度为其直径的6倍并双面施焊，圆钢与扁铁搭接长度为扁铁宽度的3倍并双面施焊；

（二）深埋接地极：将式接地极埋入地的深度不小于3m；

（三）改良土壤：通过替换接地处土壤和在土壤中加入工业盐水来增加土壤导电性；

（四）采用接地模块：其中接地模块的中间有与主接地网相连接用的金属引线，接地模块的施时只要将一个个模块的金属引线与主接地网的圆钢或扁钢分别焊接即可；

（五）采用降阻剂：采用电阻率远小于土壤的电阻率的降阻剂，其中，降阻剂为有机类或无机类，有机类降阻剂所含的成分大为高导电的nacl、硫氮类无机盐类混合一些起固化作用的树脂类高分子化合物；无机降阻剂中包含有膨润土、细粘土、水泥、生石灰、食盐、硫酸钠、过硫酸铵、碳酸钠、三氯化铁、和水；所述无机降阻剂为灰黑色固体粉末，干粉状态时的比重为1.1—1.3t/m³，ph值为7—12范围内；

（六）采用离子接地棒：离子接地棒是由多根带排泄孔的铜管构成的接电极，管内填充的是无机盐晶体，和接地装置的外延接地网使用，再通过电缆用火熔焊接方式连接；

（七）采用导电水泥封堵：采用在普通水泥中加入具有导电性能的电介质并经过特殊处理的导电水泥，来减小接地装置的接地电阻，保持水泥中电介质性导电性能的稳定；

（八）采用柔性石墨接地体来替代现有的接地线：在地网射线与根开相交形成的每个注流极上都引出第一火花刺和第二火花刺，第一火花刺和第二火花刺相互垂直，在每个注流极上引出的第一火花刺与该处的地网射线之间的夹角为45度，在每个注流极上引出的第二火花刺与该处的地网射线之间的夹角为45度，第一火花刺和第二火花刺的材料都是石墨基柔性接地体。

上述所述的一种减小输电线路杆塔冲击接地阻抗的方法，其特征在于所述第一火花刺的长度为：3m±0.05m。

上述所述的一种减小输电线路杆塔冲击接地阻抗的方法，其特征在于所述第二火花刺的长度为：3m±0.05m。

上述所述的一种减小输电线路杆塔冲击接地阻抗的方法，其特征在于所述第一火花刺及第二火花刺的直径都为28mm。

本发明具有以下主要有益效果：杆塔接地电阻更稳定、更低；电网的运行更安全、可靠、杜绝了由于接地故障而造成的线路的雷击跳闸现象的发生。

附图说明

图1为本申请实施实例中地网敷设示意图。

为了使所在技术领域人员能更准确、清楚地理解及实施本申请，下面结合说明书附图对于附图标记作进一步说明，图中：1—地网射线、21—第一火花刺、22—第二火花刺、3—根开；a、b、c、d表示四根根开。

具体实施方式

请见图1，一种减小输电线路杆塔冲击接地阻抗的方法，其特征在于采用了以下措施：

（一）水平外延接地，改变接地装置：

（1）接地装置由水平射线，接地环，垂直接地极组成；水平射线及接地环材料为φ10热镀锌圆钢，圆钢埋深大于60cm，水平射线为4根长度50m以上射线，接地环长度不小于20m，接地环敷设杆塔周围，垂直接地极用∠50度×5m、长1m的热镀锌角钢，每隔10m在圆钢下部装设，角钢与圆钢可靠焊接，圆钢的搭接长度为其直径的6倍并双面施焊，并可靠焊接；

（2）土壤电阻率较高，接地电阻值超过20ω的杆塔，接地装置中使用4×40的镀锌扁铁，每根射线使用两根扁铁，扁钢的搭接长度不小于8cm并四面施焊；

（3）对于岩石土质，难于开挖60cm的沟槽，至少保证不小于40cm的深度；

（4）新接地装置在地面下与原接地装置可靠焊接，且圆钢的搭接长度为其直径的6倍并应双面施焊；

（5）焊接要求：以上焊接点用沥青防腐，圆钢与圆钢的搭接长度为其直径的6倍并双面施焊，圆钢与扁铁搭接长度为扁铁宽度的3倍并双面施焊；

（二）深埋接地极：将式接地极埋入地的深度不小于3m；

（三）改良土壤：通过替换接地处土壤和在土壤中加入工业盐水来增加土壤导电性；

（四）采用接地模块：其中接地模块的中间有与主接地网相连接用的金属引线，接地模块的施时只要将一个个模块的金属引线与主接地网的圆钢或扁钢分别焊接即可；

（五）采用降阻剂：采用电阻率远小于土壤的电阻率的降阻剂，其中，降阻剂为有机类或无机类，有机类降阻剂所含的成分大为高导电的nacl、硫氮类无机盐类混合一些起固化作用的树脂类高分子化合物；无机降阻剂中包含有膨润土、细粘土、水泥、生石灰、食盐、硫酸钠、过硫酸铵、碳酸钠、三氯化铁、和水；所述无机降阻剂为灰黑色固体粉末，干粉状态时的比重为1.1—1.3t/m³，ph值为7—12范围内；

（六）采用离子接地棒：离子接地棒是由多根带排泄孔的铜管构成的接电极，管内填充的是无机盐晶体，和接地装置的外延接地网使用，再通过电缆用火熔焊接方式连接；

（七）采用导电水泥封堵：采用在普通水泥中加入具有导电性能的电介质并经过特殊处理的导电水泥，来减小接地装置的接地电阻，保持水泥中电介质性导电性能的稳定；

（八）采用柔性石墨接地体来替代现有的接地线：在地网射线1与根开3相交形成的每个注流极上都引出第一火花刺21和第二火花刺22，第一火花刺21和第二火花刺22相互垂直，在每个注流极上引出的第一火花刺21与该处的地网射线1之间的夹角为45度，在每个注流极上引出的第二火花刺22与该处的地网射线1之间的夹角为45度，第一火花刺21和第二火花刺22的材料都是石墨基柔性接地体。

上述所述的一种减小输电线路杆塔冲击接地阻抗的方法，其特征在于所述第一火花刺的长度为：3m±0.05m。

上述所述的一种减小输电线路杆塔冲击接地阻抗的方法，其特征在于所述第二火花刺的长度为：3m±0.05m。

上述所述的一种减小输电线路杆塔冲击接地阻抗的方法，其特征在于所述第一火花刺及第二火花刺的直径都为28mm。

本申请中由于采用了复合的减小输电线路杆塔冲击接地阻抗的方法，使得输电线路杆塔冲击接地阻抗得到了有效的降低，申请人对改进后的成果进行了量化检验，数据如下:

本申请中的复合地线经受了酸、碱和盐等恶劣环境的试验，并能保证强度、电阻、拉伸强度等的稳定；另外都符合了电阻小于14mω满足导电要求；本申请中在接地装置注流极附近添加火花刺的方法有效地提高了接地电流扩散效率，降低冲击接地电阻；而且在使用中，近4年的使用中也未发生过由于接地故障造成的线路的雷击跳闸现象。

本申请中采用柔性石墨接地体，取得了以下有益技术效果：良好的耐腐性，适应我国所有土壤类型;耐直流电解腐蚀，适用于直流输电系统杆塔接地;与土壤具有良好的粘结性，与土壤的接触电阻低值稳定;大电流冲击下良好的动热稳定性，温升低避免土壤烧结;采用非磁性材料大大延长有效接地长度;具有良好的工程性，运输、开挖、回填等变得简单易行;具有良好的技术经济性；无回收价值，可避免偷盗；减排减霾，实现良好的社会效益。

本发明具有以下主要有益效果：杆塔接地电阻更稳定、更低；电网的运行更安全、可靠、杜绝了由于接地故障而造成的线路的雷击跳闸现象的发生。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。