郑建平 吴毅江 中山电力工业局,广东 中山 528400
架空送电线路杆塔的接地电阻R包括地网的接地电阻Re和自架空避雷线到地网之间的所谓“接地通道”电阻Rp。在钳式接地电阻表未广泛应用前,接地通道电阻Rp往往被人忽视。为了说明降低Rp对杆塔防雷的作用,这里先简单介绍钳式接地电阻表(以下简称钳表)测量“接地通道”电阻的原理。
1 钳表测量原理 如图1所示,钳表通过本杆塔引下线注入测量电流。这电流从本杆塔的Rp,经架空避雷线,分散到其他杆塔的接地通道,特别是两端变电站的接地通道返回大地,与本杆塔的接地网Re形成一个闭合回路。可见钳表所测的是杆塔的Rp+Re以及各杆塔、两端变电站接地电阻并联起来的电阻Rb(如图2所示)。多座杆塔的接地电阻并联,尤其是两端变电站接地电阻并联,使Rb远小于Rp+Re。钳表钳测的接地电阻近似Rp+Re,即地网接地电阻和杆塔接地通道电阻。

图1 钳表的测量等值电路图

图2 Rb等值电路示意图
2 实践 笔者所在的广东中山地区,在1996年曾用传统的接地电阻摇表复测一条新建成的110 kV送电线全线杆塔的地网接地电阻(Re),其数值都很好地满足设计要求(见表1)。但投产后不到一年时间,共发生四次雷击绝缘子跳闸故障。为此,我们用钳式接地电阻表再复测每座杆塔的接地电阻(R=Rp+Re),发现钳测出的接地电阻比先前用传统接地电阻摇表的测值明显增大,可见杆塔的接地通道电阻不容忽视。
表1 110 kV柴桂线部分杆塔接地电阻值和杆塔雷击情况表 Ω
杆塔号
土壤类别
传统方法实测地网接地电阻 R=Re
钳测的杆塔接地电阻R=Rp+Re
绝缘子闪络跳闸情况
改进前
改进后
改进前
改进后
1996年
1997年
10
水田
5.5
8
5.6
自1997年至1999年全线未发生 过绝缘子闪络跳闸。(注:全线 43座杆塔,挂双避雷线,导线 平均悬挂高度为9.74 m。悬垂 绝缘子串7片XP-7,耐张绝缘子串8片XP-7。)
11
山地
13
62.4
13.1
12
山地
12
18
12
三相
L1,L2两相
13
山地
13
13.2
13
14
山地
14
23
14.2
15
山地
13
53.7
13.3
L1,L2两相
16
山地
14
42.5
14.8
L2单相
17
山地
15
30
15.2
21
山地
20
38.6
20.5
22
山地
16
16.2
16.1
23
山地
13
14
13
实际上杆塔的接地通道电阻Rp包括接地引下线或塔身的传导电阻Rt,接地网引出线接线板和塔身或接地引下线的连接螺栓的接触电阻Rc1和架空避雷线金具与塔身或接地引下线的“链接电阻”Rc2(见图3),即
Rp=Rt+Rc1+Rc2,
而塔身或接地引下线本身的传导电阻很小,Rt≈0,于是
Rp=Rc1+Rc2,
所以,降低杆塔通道电阻Rp,主要是降低这两部分接触电阻。具体措施如下: a)解开地网引出接线板和避雷线引下线的螺栓连接。清除两接触面的氧化膜,涂上导电脂,再牢固地重新装回,以有效地降低Rc2。

图3 链接电阻示意图
b)架空避雷线金具与塔身或接地引下线的连接是正交圆柱面的点接触,通常称为“链接”。为保证避雷线与塔身或引下线有可靠的电气接触,用附加一段带接线板的短连接软线,通常用截面不少于50 mm2的钢铰线,加一个并沟线夹,把避雷线与塔身或引下线有效地连接起来(当然,亦须作接触面清理和涂抹导电脂)以降低Rc2。 对110 kV柴桂线全线杆塔作这样的接地通道改进后,再钳测各杆塔的接地电阻R=Rp+Re,其数值就与原先测得的地网电阻很接近。改进过的柴桂线运行至今一年多未发生过任何跳闸故障。笔者所在的地区其他三条220 kV送电线(北中线、珠中线、中小线),在降低不及格的地网接地电阻的同时,进行全线杆塔接地通道改进工作。运行近一年亦未发生过任何跳闸故障。
3 结束语 通过在广东中山地区几年的实践证明,降低220 kV及以下的送电线路杆塔接地通道的电阻,是提高杆塔耐雷水平的经济而有效的措施。这种做法,对于接地条件不好的杆塔,效果更为显著。 然而,由于杆塔接地通道电阻是以接触电阻为主,在主导雷电流流过时会因“击穿”而迅速下降。因此,对于500 kV送电线路,由于其绝缘子串设计要求U50%较高,能够承受很高的雷电流起始残压,改善接地通道来提高其耐雷水平的必要性,还需进一步探讨。
参考文献 [1]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京:水利电力出版社,1991 [2]周泽存.高电压技术[M].北京:水利电力出版社,1988
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