本方案主要是針對高壓架空線路中鐵塔的保護防雷,采用接地防雷方式,主要是引下線與接地網(wǎng)的設(shè)計。將電力系統(tǒng)或電氣裝置的某一部分經(jīng)接地線連接到接地極或地網(wǎng)稱為接地。連接到接地極的導(dǎo)線稱為接地線。
一個接地裝置正確與合理,不僅能為有效防雷提供保障,還能降低工程的建設(shè)成本,不過也是電力系統(tǒng)中一直攻關(guān)的難題。高壓架空線一般組成有:高壓輸電線、避雷線、避雷器及鐵塔本體,本方案重點針對危害最常見的直擊雷而設(shè)計,采用直接接地制式。
一、 引下線的設(shè)計
輸電鐵塔所處位置不定,相對高度較高,受直擊雷影響明顯而維護工程又比較艱巨。線
路中引下線主要包括避雷線的引下線,高壓輸電線防雷裝備保護引線。根據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),避雷線引下線可采用鐵塔作為引線,鐵塔有良好的接地,只需保證引線與鐵塔有良好的電氣連接,并做防腐處理;鐵塔采用四角引線連接到地網(wǎng)接點。各相線的避雷保護器引線也同樣可以采用此方法,但注意的是要確保引線連接的正確與科學(xué),各連接點電氣接觸良好,一般選用導(dǎo)線截面為35-95mm2的多股銅導(dǎo)線。
高壓架空線路鐵塔的接地裝置可采用下列模式:
a) 在土壤電阻率ρ≤100Ω*m的潮濕地區(qū),可利用鐵塔自然接地。對發(fā)電廠、
變電站的進線段應(yīng)另設(shè)雷電保護接地裝置。在居民區(qū),當(dāng)自然接地電阻符合要求時,可不設(shè)人工接地裝置。
b) 在土壤電阻率100Ω*m<ρ≤300Ω*m的地區(qū),除了利用鐵塔的自然接地外,并應(yīng)增設(shè)人工接地裝備,接地極埋深不宜小于0.6m。
c) 在土壤電阻率300Ω*m<ρ≤2000Ω*m的地區(qū),可采用水平敷設(shè)的接地裝置,接地極埋深不宜少于0.5m。
d) 在土壤電阻率ρ>2000Ω*m的地區(qū),可采用6~8根總長度不超過500m的放射線接地極或者連續(xù)伸長接地極長短結(jié)合的方式。接地極埋深不宜小于0.3m。還可以采用引外接地或其他措施。
e) 居民區(qū)和水田中的接地裝置,宜圍繞鐵塔基礎(chǔ)敷設(shè)成閉合環(huán)形。
架空線路鐵塔的接地線及連接方式符合DL/T620-1997〈交流電氣裝置的過電壓保護和
絕緣配合〉的要求。
二、 地網(wǎng)的設(shè)計
要布置一個合理的接地網(wǎng)不僅僅是依靠豐富正確的理論計算,還應(yīng)該從不斷的實踐中去
總結(jié)探索。接地電阻是表示接地體接地狀態(tài)是否良好的主要指標(biāo),通常架空線路鐵塔的接地電阻不宜大于30Ω。(一般所指的是工頻接地電阻)接地系統(tǒng)的電阻一般由幾部分電阻的總和:(1)土壤電阻,即從接地極處土壤向遠處擴散的電流所經(jīng)過的路徑的電阻。(2)土壤和接地體之間的接觸電阻。(3)接地體本身的電阻。(4)接地引線、地線盤或接地匯流排以及接地配線系統(tǒng)中采用的導(dǎo)線電阻。其中起決定作用的是接地體附近的土壤電阻。土壤電阻的大小一般由土壤電阻率表示。土壤電阻率一般以1cm3 的土壤電阻表示。土壤的電阻率主要由土壤中的含水量和本身的電阻率來決定,決定土壤電阻率的因素主要有:土壤的類型、溶解在土壤中的鹽和化合物、土壤中的溶解鹽的濃度、含水量、溫度、土壤物質(zhì)的顆粒大小和顆粒大小的分布、密集性和壓力、電暈作用。通常鐵塔的接地電阻標(biāo)準(zhǔn)如下表:
地壤電阻率(Ω•m) 100及以下 100以上至500 500以上至1000
工頻接地電阻(Ω) 10 15 20~30
各接地裝置應(yīng)利用直接埋入地中或水中的自然接地極,當(dāng)利用自然接地極和引外接地裝置時,應(yīng)采用不少于兩根導(dǎo)體在不同地點于接地網(wǎng)相連接。按YD5668-98地網(wǎng)的布置要求,根據(jù)IEC電氣標(biāo)準(zhǔn),依據(jù)不同的地理環(huán)境,一般采用聯(lián)合地網(wǎng)布置方式。按照這種方式布置的地網(wǎng),其接地電阻為:
設(shè)ρ為土壤率,s為地網(wǎng)面積,ρ為用地阻儀實測數(shù)值,R為現(xiàn)地網(wǎng)的接地電阻,可根據(jù)近似推算公式 ρ≈2R√s,可得出地網(wǎng)面積。地網(wǎng)接地極網(wǎng)狀布置,埋深0.8m,垂直接地體長為2.5m,在地網(wǎng)的均分點上分別引處四條地網(wǎng)測試極到地面,以便檢測地網(wǎng)情況。鐵塔接地引線通過四只腳與地網(wǎng)相連,確保電氣連接良好,引線經(jīng)過保護處理,采用PVC套管套裝。地網(wǎng)的形狀也不是固定的,可以多樣化,具體應(yīng)根據(jù)氣候、地形、地理環(huán)境,因地制宜。地理環(huán)境的不同決定了地質(zhì)的不同,從而土壤率也明顯差異。一般軟性土壤地阻相對小,對地網(wǎng)的要求相對比較低,較小的成本就能保障良好的接地性能,而相對硬質(zhì)土壤比如巖石、多巖山地,地阻很高,為保障良好的接地防雷,對地網(wǎng)的要求也相對較高,同時對地網(wǎng)的設(shè)計鋪設(shè)也造成一定程度上的影響。具體電阻率參考下表:
類別
名稱 電阻率近似值Ω•m 不同情況下電阻率的變化范圍Ω•m
較濕時 較干時 地下水含鹽堿時
土 陶黏土 10 5-20 10-100 3-10
泥炭、泥灰?guī)r、沼澤地 20 10-30 50-300 3-30
搗碎的木炭 40 —— —— ——
黑土、園田土、陶土 50 30-100 50-300 10-30
白堊土、黏土 60 30-100 50-300 10-30
砂質(zhì)粘土 100 30-300 80-1000 10-80
黃土 200 100-200 250 30
含砂粘土、砂土 300 100-1000 1000以上 30-100
河灘中的砂 —— 300 —— ——
煤 —— 350 —— ——
土 多石土壤 400 —— —— ——
上層風(fēng)化粘土,下層頁巖 500 —— —— ——
表層土夾石、下層礫石 600 —— —— ——
砂 砂、砂礫 1000 250-1000 1000-2500
砂層深度大于10m、地下水較深草原、底層多巖石 1000 —— —— ——
巖石 礫石、碎石 5000 —— —— ——
多巖山地 5000 —— —— ——
花崗巖 200000 —— —— ——
混凝土 在水中 40-55 —— —— ——
在濕土中
100-200 —— —— ——
在干土中 500-1300 —— —— ——
在干燥的大氣中 12000-18000 —— —— ——
礦 金屬礦石 0.01-1 —— —— ——
整個地網(wǎng)由接地極,連接體及接地線連接而成。接地引線為96mm2銅質(zhì)多股電纜連接地網(wǎng)與鐵塔之間,電氣連接良好,并進行防機械損傷和化學(xué)腐蝕處理。接地線與接地極采用焊接技術(shù),接地線與鐵塔采用螺栓連接。整個地極采用我公司開發(fā)的CP型電解離子接地系統(tǒng),低成本,高性能,并提供全方位服務(wù)。CP型離子接地系統(tǒng)采用了保濕配方技術(shù)、離子緩釋技術(shù)、潛深鏡像技術(shù)、長效降阻技術(shù)等當(dāng)代接地技術(shù)中四大前沿科學(xué)技術(shù),最大程度解決了降阻性、耐腐性和成本問題,使得CP型產(chǎn)品在各項接地性能和適應(yīng)性方面具有明顯優(yōu)勢,應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。
深圳市社保電子技術(shù)有限公司成立于2000年,是經(jīng)國家批準(zhǔn)的專業(yè)從事防雷元器件及防雷、防浪涌、過電壓保護器成品(SPD)等產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)與銷售為一體的高科技民營企業(yè)。