高压输电线路接地保护设计与应用.doc
鄂天龙++梁岩涛++张四江++蒋雅斌+王泷++薛鹏程
摘 要：河西走廊是我国西气东输、疆电外送、清洁能源外流的重要能源通道。随着特高压电网的快速发展，河西地区特高压输电线路也进入密集建设期。本研究依托酒泉～湖南±800kV特高压直流输电线路工程，分析研究河西地区腐蚀条件下特高压输电线路防雷接地方案。通过分析类比，最终确定接地装置材料和接地方式，并说明了采用铜覆钢接地的可行性和实用性。
关键词：河西走廊；特高压线路；腐蚀；接地
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）13-0144-01
1 背景與意义
近年来，随着特高压建设蓬勃兴起，河西地区也因其重要的地理位置成为特高压电网建设的密集区域。
河西地区气候干燥少雨，雷暴期较短，除山地高坡以外，地表大多为发育在灰棕荒漠土上的盐碱土。盐碱土具有腐蚀性，会对输电线路接地装置产生腐蚀破坏，影响接地装置的使用寿命，造成接地网局部断裂、接地线与接地网脱离等严重后果。研究河西地区腐蚀条件下特高压输电线路防雷接地，确定接地材料、接地形式和埋设方式，对确保该地区特高压电网安全运行有着重要的意义。为切合工程实际，研究将依托酒泉～湖南±800kV特高压直流输电线路工程展开论述分析。
2 接地腐蚀成因分析
2.1 气象因素
河西地区气候干燥，气温日较差大，年平均气温为4～9℃，走廊境内绝大部分地区年降水量在150mm以下。河西走廊雷暴期较短，地闪密度等级较低，雷击跳闸率较低。
2.2 地形地质因素
河西地区地处青藏高原东侧，海拔1100～4300m。其地表多为盐碱土，属内陆型盐渍土，具有腐蚀性，其中氯化物盐渍土的对金属的腐蚀较强。该地区土壤电阻率较高。
2.3 成因分析
通过分析气象、地形地质等环境数据和实地调查研究，确定土壤腐蚀是酒湖线河西段接地材料的主要腐蚀形式。其中，影响土壤腐蚀的主要因素包括土壤孔隙度、含水量、电阻率、含盐量等。
3 接地装置选取
3.1 主要措施要求
综合考虑导线、铁塔、基础和环境条件等因素，结合雷电绕击闪络率、雷电反击闪络率计算，确定酒湖线路工程河西段接地主要措施要求如下：
（1）杆塔均接地。（2）接地装置应有良好的散流作用，推荐采用热镀锌Φ12圆钢，也可根据土壤电阻率等条件选择新型接地材料。（3）接地装置推荐采用接地框加水平接地射线型式。部分不宜采用该型式的地区可采用四点独立引下垂直接地。（4）平地、山地、岩石地区接地放射线埋设深度分别不小于0.8m、0.6m、0.3m，接地线下应垫0.1m厚素土。（5）对接地电阻较大，土壤电阻率高（ρ≥2000Ω·m）的杆塔，当自然条件不满足技术要求时，推荐加装降阻接地模块、添加降阻剂等综合降阻措施。（6）为降低反击闪络率，建议控制接地电阻在30Ω以下。若杆塔基础自然接地电阻在该止以下，从安全运行经验和技术经济性角度出发，可以考虑在人烟稀少地区取消水平接地体。
3.2 接地材料选择
酒湖线路工程甘肃河西段接地装置要求具有良好的降阻、防腐性，可选用的常规及新型材料有如下：
热镀锌圆钢接地、铜覆钢接地、石墨基柔性复合接地体。
3.3 分析比较
从防腐角度来看，镀锌圆钢防腐性能较差，其他两种新型接地材料均具有良好的防腐性能，可以做到在输电线路寿命期内免更换维护。采用0.25mm厚铜层厚度的铜覆钢可满足耐腐蚀性能的要求，并可免更换。
从经济角度分析，研究采用“年费用法”评估得出：在土壤电阻率较大（超过6000Ω·m）的高山岩石腐蚀地区可采用石墨接地，接地引下线涂导电防腐漆。其他地区按照腐蚀程度和电阻率不同，可选择不同截面大小的镀锌圆钢接材料，并按要求采用降阻模块。
从适用范围来看，在高山地区推荐采用费用较优、免更换的石墨接地材料。在后续开挖维护困难塔位推荐采用铜覆钢接地体。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。石墨基柔性复合接地体可作为接地引下线、埋地接地体使用。结合工程实际，综合考虑成本、性能、施工难易、工艺成熟度和生产厂家等因素，确定采用铜覆钢接地。
3.4 接地方式设计
铜覆钢接地装置可由铜覆钢水平射线、铜覆钢垂直接地棒和煅烧石油焦炭构成，搭接处连接采用放热焊接。当土壤电阻率小于2000Ω·m时，推荐采用接地方框加射线的接地型式。而在高土壤电阻率地区推荐采用接地方框、水平射线加垂直接地体的方式，并在垂直接地体周围灌煅烧石油焦炭类降阻剂，以更好地达到降阻效果。
4 总结与展望
铜覆钢接地装置在防腐蚀、增加使用年限和减少运行维护具有的优势，可满足国网公司资源节约型和环境友好型电网的要求。本研究具有一定的示范意义，将为今后河西地区特高压线路接地研究提供一定的参考经验。
参考文献
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