输电线路架空地线节能接地技术

发表时间:2021/3/19   来源:《当代电力文化》2020年27期   作者:武泽青
[导读] 在现阶段的发展背景下,对于我国企业来说,降低损耗,能够增加企业效益,因此加强线路损耗管理,有着必要性。
        武泽青
        内蒙古电力(集团)有限责任公司锡林郭勒电业局苏尼特左旗供电分局 内蒙古自治区锡林郭勒盟 011300
        摘要:在现阶段的发展背景下,对于我国企业来说,降低损耗,能够增加企业效益,因此加强线路损耗管理,有着必要性。目前,线路降损是电力企业管理工作的重点。通过实践证明,采取合理的接地方式,作为架空地线降耗接线的主要形式,能够有效降低线路损耗。
        关键词:输电线路;架空接地线;接地技术;
        近些年,随着人们生活质量的不断提升,人们会对电力的需求量不断增多,但是,我国在电力系统研究方面的投入较少,这就到电力系统无法满足人们在生活上的需求,特备是在输电线路建设过程中存在的问题较为严重,针对该现象,应当加强对输电架空地线节能接地技术的研究,提高平输电线路架空接地的合理性,确保输电线路运行的稳定性,为人们提供稳定的电能。
        一、输电线路架空地线接地方案设计要点
        1.合理选择非冰区地线绝缘子。对于非冰区,在进行地线绝缘子选择时,需要结合输电架空地线的实际情况,从机械强度和电气性能等方面入手,做好综合分析。目前,常用的地线绝缘子,主要包括有悬垂绝缘子和耐张绝缘子,具体包括XDP-70C和XDP-70CN等型号。对于耐张绝缘子间隙的设置,采取向上的方式。对于悬垂绝缘子,则采取外侧方式,设置间隙,减少雷电的影响。在进行输电线路架空地线节能接地设计时,若为非冰区,则绝缘子间隙距离的设置,要达到以下要求:(1)地线绝缘子间隙工频(干
        或湿)放电电压要大于正常运行时架空地线最大感应电压;(2)地线绝缘子间隙雷电放电电压要小于地线绝缘子雷电放电电压;(3)地线绝缘子间隙工频(干或湿)放电电压要小于地线绝缘子工频放电电压。需要注意的是,在具体设计时,要从各类条件入手,做好间隙距离设计分析,包括标准大气压条件、海拔条件、温度条件、湿度条件等,合理计算间隙距离。
        2.合理选择冰区地线绝缘子。若想达到节能标准,在进行冰区架空地线设计时,要重点分析地线直流融冰情况。基于此,在选择地线绝缘子时,除了要达到技术要求外,还要达到以下要求:(1)对于地线绝缘子间隙直流覆冰的耐受电压,要保证其大于直流融冰电压的最大值。(2)对于地线绝缘子间隙直流覆冰的耐受电压,要确保其小于直流覆冰条件下的耐受电压。
        3.做好周边环境分析。以某220kV输电线路为例,线路总长度是31km,曲折系数为1.21,为单回路。线路经过的区域为丘陵、山地、高山大岭,区域海拔高度处于430-1150m范围内。因为风速为29.1m/s,设计覆冰厚度是16mm,导线为钢芯铝绞线,型号为2×JL/G1A-400/35,所以输电线路地线使用的是2根OPGW光缆。输电线路总计设置81基铁塔。原设计方案采取的是大方环+水平接地体形式,需要清理树木240,按照此方案,接地线路敷设极易受到阻碍,因为赔偿费用较高,难以达到一致。基于此,采取垂直接地方式,最大程度上减少青苗赔偿。总的来说,输电线路架空地线设计,除了要考虑技术因素的影响外,还需要充分考虑经济性,合理设计地线,确保线路运行的安全稳定性。
        二、输电线路架空地线接地方式
        1.单回线路架空地线接线方式。单回线路架空地线接线主要分为以下形式:(1)单根地线。部分110kV输电线路,会采用单根地线形式。当单回线路仅有1根地线时,为了能够控制感应电压,通常采取分段的方式,合理选择接地点,达到控制目的,使得感应电压处于500-1000V范围内。

以某110kV线路为例,接地点设置在各分段端部,按照图1所示进行接地,地线最大感应电压在分段地线的对应端。按照l0=k·(U0/I),计算地线分段节距。利用感应电压相关公式,进行计算,地线感应电压和导线、地线互感成正比,同时和导线电流也成正比,和节距计算结果一致。
        2.根地线。当单回线路,设置2根架空地线时,为了能够有效控制绝缘地线单点接地时端部位置的感应电压,可采取地线分段的方式,合理选择接地线,来控制端部位置的电磁感应,使其处于500V-1000V范围内。在设置接地点时,要结合输电线路的实际情况,来设计接地方式。若将接地点,设置在地线端部,则按照10=k·(U0/I)公式,来计算分段节距。若将接地点设置在地线中部,则按照l2=k·(2U0/I)公式,来计算分段节距。
        2.同塔多回线路架空地线接地方式。输电线路架空地线接地方式的选择,要注重节能,减少线路损耗。采取同塔多回线路绝缘架空地线单点接地方式时,为有效降低感应电压,可采取地线分段单点接地方式,合理选择接地点。通常接地点多设置在分段地线的端部位置和中部位置,按照相关计算公式,来选择节距。无论采取何种接地方式,均需要注重降低损耗,通常采取以下方式:(1)地线全绝缘。此方法的应用,能够达到地线载波和融冰的要求。需要注意的是,采取此方式,线路运行过程中,极易产生感应电压,增加了线路维护难度,地线绝缘后,会降低防雷性能。(2)地线分段绝缘。单点接地。此方法的应用,是将架空地线,给分成多个段落,在各段落中间的某基杆塔位置上,将地线接地,断开每段端点,并且绝缘。利用此方法,能够减少感应电压,电线的防雷性较高。若使用光纤复合架空地线,即OPGW,则需要设置专用地线接续盒。(3)地线开环法。在直线塔位置上,直接接地地线,将相邻的塔交替绝缘与接地,使用2基相邻的直线塔和地线,构成开口环。
        三、完善地线接地节能的有效策略
        近几年,随着我国输电线路范围的不断扩大,以及人们对电力需求量的不断增加,相关部门不断加强了对电网改造与升级的研究,并且从实际情况来看也取得了不错的成绩。现今,为了使输电线路在实际运行过程中的作用能够得到充分发挥,应当制定一套完善的方案。(1)依据相应的研究与计算,在同一线路上,地线对电压感应存在一定的差别,若整条输电线路在运行过程中对地绝缘会形成负荷电压,该电压会达到几百伏特,这对于地线的损耗是巨大的,同时在该过程中由于内部电流无法及时对接,将会损失大量的能量,并且因为感应电压大小存在差别,因此可以采取分段绝缘方式进行处理,这样能够最大程度减少能量损耗量,相关研究结果表明,采取分段绝缘方式处理,在节能环保方面要优于两端绝缘,可见,分段绝缘方式是可行的。(2)可以通过合理的方式,降低杆塔接地电阻,通过该方式也可以减少能源消耗量,对杆塔接地设备进行完善,确保其在运行过程中不会出现任何问题,保证形成的电流能够抵达地底,这是输电线路中的一项基础设备,同时也是防雷的有效、经济措施。(3)前期埋线选址过程中,对于覆盖的输电线路的长度应当控制在一个合理的范围内,如果距离过长,将会增加地线损耗,同时,还要对地形的情况进行合理勘测,依据勘测结果,选择合理距离,减少能耗,降低电压。针对作业过程中,应用的各项材料都必要经过全球认证,确保在应用期间不会出现任何质量问题,同时在该过程中,要应当做好前期质量检查,以及后期的维护工作,确保长期都可以处于节能状态,减少能量消耗。
        总之,输电线路建设过程中,应当加强对架空地线节能技术的研究与分析,通过对合理的方式的应用,确保搭设的合理性,在确保输电线路运行合理的基础上,减少能源消耗量,保证输电线路高质量、低能耗运行,在为人们提供稳定电能的基础上,为我国的环境保护事业的发展提供强有力的支持。
        参考文献:
        [1]彭向锐,关于输电线路架空地线节能接地技术.2019.
        [2]周昌成,输电线路架空地线断线原因分析及其防范措施.2019.
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