论文部分内容阅读
摘要：现阶段，科学技术的发展迅速，我国的输电线路的发展突飞猛进。超、特高压输电线路的规模迅速扩展，由于不同地理条件和输电走廊宽度的限制，线路杆塔的形式也多种多样。输电线路规模的扩大，在雷害高发区域，线路遭受雷击事故的概率将随之增加，雷击不仅会引起线路跳闸导致供电中断，同时也对电网安全稳定运行造成影响。因此针对不同塔型线路的耐雷性能分析就显得格外重要。
关键词：输电线路;接地电阻;在线检测装置架构浅析
引言
电网的耐雷水平与电力设备的接地电阻合格率有直接关系，接地电阻合格率成为评价防雷效果的重要参数之一，因此，电力设备接地技术的研究尤为重要。目前，接地电阻的测试均由人工到达现场完成，工作量繁重且效率底下，还无法主动及时地发现异常;同时，各供电局管辖的变电站、通讯机房、电动汽车充电设施数量巨大，输电线路距离超长、接地点众多，每年接地电阻测试投入的人力、物力、财力都是巨大的;另外，随着国家“十三五”规划中提出的发展清洁能源的口号，电网公司也在大力建设电动汽车充电设施，供电企业未来几年也会建设电动汽车充电设施，这些电动汽车充电站地阻值直接关系着电动汽车充电设施防雷效果的最主要因素，因此，接地电阻的在线检测变得十分重要。
1输电线路杆塔接地装置失效原因分析
（1）焊接造成接地圆钢镀锌层表面烧损，降低了接地体防腐蚀性能。采用常规接头搭接焊方法，焊缝长度一般为8～10cm，在焊接过程中，由于焊接时温度较高，导致与圆钢搭焊附近的镀锌层烧损，烧损长度一般为15～30cm。即使焊接后涂刷环氧富锌漆再进行接地体的敷设，接地装置使用寿命也不会超过10年。（2）土壤腐蚀接地体。土壤腐蚀的影响因素有土壤透气性、含水量、湿度、电阻率、溶解离子的种类和数量、pH值、氧化还原电位、有机质以及微生物等。土壤与其他腐蚀介质相比，具有多相性、不流动性、不均匀性、时间季节性和地域性等诸多特点，并且由于土壤中微生物和有机质等的存在并参与反应，进一步加剧了土壤腐蚀的复杂性，在接地体长期运行过程中，土壤化学腐蚀、电化学腐蚀以及细菌（微生物）腐蚀等都会不断蚕食接地体。
2输电线路防雷接地设计的重要性
在雷雨天气条件下，闪电的温度能够达到2000摄氏度，在其短暂的放电时间内会产生极强的感应电压，很容易影响电力系统的持续供电，严重时会导致人员的伤亡。为了确保供电系统的安全、稳定运行，设计人员需要做好输电线路防雷接地设计，提升输电线路的防雷水平，通常情况下，在110kV～500kV的电压范围内的输电线，接地线路电阻如果无法达到5Ω～10Ω，就需要提高输电线路的防雷能力。除此之外，虽然防雷接地设施能够通过将电流传至大地来避免雷击对输电线路的伤害，但由于部分地区土壤的高电阻率也会影响雷电电流的传导，因此输电线路防雷接地的设计在保证电力企业稳定供电中起到了非常重要的作用。
3优化措施分析
3.1合理选择接地方式
在输电线路防雷接地设计中，为了保证防雷接地设施能够有效地发挥自身的保障作用，设计人员应当选择合理的接地方式，确保设计方案的有效性。在设计工作中，设计人员首先要充分掌握输电线路建设地区的环境，比如土壤电阻率等情况，然后根据实际条件选择合理的接地方式，如果当地的土壤电阻率较低，设计人员就可以选取自然接地的方式，利用杆塔基础、拉线等来实现防雷接地设计，降低雷击时杆塔接地电阻突然增大的几率。除此之外，在土壤电阻率较高的地区，设计人员应当全面考虑当地的条件，采取多种接地方式，比如负荷接地方式、外引接地方式等，与此同时，设计人员要注意接地体埋深不得小于0.8m，架空杆塔的防雷接地电阻不能大于10Ω，确保设计的可靠性。
3.2综合考虑特殊区域情况进行设计
在雷击故障频繁发生的特殊地区，设计人员需要进一步考虑当地的情况，来完善输电线路防雷接地设计。在设计中，设计人员可以通过在供电导线下设计一条耦合地线来分流和耦合避雷针与避雷线，间接的减少接地电阻，与此同时，在容易受到雷击的几个杆塔顶端设计防雷拉线，提高杆塔的抗雷击能力。除此之外，设计人员应当合理的设计线路避雷器，确保雷电电流能够被顺利的导入相应的导线中，从而进一步提升输电线路的抗雷击水平，保证输电线路的设计方案能够适应特殊区域的防雷需求，因此设计人员可以借助耦合线、防雷拉线、避雷器等设计方案来确保特殊区域条件下，维护电力系统的正常运行。
3.3优化绝缘子设计
为了进一步提高输电线路的绝缘水平，保证防雷接地设施的正常运行，设计人员应当优化绝缘子设计，提高防雷接地设施的运行效果。在设计工作中，设计人员应该优先选择制作技术水平高的优质绝缘子，并充分考虑实际情况衡量绝缘子维修更换工作的难易程度，尽量降低操作难度，同时也要保证设计方案的可靠性，就目前来讲，有机合成绝缘虽然相较于陶瓷、玻璃绝缘子性能稍差一些，但是由于其具备抗击穿结构，可以在受雷击时规避不可逆现象，所以设计人员可以根据当地的情况选择合适的绝缘子来提高输电线路抗雷击水平。除此之外，设计人员在绝缘子高度设计方面，也需要根据当地条件进行相应的调整，提高防雷接地设计的有效性。接地体采用液压连接方式优于焊接连接方式，接地体采用液压连接方式使得输电线路接地网可以在各种复杂环境下实施修护，其连接方式轻便、灵活、操作方便，减少了现场工器具，尤其是较重的发电机和电焊机;压接套管时对接地体没有加热过程，不会烧损接地体及防腐保护层（镀锌或不锈钢金属），避免接地体在改造过程中二次受伤。接地体采用液压连接方式，对于提高杆塔接地网稳定性，延长检修周期及保证电网的安全运行具有重要意义。
3.4加强绝缘，积极采用不平衡绝缘方式
要在雷电高发区以及杆塔的大跨越与进线段增绝缘子，以此来加强高压输电线路的绝缘性。这是因为这些区域落雷概率较大，塔顶的机位也非常高，感应过电压过大，遭受绕击的概率非常大，只有通过增加绝缘子片数来促使导线与避雷线之间的距离不断扩大，从而实现加强绝缘的目标。根据有关要求，超过40m的有地线杆塔，必须每间隔10m增加一片绝缘子。此外，随着同杆塔架设双回线路的广泛应用，普通防雷措施已经无法满足其需求，因此必须积极地采用不平衡绝缘方式，防止因双回线路遭受雷击而出现跳闸问题。
结语
该系统的检测装置放大模块采用差分放大电路，可以有效地抑制由于温度或环境变化而产生的温度漂移问题，保证了测量的准确性。同时，系统可以实时对电力系统中输电线路、变电一、二次设备、变电站、电动汽车充电设施等重要的电力设施的防雷接地的接地电阻进行在线监测，极大地减轻运行、检修、试验人员对防雷设备的运行巡视工作，提高防雷设备的可靠性，实现对智能电网防雷系统信息化、现代化的科学管理。
參考文献
[1]杨文良，侯宇嘉，王琰，王振中，刘卓，闫旭.杆塔接地阻抗的常用测试方法比较[J/OL].集成电路应用，2019（11）：58-59.
[2]许长安.差动放大电路双端输出波形的测量方法[J].电子技术，2017，46（09）：80-81.
[3]赵立英，王敏珍.输电线路杆塔接地状态在线监测技术研究[J].现代电子技术，2019，42（12）：100-103+107.
[4]景东平. 接地电阻的测量误差分析[A]. 中国气象学会.第35届中国气象学会年会 S19 雷电物理和防雷新技术——第十六届防雷减灾论坛[C].中国气象学会：中国气象学会，2018：3.
[5]张丽萍，袁建生，李中新.一个实际变电站接地网的计算机模拟计算与分析[J].电工技术学报，2000（01）：72-75. [6] 王卫斌. 挣值法在电力工程项目设计管理中的应用研究[D]. 华北电力大学，2011.
关键词：输电线路;接地电阻;在线检测装置架构浅析
引言
电网的耐雷水平与电力设备的接地电阻合格率有直接关系，接地电阻合格率成为评价防雷效果的重要参数之一，因此，电力设备接地技术的研究尤为重要。目前，接地电阻的测试均由人工到达现场完成，工作量繁重且效率底下，还无法主动及时地发现异常;同时，各供电局管辖的变电站、通讯机房、电动汽车充电设施数量巨大，输电线路距离超长、接地点众多，每年接地电阻测试投入的人力、物力、财力都是巨大的;另外，随着国家“十三五”规划中提出的发展清洁能源的口号，电网公司也在大力建设电动汽车充电设施，供电企业未来几年也会建设电动汽车充电设施，这些电动汽车充电站地阻值直接关系着电动汽车充电设施防雷效果的最主要因素，因此，接地电阻的在线检测变得十分重要。
1输电线路杆塔接地装置失效原因分析
（1）焊接造成接地圆钢镀锌层表面烧损，降低了接地体防腐蚀性能。采用常规接头搭接焊方法，焊缝长度一般为8～10cm，在焊接过程中，由于焊接时温度较高，导致与圆钢搭焊附近的镀锌层烧损，烧损长度一般为15～30cm。即使焊接后涂刷环氧富锌漆再进行接地体的敷设，接地装置使用寿命也不会超过10年。（2）土壤腐蚀接地体。土壤腐蚀的影响因素有土壤透气性、含水量、湿度、电阻率、溶解离子的种类和数量、pH值、氧化还原电位、有机质以及微生物等。土壤与其他腐蚀介质相比，具有多相性、不流动性、不均匀性、时间季节性和地域性等诸多特点，并且由于土壤中微生物和有机质等的存在并参与反应，进一步加剧了土壤腐蚀的复杂性，在接地体长期运行过程中，土壤化学腐蚀、电化学腐蚀以及细菌（微生物）腐蚀等都会不断蚕食接地体。
2输电线路防雷接地设计的重要性
在雷雨天气条件下，闪电的温度能够达到2000摄氏度，在其短暂的放电时间内会产生极强的感应电压，很容易影响电力系统的持续供电，严重时会导致人员的伤亡。为了确保供电系统的安全、稳定运行，设计人员需要做好输电线路防雷接地设计，提升输电线路的防雷水平，通常情况下，在110kV～500kV的电压范围内的输电线，接地线路电阻如果无法达到5Ω～10Ω，就需要提高输电线路的防雷能力。除此之外，虽然防雷接地设施能够通过将电流传至大地来避免雷击对输电线路的伤害，但由于部分地区土壤的高电阻率也会影响雷电电流的传导，因此输电线路防雷接地的设计在保证电力企业稳定供电中起到了非常重要的作用。
3优化措施分析
3.1合理选择接地方式
在输电线路防雷接地设计中，为了保证防雷接地设施能够有效地发挥自身的保障作用，设计人员应当选择合理的接地方式，确保设计方案的有效性。在设计工作中，设计人员首先要充分掌握输电线路建设地区的环境，比如土壤电阻率等情况，然后根据实际条件选择合理的接地方式，如果当地的土壤电阻率较低，设计人员就可以选取自然接地的方式，利用杆塔基础、拉线等来实现防雷接地设计，降低雷击时杆塔接地电阻突然增大的几率。除此之外，在土壤电阻率较高的地区，设计人员应当全面考虑当地的条件，采取多种接地方式，比如负荷接地方式、外引接地方式等，与此同时，设计人员要注意接地体埋深不得小于0.8m，架空杆塔的防雷接地电阻不能大于10Ω，确保设计的可靠性。
3.2综合考虑特殊区域情况进行设计
在雷击故障频繁发生的特殊地区，设计人员需要进一步考虑当地的情况，来完善输电线路防雷接地设计。在设计中，设计人员可以通过在供电导线下设计一条耦合地线来分流和耦合避雷针与避雷线，间接的减少接地电阻，与此同时，在容易受到雷击的几个杆塔顶端设计防雷拉线，提高杆塔的抗雷击能力。除此之外，设计人员应当合理的设计线路避雷器，确保雷电电流能够被顺利的导入相应的导线中，从而进一步提升输电线路的抗雷击水平，保证输电线路的设计方案能够适应特殊区域的防雷需求，因此设计人员可以借助耦合线、防雷拉线、避雷器等设计方案来确保特殊区域条件下，维护电力系统的正常运行。
3.3优化绝缘子设计
为了进一步提高输电线路的绝缘水平，保证防雷接地设施的正常运行，设计人员应当优化绝缘子设计，提高防雷接地设施的运行效果。在设计工作中，设计人员应该优先选择制作技术水平高的优质绝缘子，并充分考虑实际情况衡量绝缘子维修更换工作的难易程度，尽量降低操作难度，同时也要保证设计方案的可靠性，就目前来讲，有机合成绝缘虽然相较于陶瓷、玻璃绝缘子性能稍差一些，但是由于其具备抗击穿结构，可以在受雷击时规避不可逆现象，所以设计人员可以根据当地的情况选择合适的绝缘子来提高输电线路抗雷击水平。除此之外，设计人员在绝缘子高度设计方面，也需要根据当地条件进行相应的调整，提高防雷接地设计的有效性。接地体采用液压连接方式优于焊接连接方式，接地体采用液压连接方式使得输电线路接地网可以在各种复杂环境下实施修护，其连接方式轻便、灵活、操作方便，减少了现场工器具，尤其是较重的发电机和电焊机;压接套管时对接地体没有加热过程，不会烧损接地体及防腐保护层（镀锌或不锈钢金属），避免接地体在改造过程中二次受伤。接地体采用液压连接方式，对于提高杆塔接地网稳定性，延长检修周期及保证电网的安全运行具有重要意义。
3.4加强绝缘，积极采用不平衡绝缘方式
要在雷电高发区以及杆塔的大跨越与进线段增绝缘子，以此来加强高压输电线路的绝缘性。这是因为这些区域落雷概率较大，塔顶的机位也非常高，感应过电压过大，遭受绕击的概率非常大，只有通过增加绝缘子片数来促使导线与避雷线之间的距离不断扩大，从而实现加强绝缘的目标。根据有关要求，超过40m的有地线杆塔，必须每间隔10m增加一片绝缘子。此外，随着同杆塔架设双回线路的广泛应用，普通防雷措施已经无法满足其需求，因此必须积极地采用不平衡绝缘方式，防止因双回线路遭受雷击而出现跳闸问题。
结语
该系统的检测装置放大模块采用差分放大电路，可以有效地抑制由于温度或环境变化而产生的温度漂移问题，保证了测量的准确性。同时，系统可以实时对电力系统中输电线路、变电一、二次设备、变电站、电动汽车充电设施等重要的电力设施的防雷接地的接地电阻进行在线监测，极大地减轻运行、检修、试验人员对防雷设备的运行巡视工作，提高防雷设备的可靠性，实现对智能电网防雷系统信息化、现代化的科学管理。
參考文献
[1]杨文良，侯宇嘉，王琰，王振中，刘卓，闫旭.杆塔接地阻抗的常用测试方法比较[J/OL].集成电路应用，2019（11）：58-59.
[2]许长安.差动放大电路双端输出波形的测量方法[J].电子技术，2017，46（09）：80-81.
[3]赵立英，王敏珍.输电线路杆塔接地状态在线监测技术研究[J].现代电子技术，2019，42（12）：100-103+107.
[4]景东平. 接地电阻的测量误差分析[A]. 中国气象学会.第35届中国气象学会年会 S19 雷电物理和防雷新技术——第十六届防雷减灾论坛[C].中国气象学会：中国气象学会，2018：3.
[5]张丽萍，袁建生，李中新.一个实际变电站接地网的计算机模拟计算与分析[J].电工技术学报，2000（01）：72-75. [6] 王卫斌. 挣值法在电力工程项目设计管理中的应用研究[D]. 华北电力大学，2011.