杆塔接地电阻测量新技术

2023-01-19 来源：个人技术集锦

1997年第10期　　中　国　电　力　　第30卷

杆塔接地电阻测量新技术

ANewTechnologyforMeasuringEarthing

ResistanceofPoles&Towers

广州电力工业局送电管理所　　罗真海　陈雄一　萧定辉　(广州510245)

　　送电线路杆塔必须有可靠的接地,以确保雷电流导泄入大地,保护线路绝缘。为提高杆塔耐雷水平,围绕如何降低杆塔接地电阻(特别是高阻地区)做了大量工作,取得了一些功效。为确保接地电阻符合设计值要求,运行规程规定要周期测量杆塔接地电阻,测量仪器基本沿用四极电阻测量仪(如

ZC28型),在操作方法正确及地理环境允许的前提下,ZC28

已知电压e,并测量i,则由式(1、2、3)计算得

Rloop=(e󰃗i)×常数

(4)

式中　Rloop——测量回路的电阻(表显示的电阻)。

待测杆塔接地电阻Rx与Rloop有近似相等的关系,分析如下:

对于多点接地系统,此仪器的测量回路如图2所示。

型能基本完成对地网接地电阻的测量。但是,传统四极电阻测量仪需配备200m长的测量导线和2根辅助地极,又必须拆开所有接地引下线方能测量,工作量大。另外,由于人为和环境因素,可能出现较大的测量误差。如果接地电阻高,而误测量为低电阻(山区多见,地形所限,当地极打在地网附近时),将存在雷击跳闸率高的隐患;如果本身接地电阻小,而误测量为高电阻(如下面讨论的接触电阻),将浪费改造资金。因此,一直在寻找一种方便、可靠的测量技术。进一步分析后,发现传统方法的致命弱点,即只能测量地网的接地电阻。而雷电流是从杆塔顶部通过塔身及地网泄入大地的,从导泄雷电流的角度讲,应关心整个泄流通道的电阻,而不仅仅是地网的接地电阻。提出一种包括整个通道在内的接地系统接地电阻的测量方法,根据测量结果,提出了各种杆塔接地系统中,存在的薄弱环节及处理方法。这种处理方法对提高杆塔耐雷水平有重大意义。

图2　测量回路

通常,测量回路由以下4部分组成:(1)Rx是待测量的杆塔接地电阻;(2)Rearth是大地电阻,通常远远小于18;(3)

Rparallel是R1∥R2∥……∥Rn,该线路其余各基杆塔接地电阻

并联值,送电线路的杆塔基数一般大于100基,所以,并联值很小;(4)Rguardwire是架空地线的电阻,通常小于18。即

≈RxRloop=Rx+Rparallel+Rearth+Rguardwire

根据该仪器的工作原理,总结出一套C1A6411在送电线路上的使用方法,总的原则是该条线路必须多点接地,待测杆塔必须只有一条接地引下线。此套方法简单适用,可信度高,现已在广州电力局线路上投入使用。

为证明C1A6411测试方法的准确性,与传统ZC28型接地电阻测量仪作了大量对比试验,在接地系统接触良好的情况下,测量结果是准确的,部分测量结果见表1。

表1　　部分测量结果

线路名称郭马线黄郭线茶郭线赤扬线

电压等极

(kV)110220220110

1　测量原理

C.A6411钩式接地电阻测量仪的工作原理如图1所示,

“电源线圈”提供一个已知高频恒定交流电压E

E=e󰃗Ng

(1)

式中　e——电源的内部电压。

杆号

161617011

C1A6411测量值ZC28测量值相对误差

(8)(8)(%)

101825182412419

1015261225　415

4181153128

图1　接地电阻测量仪工作原理

电压E通过架空地线、杆塔地网及大地组成的回路,流过电流I

I=E󰃗R

2　测量结果分析及处理方法

用C1A6411对杆塔接地电阻进行抽样测试,发现杆塔接地系统存在如下比较普遍的问题。

　　收稿日期:1997205204

(2)(3)

电流I再被内置于表内的“接收线圈”的二次线圈所转换

I=i×N

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第30卷　　杆塔接地电阻测量新技术　　1997年第10期　

211　铁塔接地系统中,接地联板处存在较大接触电阻,表2明此处接触不良,接触电阻很大。而较大量地发现接触电阻问题,则是这次利用新技术测量中发现的。

212　水泥杆的接地系统分两种情况讨论,即装有接地引下

是测量10基杆塔发现的2基存在较大的接触电阻。

表2　　2基杆塔存在较大的接触电阻

线路名称韶郭线韶郭线

杆　号

440437

接地电阻测量值

(8)6501050

处理后测量值

(8)26142217

线者和未装接地引下线者(利用本身钢筋作引下线)。

装有接地引下线者,包括装有爬梯者(利用爬梯作引下线),接地系统中各个连接点都存在接触电阻,特别是爬梯与横担的连接处,由于横担多次油漆,此处存在接触电阻的机率更大(我局测量统计结果为70%杆存在较大的接触电阻),必须进行处理,保证接地通道畅通。

利用钢筋兼作接地引下线的钢筋混凝土杆(非预应力钢筋用来作接地引下线),这种水泥杆使用时间较长,接地联板连接处锈蚀严重,且没有好的处理办法,测量结果表明,整体接地电阻是地网本体接地电阻的几十倍,因此,计划准备将这些水泥杆装上爬梯,一方面方便登杆作业,另一方面可保证有效接地,暂时来不及装爬梯者,也要专设接地引下线。

　　表中列的处理方法为拆开接地联板,对接触部分进行除泥、除锈处理,涂上导电膏,再用螺栓紧固,保证接触良好,从而保证可靠的电气连接。现场调查发现,接地连接处积泥主要原因是当联板处未充分旋紧时,由于雨水顺主材下流,在联板下积累泥土,造成接触不良。特别是进行过油漆防锈处理的铁塔,由于油漆的渗透作用,接地联板处积满油漆,接触不良尤为明显,必须进行处理。

铁塔接地系统中,装有过渡联板的,也存在接触电阻问题,它的发现是在此之前的2次雷击故障调查中。一次是

1996年6月,220kV棠天甲线29号塔绝缘子雷击闪络,在

3　结束语

杆塔接地系统中,接触电阻的发现,使接地电阻的概念有了突破,从以前只注重地网的接地电阻,发展到把导泄雷电流通道做为整体加以考虑和测试,实践证明,接触电阻是杆塔接地系统中的薄弱环节,经过处理后的杆塔接地系统,在不增加投资的情况下,可降低反击跳闸率,提高杆塔的耐雷水平,对线路防雷具有重大现实意义,而C1A6411测量新技术又为接触电阻的发现提供了有力工具。

复测接地电阻时,铁塔3条腿的接地电阻正常(5148),另一条腿的接地电阻为2008,现场人员认为,要么是仪器问题,要么是地网断开;经反复测试,仍然为2008,后来把测量接点直接接到过渡联板上时,测量结果为5158,与其它3条腿相吻合,这充分说明过渡联板接触不良,使接地电阻增大了几十倍。另一次是110kV小江南线1996年3月25日跳闸,特查时发现17号塔接地联板处有严重放电烧伤痕迹,这说

(责任编辑　余　地)

　　(上接第52页)

太大,投资太多;选得过小,起不到预防导线覆冰的作用。原则上按各地历年导线覆冰时,观测到的大多数气象条件(气温和风速),取其平均值作为选择IL的依据。同时考虑线路的重要程度,特别重要又多次发生冰害事故的线路,IL要选大一些。

并联电容器、电抗器选择哪一种好,要经过经济技术比较,才能确定。从式(5)中显见,当轻载线路带感性负载且功率因数又较低时,采用电容器就有较大一部分容量用来补偿线路原有的无功功率,而用电抗器容量就能降下来;反之,当轻载线路带容性负荷时(如空载运行),则选用电容器就合算了。目前,大容量高压并联电容器已大量生产,价格也比较便宜;大容量高压并联电抗器的制造技术也已过关,但因用量较少,现价格较贵。不过从技术上讲,此两种设备都属常规设备,可随便选用。

装设并联电容器或电抗器后,可根据天气预报,在下雨、雪之前,提前投入运行,并检查流过导线的电流是否大于临界电流;雨、雪过后,应随即退出运

行,减少电能损失。

4　结束语

411　本文提出导线覆冰临界电流的概念,据此可预

见哪些线路导线可能覆冰,这样,无需全线设防,缩小范围,有利于“有的放矢”地开展线路防冰害工作。412　110kV及以下线路采用增大无功电流,达到

导线不覆冰的方法比短路熔冰法有如下优点:(1)在导线覆冰前就采取了预防措施,而不是在覆冰后才熔冰,变被动为主动,真正体现“预防为主”的方针;

(2)线路不停电,减少了停电损失,提高供电可靠性;(3)操作方便,无需专门人员和设备;(4)投资与短路

熔冰法相当或略少,因而可行性较大。缺点是架空避雷线上的覆冰无法预防。

(责任编辑　余　地)

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