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        大準(zhǔn)線防雷接地措施的幾點(diǎn)探討

        2016-04-29 00:00:00田軼華
        企業(yè)導(dǎo)報 2016年17期

        摘 要:電力系統(tǒng)中大多數(shù)故障是因過電壓導(dǎo)致設(shè)備絕緣損壞造成,本文就電氣化鐵路中的防雷接地作用和改進(jìn)措施進(jìn)行簡單的分析、探討。

        關(guān)鍵詞:防雷接地;作用;改進(jìn)措施

        DOI:10.19354/j.cnki.42-1616/f.2016.17.63

        同電力系統(tǒng)故障一樣,電氣化鐵路的故障很大一部分是由于設(shè)備絕緣損壞造成的。而在絕緣損壞故障中,有許多是由于過電壓造成。過電壓分為大氣過電壓和內(nèi)部過電壓。大氣過電壓是雷云放電產(chǎn)生的,可達(dá)上萬伏甚至更高,其電流可達(dá)數(shù)百安。通常利用避雷針、避雷線來預(yù)防直擊雷,利用避雷器來限制過電壓,從而保護(hù)電氣設(shè)備的絕緣。避雷針一般用于保護(hù)發(fā)電廠和變電所、避雷線主要用于保護(hù)輸電線路。而且接觸網(wǎng)和電力貫通線路穿越曠野山陵、線路又長,遭受雷電襲擊的幾率大,易受到雷擊導(dǎo)致設(shè)備損壞。接觸網(wǎng)沒有備用線路,如果發(fā)生事故將中斷鐵路運(yùn)營。自大準(zhǔn)鐵路開通至今20余年來,因雷電襲擊造成的損失較大,僅2013年雨季因雷電造成跳閘故障就28起。下面我就大準(zhǔn)鐵路的接地系統(tǒng)進(jìn)行簡單分析。

        一、接地的作用與大準(zhǔn)鐵路供電系統(tǒng)接地方式

        供電系統(tǒng)帶電部分與接地部分經(jīng)絕緣元件絕緣。正常情況下總會有微弱的泄漏電流經(jīng)絕緣元件流回大地,這樣的電流一般不會對人身和設(shè)備造成傷害。隨著絕緣元件的老化、嚴(yán)重臟污、出現(xiàn)裂紋或浸水時,絕緣強(qiáng)度下降,泄漏電流就會相應(yīng)增加。當(dāng)支柱對地接地電阻較大時,泄漏電流會在支柱上形成較大過渡電壓,嚴(yán)重時會危及人事安全;同時較大的泄漏電流流經(jīng)混凝土支柱時,其內(nèi)部金屬部分會發(fā)熱,使得金屬軟化造成支柱強(qiáng)度下降,拉斷支柱危及設(shè)備安全。為避免上述情況發(fā)生,電氣化鐵路中的接觸網(wǎng)和電力貫通線路應(yīng)當(dāng)設(shè)立接地裝置,將非帶電的金屬部分與鋼軌(牽引軌)或大地直接相連。

        接地的實(shí)現(xiàn)形式有多種多樣,大準(zhǔn)線采取的是接觸網(wǎng)支柱利用回流線或保護(hù)線作閃絡(luò)保護(hù)地線的集中接地方式,在隔離開關(guān)和單獨(dú)支柱處采取單獨(dú)直接接地,即將設(shè)備直接與接地極相連;電力貫通線采用的是電桿單獨(dú)接地,在重雷區(qū)采取了設(shè)置架空地線實(shí)現(xiàn)集中接地的方式。

        二、防雷接地裝置和接地電阻

        (一)雷電接受裝置又叫接閃器,通常有三種:避雷針、避雷器和避雷線。避雷針看似簡單價廉,實(shí)則復(fù)雜價高,因此多用于電子設(shè)備集中的場合,比如電氣化鐵道系統(tǒng)中一般用于牽引變電所,大準(zhǔn)線各牽引變電所均設(shè)有避雷針;避雷線就是在接觸網(wǎng)或電力貫通線上方架設(shè)的金屬線,并且每隔一定距離就做一個接地裝置。這是最簡單可靠的保護(hù),但是由于避雷線架設(shè)到哪里保護(hù)才能到哪里,需要消耗大量金屬線,造價高,因此多用于雷電多發(fā)地區(qū),因此大準(zhǔn)鐵路沒有采用這種方式;避雷器是用于保護(hù)電氣設(shè)備免受雷電過電壓、操作過電壓和工頻暫態(tài)過電壓沖擊而損壞的一種電器。避雷器的類型主要有保護(hù)間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等幾種。對于接觸網(wǎng),避雷器安裝簡單、但清潔維護(hù)不便、且保護(hù)范圍有限,因此只是根據(jù)線路的具體情況綜合考慮進(jìn)行適量安裝,牽引變電所用的更多些。目前我國電氣化鐵道接觸網(wǎng)上常用管型避雷器和角隙避雷器、貫通線多用氧化鋅避雷器。

        (二)接地電阻是指電流經(jīng)接地體流入大地,接地體本身、接地體與土壤之間的接觸部分以及土壤本身所呈現(xiàn)的電阻,接地電阻的大小將直接影響防雷性能。影響接地電阻的因素有二:一是接地金屬本身的金屬電阻,接地體截面積越大、金屬的電阻率越小,接地體的電阻就越小。二是接地體與土壤的接觸面積越大越緊密,接地體的電阻也越小。由于金屬接地體的電阻在接地裝置中占比例非常小,往往忽略不計。所以接地體形狀必須按照規(guī)定要求進(jìn)行埋設(shè)。

        三、雷害原因及對策

        (一)避雷器不足或性能不佳。電氣化鐵道一定要依照《鐵路工程 技術(shù)規(guī)范》規(guī)定按照當(dāng)?shù)貧庀笄闆r安裝足夠的避雷器,比如規(guī)范規(guī)定的電分相和電分段錨段關(guān)節(jié)、長大隧道兩端、分區(qū)亭引入線和牽引變電所饋出線出口等處。避雷器種類多,性能、指標(biāo)各有不同,且穩(wěn)定程度不一,所以避雷器一旦失效應(yīng)當(dāng)讓使用者立即察覺,且保證它處于開路。

        (二)接地電阻超標(biāo)。由于大準(zhǔn)鐵路部分路段土質(zhì)較差,土壤電阻率較高,所以每年檢測都存在接地電阻超標(biāo)現(xiàn)象。通常工區(qū)會采用增加接地極、對接地附近土壤進(jìn)行置換等方法進(jìn)行降阻。但是對于石質(zhì)地區(qū)這些方法效果并不明顯。

        (三)對策。(1)確定重雷區(qū),對全線雷電出現(xiàn)頻繁的線路(薛家灣-清水河、新店子-涼城、丹洲營-燕莊等)重新檢查測試接地情況,對接地電阻超標(biāo)的部分進(jìn)行降阻或加裝接地極。對部分石質(zhì)地段段內(nèi)無法整改的進(jìn)行招標(biāo),請專業(yè)團(tuán)隊進(jìn)行改造。(2)對空曠地段的956電源線的支柱采取加裝避雷線,同時對每基桿塔加裝接地極。(3)對雷電出現(xiàn)頻繁線路的避雷器逐步更換為自脫式避雷器,該避雷器避雷效果好,故障少,運(yùn)行穩(wěn)定。通過系列改造, 2014年我段接觸網(wǎng)和貫通因雷雨造成的故障為5起、2015年累計9起,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2013年,取得良好效果。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 王川波,高低壓技術(shù) 水利電力出版社

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