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        鐵塔基礎(chǔ)鋼筋兼作接地極的方案探討

        2019-09-10 07:22:44劉小兵
        名城繪 2019年7期
        關(guān)鍵詞:接地鐵塔輸電線路

        劉小兵

        摘要:針對(duì)我國(guó)輸電線路鐵塔放射形接地裝置的剖析,通過(guò)設(shè)計(jì)思路的拓展,提出利用鐵塔板式基礎(chǔ)鋼筋兼作接地裝置接地極以節(jié)約接地鋼材,避免接地裝置土方二次開(kāi)挖,與電網(wǎng)工程建設(shè)中倡導(dǎo)的“環(huán)境友好型、資源節(jié)約型”可持續(xù)發(fā)展理念相呼應(yīng)。

        關(guān)鍵詞:輸電線路;鐵塔;基礎(chǔ)鋼筋;接地

        接地系統(tǒng)是維護(hù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行,保障人身和設(shè)備安全,防止雷電和靜電危害等必不可少的措施。在輸電線路工程中,良好的鐵塔接地裝置是確保故障電流順利泄放,且不產(chǎn)生高電位差危及人身和設(shè)備安全的重要保障。眾所周知,當(dāng)雷擊輸電線路鐵塔時(shí),為了減小塔頂電位,需要通過(guò)各種技術(shù)手段對(duì)鐵塔的接地電阻進(jìn)行限制以提高輸電線路反擊耐雷水平。

        輸電線路鐵塔接地裝置通過(guò)鐵塔或引下線與避雷線相連,其主要作用是將直擊于輸電線路的雷電流引入大地,減少雷擊引起的停電和人身傷亡事故[1]。對(duì)于鐵塔接地裝置,沖擊接地電阻值越低,發(fā)生反擊閃絡(luò)的幾率就越小。一般認(rèn)為在沖擊電流作用下,接地裝置的沖擊接地電阻低于工頻接地電阻,而沖擊接地電阻因土壤性質(zhì)、沖擊電流峰值及波形及接地裝置幾何形狀等因素影響而大相徑庭。因此常以工頻電阻值作為接地設(shè)計(jì)的依據(jù),同時(shí)考慮一定的降低裕度。在常規(guī)輸電線路設(shè)計(jì)中,如果工頻接地電阻能達(dá)到10~15Ω,設(shè)計(jì)上即被認(rèn)為優(yōu)良。

        1 常規(guī)放射形接地裝置及其不足

        鐵塔接地裝置主要由接地引下線和人工接地極組成[2]。人工接地體由水平接地體(網(wǎng))和垂直接地極構(gòu)成,且水平接地體(網(wǎng))對(duì)降低工頻接地電阻至關(guān)重要。常規(guī)土壤電阻率低的區(qū)域,鐵塔接地通常采用四腿引下線接地方式,即采用放射形(方框+射線)接地裝置。水平接地體(網(wǎng))材料主要是鍍鋅扁鋼、鍍鋅圓鋼,就接地材料本身而言最便宜。

        但是,由于常規(guī)的鍍鋅扁鋼、圓鋼經(jīng)過(guò)敷設(shè)環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間腐蝕[3]導(dǎo)致壽命較短,并不是“效費(fèi)比”很高的接地材料;而且,水平接地體(網(wǎng))敷設(shè)需要開(kāi)挖接地溝槽,敷設(shè)后還需分層回填,會(huì)消耗一定程度的人力和時(shí)間,同時(shí)施工過(guò)程中會(huì)造成地表植被的破壞。

        隨著輸電線路路徑走廊通道的日趨緊張,減少施工開(kāi)挖和避免地表植被破壞等“環(huán)保型”技術(shù)的探討也不失為一種可行方案。

        2 利用鐵塔基礎(chǔ)鋼筋兼作接地極(網(wǎng))方案

        直柱板式基礎(chǔ)在輸電線路鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中采用比例較大,針對(duì)此類(lèi)基礎(chǔ)型式特點(diǎn),探討研究直柱板式基礎(chǔ)鋼筋兼作接地極(網(wǎng))可減少接地土方開(kāi)挖量,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)價(jià)值。

        直柱板式基礎(chǔ)一般采用直立式主柱及鋼筋混凝土底板,比較充分的利用了基礎(chǔ)及其上覆土的重力作用,且自身配筋率較高;但其綜合造價(jià)較普通混凝土剛性基礎(chǔ)低,故此類(lèi)基礎(chǔ)被廣泛采用。

        當(dāng)采用單根引線時(shí),分流系數(shù)應(yīng)為1。

        經(jīng)計(jì)算,絕大多數(shù)直柱板式基礎(chǔ)鋼筋表面積總和能滿足以上計(jì)算結(jié)果;故直柱板式基礎(chǔ)鋼筋兼作接地極(網(wǎng))理論可行。

        利用直柱板式基礎(chǔ)鋼筋兼作接地極(網(wǎng))方式是一種節(jié)約型接地裝置。此種接地裝置較大的節(jié)約了接地鋼材,并充分利用了板式基礎(chǔ)開(kāi)挖作業(yè),避免了放射形接地裝置土方的二次開(kāi)挖[5],其經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益顯著。以下幾方面特點(diǎn)尤為突出:

        (1)使用壽命長(zhǎng),在30~40年內(nèi)免維護(hù),可節(jié)約大量的人力、物力和財(cái)力。

        (2)有效的利用了基礎(chǔ)鋼筋表面積大的特點(diǎn),使雷電流泄流充分,是目前常規(guī)接地方式做不到的。

        (3)完全利用鐵塔基礎(chǔ)鋼筋即可安裝,當(dāng)鐵塔的基礎(chǔ)施工時(shí),可將接地裝置一并施工,因而它節(jié)省了放射形接地裝置土石方開(kāi)挖量,避免了對(duì)地表植被的破壞,對(duì)于加快工程的施工速度,保證接地工程質(zhì)量,提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平具有重要意義。

        3 結(jié)語(yǔ)

        本文結(jié)合輸電線路鐵塔放射形接地裝置的不足,提出利用鐵塔直柱板式基礎(chǔ)鋼筋兼作接地極的思路。采用后可較大的節(jié)約接地鋼材,有效的避免放射形接地裝置土方的二次開(kāi)挖量和對(duì)地表植被的破壞,其經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益顯著。文章也呼應(yīng)了電網(wǎng)工程建設(shè)中所倡導(dǎo)的“環(huán)境友好型、資源節(jié)約型”[6]的可持續(xù)發(fā)展理念。

        參考文獻(xiàn):

        [1]隋新等,試論220kV高壓輸電線路防雷接地技術(shù),低碳技術(shù),20952066(2016)10.

        [2]熊煒,淺談接地裝置型式選擇及設(shè)計(jì)優(yōu)化,低碳技術(shù),2095-2066(2016)27.

        [3]張惠珍等,接地裝置防腐蝕技術(shù)的探討,天津電力技術(shù),2004(2):24-26.

        [4]《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057-2010).

        [5]超高壓送變電施工技術(shù)信息網(wǎng)第十二屆全網(wǎng)大會(huì)技術(shù)交流論文集.

        [6]國(guó)家電網(wǎng)公司,關(guān)于全面開(kāi)展“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型,新技術(shù)、新材料、新工藝”試點(diǎn)輸電線路建設(shè)的通知,國(guó)家電網(wǎng)基建[2008]286號(hào).

        (作者單位:北京中電盛華電力工程設(shè)計(jì)有限公司)

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