【導(dǎo)讀】我國10kV線路縱橫延伸,地處曠野,雷雨季易遭雷擊。由于10kV系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備絕緣。們的正常生活生產(chǎn)，有時甚至能威脅到人們的生命安全。因此配電線路的避雷防雷保護(hù)。研究有著十分重要的意義。造成極大的威脅。接地電阻；4加強(qiáng)線路的絕緣。

　　

【正文】 當(dāng) xh 2h 時， ? ? hxx phhr ?? (52) 式中 hp 為修正系數(shù)，當(dāng) h30m 時， hp 為 1；當(dāng) 30mh120m 時， hp = 其中 h=, 1, ?? hx pmh ,則由 2/hhx ? ，由 51 式 得水平保護(hù)范圍 mrx ? 。 當(dāng)避雷線保護(hù)輸電線路時，其保護(hù)范圍用保護(hù)角表示更為實(shí)用，所謂保護(hù)角是指避雷線的鉛垂線和避雷線與邊導(dǎo)線連線之夾角，保護(hù)角越小，對導(dǎo)線直擊雷的防護(hù)越可靠，雷擊導(dǎo)線的概率越小。 我國 66kV 以下的輸電線路一般采用 20176?！?30176。的保護(hù)角。 [10] 下面對于全線架設(shè)避雷線對于線路耐雷水平進(jìn)行分析： (1)無避雷線時雷擊塔頂時的耐雷水平，由公式 I=? ? ?????? ??? %50dgtchc hLRKU (53) 其中 ck 取 ； chR 取 29Ω； gtL 為 *12； %50U 取 85kV； dh 取 。 帶入計(jì)算可得雷擊塔頂時的耐雷水平為 (2)架設(shè)避雷線的時候雷擊塔頂?shù)哪屠姿?，由公? I= ? ?])([1 %50 dgtchgc hLRK U ??? ? (54) bchbgtgLRLL 1???? (55) g? 為分流系數(shù)，由式 55 得 10kV 但避雷線分流系數(shù)為 由式 54 與 55 可得架設(shè)避雷線后耐雷水平為 ,提高了 20%。因此，架設(shè)了 雷線輸電線路的耐雷水平的到了很大的 提高。且架設(shè)了避雷線之后可以大大降低雷電直擊導(dǎo)線的幾率，效果顯著。 避雷線的安裝需要在桿塔頂部先固定一個雙頭抱箍架起一定的高度，然后在雙抱箍 30 的頂部安裝一塊扁鋼，在扁鋼上安裝一個絕緣子，以便避雷線的架設(shè)。雙頭抱箍應(yīng)該選擇 12m 高桿塔型，直徑為 19cm。 如圖 53 所示，如果以線路 A， C 相計(jì)算，由于桿塔的橫擔(dān)長 ，若采用保護(hù)角為 25176。，考慮絕緣子的尺寸，絕緣子距離橫擔(dān)邊緣 5cm，絕緣子頂部高出橫的距離約為20cm（絕緣子的參數(shù)見表 510），擔(dān)則可計(jì)算出避雷線的頂點(diǎn)應(yīng)該高出橫擔(dān)的高度 m以上。 若以 B 相計(jì)算， B 相距離桿塔中心的距離為 ，距離 AC 相所在的橫擔(dān) ，同樣采用保護(hù)角為 25176。，絕緣子依然距離橫擔(dān)邊緣 5cm，高出橫擔(dān) 20cm。則可得出避雷線的高度應(yīng)該高出 B 相所在平面 以上，就是高出橫擔(dān) ，所以，為了使 ABC三相導(dǎo)線都在避雷線的保護(hù)范圍之內(nèi)，避雷線的架設(shè)高度應(yīng)該至少高于橫擔(dān) 。 0 . 5 5 m1 . 5 mB 相0 . 8 mA 相C 相?25避 雷 線1 . 3 m導(dǎo) 線 圖 53 避雷線安裝高度 示意圖 雙頭抱箍的固定可以使用配套的螺母，雙頭抱箍兩側(cè)加裝的橫擔(dān)，應(yīng)該使用焊接，加裝的橫擔(dān)頂部的扁鋼使用螺母固定。 由于全線架設(shè)避雷 線，不必每一基桿塔都設(shè)置接地極，一般情況下每 200～ 300m 設(shè) 31 置一個接地極。線路的檔距為 60m，可以每隔 5 基桿塔安裝一個接地極（ 300m），其中安裝接地極的桿塔頂端避雷線直接與扁鐵相連，不安裝絕緣子。 圖 54 總體設(shè)計(jì)圖 每一基桿塔架設(shè)避雷線改造所需要的材料為 : 表 54 單基桿塔架設(shè)避雷線改造所需材料 1 針式絕緣子 P15T 1 個 2 扁鋼 63*6*190 1 個 3 橫擔(dān) ∠ 63*6*1200 2 個 4 雙頭抱箍 12m 桿用 1 組 降低桿塔接地電阻的措施 根據(jù)煤礦電工手冊中的規(guī)定如下表，當(dāng)電阻率為 100~300Ω*m時，要求桿塔的接 32 地電阻要小于 15Ω[12]。 表 55 有避雷線的桿塔的接地電阻 土 壤電阻率 （ Ω*m） 100 以下 100~500 500~1000 1000~2020 2020 以上 接地電阻（ Ω） 10 15 20 25 30 降低桿塔接地電阻的方法有：更換接地裝置周圍的土壤，對接地裝置周圍的土壤進(jìn)行化學(xué)處理，深埋接地極，采用多支外引式接地裝置，利用降阻劑降低接地電阻，延長水平接地體等。 對于已經(jīng)安裝了避雷器的最后一基桿塔，接地裝置已經(jīng)安裝，且接地電阻在 29Ω 左右，當(dāng)?shù)氐耐寥离娮杪矢哌_(dá) 300Ω*m 左右，因此，采用加大接地體的尺寸，水平外延接地體，外引接地，深埋接地極這幾種方法已經(jīng) 不太適合，其中水平外延接地體和外引接地的方法一般適用于變電站等，對于降阻劑和換土兩方案，由于該段線路所在地區(qū)就是沙漠地區(qū)，在近距離的地方也很難找到電阻率比較低的合適的土壤，如果使用會加大成本，因此可以采用降阻劑。 降阻劑因?yàn)榫哂休^高的導(dǎo)電性、吸水性和保水性等特點(diǎn)，并且特別適合北方干旱地區(qū)和缺水的高山地區(qū)使用，所以在本課題的研究中使用降阻劑降低桿塔的接地電阻特別可行。在接地極周圍使用了降阻劑以后，可以起到增大接地體外形尺寸，擴(kuò)大接地體的有效截面的作用，從而使接地體的有效散流面積增大，進(jìn)而降低了接地電阻；此外降 阻劑因?yàn)槠渑蛎浱匦詴p小接地體與土壤之間的接地電阻率，會在接地體周圍的土壤形成一個變化緩慢的低電阻區(qū)，因而在一定的程度上降低接地極的接地電阻。降阻劑的構(gòu)成可分為電子導(dǎo)電型和離子導(dǎo)電型。其中電子導(dǎo)電型受氣候因素影響較小，長效性好。降阻劑是集電子和離子導(dǎo)電為一體的無機(jī)物質(zhì)組成的混合物。 根據(jù)該段線路的氣候特征，可以選用抗旱型，適用于土壤電阻率較高的少雨地區(qū)的FDJ03 物理降阻劑。凝固后的降阻劑呈弱堿性，結(jié)構(gòu)緊密，對接地體有防腐蝕保護(hù)作用。除此之外，降阻劑還具有良好的均壓作用，改善電位分布，從而降低跨步電壓和接 觸電 33 壓。 降阻劑的經(jīng)濟(jì)用量應(yīng)視不同的土壤而定，在接地體上的敷設(shè)厚度應(yīng)在 1020cm 之間，為方便計(jì)算，推薦用量如下表 【 12】 表 56 降阻劑的用量 對于要設(shè)置避雷 線接地裝置的桿塔，需要重新設(shè)置接地裝置，根據(jù)煤礦電工手冊 [12]的相關(guān)規(guī)定，當(dāng)土壤電阻率在 100~300Ω*m 之間的時候，除了利用桿塔的自然接地之外還要設(shè)置人工接地體，且接地體離地面的深度不小于 ~ 米，在接地體的選擇方面，常用的有垂直接地體或者水平接地體 【 2】 。 垂直接地體的接地電阻為： dllR 4ln???? (56) 式中： ? 為電阻率；（ Ω*m） l 為接地體長度；（ m） d 為接地體的直徑。（ m） 當(dāng)有 n 根垂直接地極的時候，總電阻可以按并聯(lián)電阻計(jì)算們由于各接地體之間的流散電流相互屏蔽，映入一個利用系數(shù)，通常為 ~. 幾個相同的垂直接地體并聯(lián)構(gòu)成的接地裝置的接地電阻： c nRR ?? (57) 其中， nR 并聯(lián)后接地裝置的接地電阻， Ω； cR 單根垂直接地極的接地電阻， Ω； 土壤電阻率 Ω*m、用量 kg/m、接地形式 ρ≦ 500 500～ 1000 1000 ～ 2020 ρ≧ 2020 水平 10～ 15 15～ 20 20～ 30 30～ 35 垂直 12～ 16 16～ 22 22～ 32 32～ 40 34 n垂直接地極的根數(shù)； c? 垂直接地極的利用系數(shù)，查表得 ～ 。 水平接地體的接地電阻為： ???????? ??? AdhlR l2ln?? (58) 式中： ? 為電阻率 。（ Ω*m） l 為接地體長度 。（ m） d 為接地體的直徑 。（ m） h 為接地體的埋設(shè)深度 。（ m） A 為因屏蔽影響使接地電阻增加的系 鋪設(shè)水平接地體的時候，首先要挖開上部寬下部窄的梯形槽，回填土的部分深度為～ ，如圖 55，在底部鋪入一半降阻劑，然后再將水平接地體放入，待接地體與引下線焊接完畢以后，再將剩余的降阻劑放入其中，最后將細(xì)土回填并務(wù)實(shí)，對于尺寸和降阻劑用量，可以根據(jù)具體的實(shí)際情況而定，如表 57： 如表 58 可見，當(dāng)線路的總長度 l 相同的時候，由于電極形狀的差異， A 之會有顯著的差異，并且直線型時的 A 值最小， 但是接地極的長度就會過大。 由于該段線路所在地區(qū)為荒漠地區(qū)，土壤的電阻率 ? 在 300（ Ω*m）左右，因此即使使得接地電阻保持在 15Ω 左右，垂直接地體的長度會特別大，往往為幾十米，同理，使用了水平接地體，接地體的總長度也還是會很大，同樣會達(dá)到幾十米，使用水平接地體很難達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，并且極易腐蝕。由此可見土壤的高電阻率帶來的嚴(yán)重問題是嚴(yán)重的，所以要采用降阻劑。 表 57 降阻劑施加截面尺寸、降阻系數(shù)與用量的關(guān)系 降阻劑加截 面尺寸（ m2） 降阻系數(shù) 每米用量（ kg） 60 45 30 20 15 11 35 ab10cm回填土降阻劑接地體 圖 55 水平接地極中降阻劑的使用 表 58 水平接地體的形狀系數(shù) A 因?yàn)榈貙颖砻鎸尤菀资軆?，凍土層會使接地電阻增大，且地表層易擾動被挖，而至損壞接地裝置，所以接地裝置應(yīng)埋置于地表層以下，接地體還應(yīng)埋設(shè)在土層電阻率較低和人們不常到達(dá)的地方；接地裝置的位置，與道路或建筑物的出入口等的距離應(yīng)不小于 3 m；當(dāng)小于 3 m 時，為降低跨步電壓應(yīng)采取以下措施： (1)水平接地體局部埋置深度不應(yīng)小于 1 m，并應(yīng)局部包以絕緣物（ 50～ 80 mm 厚的瀝青層）。 (2)采用瀝青碎石地面或在接地裝置上面敷設(shè) 50～ 80 mm 厚的瀝青層，其寬度應(yīng)超過序號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 接地體形狀 屏蔽系數(shù) 0 36 接地裝置 2 m。敷設(shè)瀝青層時，其基底必須用碎石夯實(shí)。 (3)接地體上部裝設(shè)用圓鋼或扁鋼焊成的 500mm500 mm 的網(wǎng)格壓網(wǎng)，其邊緣距接地體不得小于 m。 [12] 本設(shè)計(jì)通過對水平接地極和豎直接地極的綜合考慮，決定考慮使用垂直接地極，選擇幾根垂直接地極并聯(lián)的方法，制作垂直接地體的材料一般選用鍍鋅鋼管、鍍鋅角鋼L50*50*5 或鍍鋅圓鋼 φ20，長度不應(yīng)小于 ，端部鋸成斜口或者鍛造成錐形。 【 10】 用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 條和建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范第 條規(guī)定， 【 14】 垂直接地體的長度一般為 ，為了減小相鄰接地體的屏蔽效應(yīng)，垂直接地體的距離一般為 5m，當(dāng)受到地方限制時可以適當(dāng)減小。具體的選材可以遵循下表的最小尺寸。 [12] 表 59 避雷線防雷接地裝置的最小尺寸 尺寸 材料 鋼絞線截面積2mm 扁鋼截面mm 角鋼截面mm 鋼管截面 mm 圓鋼直徑mm 避雷線 25 / / / / 引下線 明設(shè) / 寬 48，厚 4 / / 8 暗設(shè) / 寬 50，厚 5 / / 10 接地體 水平埋設(shè) / 寬 48，厚 4 / / 10 垂直埋設(shè) / / 1 50，管壁厚 / 根據(jù)該段線路的情況，接地極的材料選用鍍鋅鋼管 DN65*2500，按公式 59 所示 dllR 4ln???? (59) 其中土壤電阻率為 300? *m,鍍鋅鋼管長度為 ，外徑為 接地電阻會高達(dá) 96? ，但是當(dāng)有 4 根接地垂直接地極時，總電阻可按并聯(lián)計(jì)算，帶入利用系數(shù)，計(jì)算接地電阻約為 30? ，如果采用 8 根是，則可將接地電阻控制在 15Ω，但是如此一來設(shè)計(jì)的成本就會增加許多，且使得接地體的尺寸過大。所以采用 4 根垂直接地 37 極配合降阻劑的使用。 具體的實(shí)施方 法是，首先在選定埋設(shè)接地極的地點(diǎn)劃好一個 5*5 的正方形，然