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接地对比方案
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本文与大家共同学习！
输电线路铁塔接地系统改造
牺牲阳极（阴极保护）设计及施工
降低杆塔接地装置的接地电阻是提高输变电线路耐雷水平的一项十分重要的措施．对于多石少土的辽西山区线路杆塔．用传统施工方法接地电阻很难达到要求，根据多年运行经验，降低山区输电线路杆塔接地电阻是防雷的一种有效方法。
雷电危害与接地电阻
&&&&在架空输电线路设计中，防雷设计是必须考虑的一个重要因素，随着电力系统的发展，雷击输电线路而引起的事故也日益增多，据资料介绍：在我国高压输电线路的总跳闸次数中，由雷击引起的约占40％
～70％，尤其在雷电活动强烈、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击输电线路而引起的事故率更高，造成巨大的经济损失。
&&&&当雷电击中接闪器。电流沿引下线向大地泄放时对地电位升高。有可能向临近的物体跳击，称为雷电“反击”。雷电直击在输电线路上的避雷线，如果接地电阻过大，就会对线路造成损伤，断路或击穿瓷瓶造成短路跳闸。从而造成停电事故。高山杆塔不仅路途遥远，攀爬也很困难，更换一次设备非常困难，这给维护增加了许多难度，而跳闸率恰恰又是电力系统考核的一个重要指标。由此可见接地系统在电力输变线路防雷中的重要性。
1、接地电阻
&&&&在超高压输电线路中，多以不大于10
n作为接地电阻的要求。我局的超高压输电线路比较长，途经地区的地理条件比较复杂，经常会遇到山上都是石头，或者多石少土的情况。通常的施工方法很难达到要求，经常是花费了很大的人力、物力，接地电阻还是达不到要求。有的接地电阻甚至高达几百n，导致在雷雨季节。线路遭遇雷击。而山区大部分杆塔都建在高山上，又增加了遭受雷击的概率。&&&&&&&
2． 特殊土质接地电阻分析
根据现场实测总结主要有以下几种情况：
&&&&a．土加石头覆盖层表面植被较好．但下层基本属于岩石层，接地电阻率很高。
b．由于风化和人为措施造成的基本以碎石子为主体，泥土较少，表面看来植被较好，但由于泥土少石子间空隙较大。接地电阻率非常高。
&&&&c．表面看来大部分是泥土。但由于土质坚硬沙土的颗粒较大，基本属于风化岩颗粒，造成本身接地电阻率极高，加水后可适度减低但是该种土壤保水性极差渗透快。
&&&&d．铁塔建在岩石上，几乎没有土壤和其它粉末状介质，即使埋设了钢筋，由于与周围无法形成统一地网，不能建立起有效的沟通．造成接地电阻极大。难于满足雷电释放的要求，从而引起跳闸。上述四种情况带来以下几方面的问题：
土壤的接地电阻率高，介质保水性不好，钢筋不能及时将雷电流有效泄放。
土壤和接地体之间没有建立起有效的沟通，有效接触面积不足。
水土流失严重，接地体腐蚀损坏严重。很难长期保持稳定的接地电阻。
3.辽西超高压线路接地的实测
多年来，我们通过对辽西地区杆塔所处地质环境，掌握了杆塔处在高山大岭占42%，一般山地占49%，平地占9%；我们对该段的接地进行了改善，重新埋设了接地引下线，对于接地土壤不好的采取了换土措施，较严重的采取了埋设连续伸长接地体的措施，工程实施后输电杆塔的接地电阻虽然有了明显的降低，但出于山地，石块较多的地区还是会被雨水冲刷后造成土壤流失，维持时间较短，因此我们针对这种情况采取了牺牲阳极的阴极保护接地改造，下面是针对线路进行的实测数据
表1　山区塔接地电阻值高的情况
4、牺牲阳极接地改造设计
4.1线路铁塔接地系统埋地方式
水平接地网采用40*4的镀锌扁钢，四散外延每根按60米计：垂直接地极采用50*5的角钢，沿水平接地网方向每10米一个，共24个，36米长。
4.2接地系统的接地面积
水平接地面积S1=4*60*0.088=21.12（平方米）
垂直接地面积S2=0.1*2*36=7.2（平方米）
总接地面积S=S1+S2=28.32（平方米）
4.3保护电流
保护电流密度取15毫安/（平方米）
接地网得到保护须电流I保=15*毫安
4.4单支阳极接地电阻计算
R=p/2πL{ln(2L/D)+l/2ln(L/2t)+ p/p㏑(D/d)}
&=100(2π*0527){
ln(2*0.527/0.5)+l/2&#1/2*0.6)+1.5/100&#1/0.021)}
1.5阳极输出电流
I出=△E/R=0.65/3.9=167(mA)
1.6所需要阳极数量
n=f*I保/I出=2.5*424.8/167=7支
按每组2支组合式阳极埋设，其需要8支8公斤重镁阳极。
详见牺牲阳极埋设方式图
1.7使用寿命
T=nw/Iw=（0.85*2*8*2210）/(0.167*8760)=20年
牺牲阳极保护埋设方式图
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图例：&&&&&&&&
水平接地线40*4镀锌扁钢
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&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&垂直接地极50*5角钢
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2、施工方案
总所周知，一些电力设备，建筑物等如发生接地短路或遇雷害时，巨大的瞬间电流如不能及时导入大地，后果不堪设想，因此要求电力设备或者建筑接地系统完好，无锈蚀，且电阻越小越好，设备因处在空旷地带，且远远高于周围地上设施，因此会首先遭遇雷电侵袭，随着运行年限的增加，埋设的接地扁钢逐渐发生锈蚀，长此以往腐蚀会加大，导致地网截面减小，造成热稳定性不足，而且会导致有效接地面积减小，增大了泄流难度，遭遇雷电时易造成设备损坏和人员伤亡事故的发生
2.1工程流程
设计——→ 材料采购 ——→ 阳极脱脂除锈 ——→阳极电缆绝缘密封 ——→填包料
配制——→阳极装入袋内——→运输——→挖沟槽及阳极坑床——→铺设接地网、砸垂直接地极——→放入样机并焊接——→焊接头密封——→回填、夯实测试
2.2施工图设计
根据设计，使镁阳极布点按图纸所示，以使接地网达到完全保护状态。
2.3材料采购
材料选用8公斤镁阳极
2.4阳极脱脂除锈
镁阳极在使用前，应用清洗剂清除表面油污，灰尘，使表面处在活化状态，并用60号砂纸打磨掉其表面的氧化层
2.5阳极与电缆绝缘密封
阳极保护施工中的所有接头均需要可靠地连接和优质的防水绝缘密封，以免有漏电的可能，使导线发生腐蚀，将阴极钢芯上的锈层打磨掉，将VV29导线上防护层剥去，把导线上的铜芯焊在阳极的钢芯上，采用铜焊，焊完后涂上绝缘防水胶合热熔胶后再套上热缩管。
2.6填包料的配制
镁填包料的组成：石膏粉50%，硫酸镁15%，膨润土35%
填包料的作用：降低土壤电阻率，提高电流效率，避免由于土壤的不均匀造成阴极的局部腐蚀，加大阳极尺寸，降低了阳极接地电阻，提高了阳极的寿命，制作：将三种料按比例搅拌均匀
2.7阳极装入袋内
将制好的阳极装入袋内，袋必须是棉布袋或者麻制品，不允许用化纤制品袋，之后装入填包料，每袋60公斤填包料，填包料厚度不应小于50mm，应保证阳极四周的填包料厚度一致，密实，填包料应均匀，不得混入石块，泥土和杂草等，填装后，袋口用绳索绑扎牢固。
阳极袋制作完成后，在搬运途中，严禁拖，拉电缆，必须搬运袋子，电缆详见vv29/1*16
钢带铠装电缆示意图
2.9挖阳极坑床
根据施工设计图，沿原接地线挖开沟槽，宽0.5米，深度不小于0.6米，沿水平接地线方向每间隔10米砸一个垂直接地极，垂直接地极长1.5米，挖长2米宽1米的深坑，坑距阳极与接地网的距离不小于4米。
将袋装阳极放入阳极坑床后，浇水湿透，电缆线与接地网铜焊焊接，垂直接地极与水平接地气焊焊接，焊接后，焊点处涂环氧富锌底漆二遍。水平接地线与塔体用螺栓把合，不允许采用任何方法焊接，
2.11回填与夯实
在做完以上工作后，首先回填细土，其中应无石块，杂草等物，回填完成后夯实，回复原貌
2.12测保护电位
48小时，阴极极化完全后，测得保护是位应负于—850mv
综上所述．高压输电线杆塔接地改造，采用新型材料的接地模块替代传统接地极，采用长效复合降阻剂灌注法解决山地石头之间缝隙的连贯性问题，进而连接零散的小片土地。并通过液态降阻剂的流动产生的树根效应来扩大地网的接触面积，达到降低地网接地电阻值。效果非常显著．经过改造的地网阻值稳定持久。
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