架空地線

架空地線

架空地線由於不負擔輸送電流的功能,所以不要求具有與導線相同的導電率和導線截面,通常多採用鋼絞線組成。

基本信息

基本簡介

架空地線架空地線

輸電線路跨越廣闊的地域,在雷雨季節容易遭受雷擊而引起送電中斷,成為電力系統中發生停電事故的主要原因之一。安裝架空地線可以減少雷害事故,提高線路運行的安全性。架空地線是高壓輸電線路結構的重要組成部分。高壓及超高壓變電所占地面積廣,要求防直擊雷的區域大,安裝避雷針會有困難,因而有時也採用架空地線保護,架空地線都是架設在被保護的導線上方(見圖)。線上路上方出現雷雲對地面放電時,雷閃通道容易首先擊中架空地線,使雷電流進入大地,以保護導線正常送電。同時,架空地線還有電磁禁止作用,當線路附近雷雲對地面放電時,可以降低在導線上引起的雷電感應過電壓。架空地線必須與桿塔接地裝置牢固相連,以保證遭受雷擊後能將雷電流可靠地導入大地,並且避免雷擊點電位突然升高而造成反擊。

重要的輸電線路一般採用兩根架空地線以將被保護的導線全部置於它的保護範圍內。此範圍通常用保護角α來表示。α角是指架空地線與最外側的導線所處的平面和架空地線垂直於地面的平面之間所構成的夾角。一般取α≤20°~30°即認為導線已經可以受到保護。

架空地線由於不負擔輸送電流的功能,所以不要求具有與導線相同的導電率和導線截面,通常多採用鋼絞線組成。線路正常送電時,架空地線中會受到三相電流的電磁感應而出現電流,因而增加線路功率損耗並且影響輸電性能。有些輸電線路還使用良導體地線,即用鋁合金或鋁包鋼導線製成的架空地線。這種地線導電性能較好,可以改善線路輸電性能,減輕對鄰近通信線的干擾。

架空地線經過適當改裝還可兼用作通信通道,為此,已研製出新型架空地線複合型光導纖維電纜,使它具有避雷、通信等多種功能。

過熱原因

架空地線架空地線

(1)地線與輸電線路同桿架設,運行線路的電流產生的磁場將在架空地線線路上感應出電壓,它正比於運行線路的電流和載流線之間的互感,其作用相當於線上路導線上沿縱向串接了一個磁感應電勢Em,同時,運行線路的電場通過載流線與架空地線之間的電容耦合,還會在架空地線上產生電勢。這可看作線上路導線對地電容支路中串接了一個等效的電感應電勢Ec。220kV熱東甲線與熱東乙線負荷電流通常只有70~80A。熱東甲線的架空地線受甲、乙2條線路的作用,所處的電要比東肥線架空地線所處的電磁場強得多,因此感應電壓幅值必然要高於東肥線。

(2)架空地線生成的感應電勢受輸電線路三相高壓載流導線與架空地線距離的影響。220kV熱東甲、乙線導線排列為垂直排列,由上至下仿效為B相、A相、C相。220kV東肥線為三角排列,B相在上,A,C相分別列B相下方兩側。熱東甲線、東肥線架空地線經各線路終端塔同掛於變電站進線門型架構2年間隔間的懸掛點。變電站進線門型架構上架空地線線夾處的感應電勢主要受進線段影響。對於東肥線,其感應電壓始端主要受B相影響,終端主要受A相影響,架空地線感應電壓主要是A,B相感應的合成電壓;而熱東甲線感應電壓始端主要受B相影響,終端主要受C相影響,架空地線感應電壓主要是C,B相感應的合成電壓,2個感應電壓存在較大相角。2條架空地線同掛於進線門型架構,且架構有接地,可視為2個感應電壓的中性點,2個感應電壓間有電勢差。

(3)為防止電磁干擾,熱東甲線與東肥線架空地線使用的都是LGJ-185鋼芯鋁絞線,相對於小截面的鋼絞線感應電壓高,東肥線與熱東甲線架空地線感應電壓矢量合成後感應勢差較大。

(4)線路架空地線雖然經桿塔接地,但桿塔接地電阻較大,一般在5~10Ω,土壤電阻率較大的達到10Ω以上。受季節影響冬季桿塔的接電電阻較大,架空地線的感應電壓增高。

(5)架空地線使用了門型架構上同一懸掛點,受導線絞合應力及微風振動的影響,熱東甲線地線耐張線夾向東肥線耐張線夾方向鏇轉、傾斜,2個耐張線夾接觸,導致線夾接觸過熱甚至放電。

(6)2條線路感應電壓差較大的放電現象或2個線夾接觸,接觸電阻嚴重過熱的現象;測試到的是2個線夾接觸,接觸電阻發熱現象。

(7)缺陷處理。使用LGJ-185鋼芯鋁絞線將220kV熱東甲線、線架空地線在進線門型架構耐張線夾前短接,固定2個線夾位置,強制架空地線耐張線夾等電位。處理後進行紅外測試,線夾溫度與氣溫相同。

補充架空地線作用:

線路的零序電流可通過輸電線路架空地線返回,對大地返回的零序電流起分流作用。因架空地線零序電流與輸電線路中的零序電流流向相反,起去磁作用,故架空地線的存在使輸電線路的零序阻抗減小。架空地線距導線愈近,去磁作用愈大。

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