自然接地体法在配电房与架空线路接地应用研究.docVIP

自然接地体法在配电房与架空线路接地应用研究 　　【摘要】在目前的10KV架空线路和配电所的接地体中，人工接地体仍占相当的比例。由于人工接地体易被盗窃、腐蚀和破坏，从而给设备的安全使用带来了严重的威胁，而自然接地体不仅能够很好地避免环境因素、自然因素和人为因素对其造成的不利影响，而且还可以提高设备运行的可靠性和安全性，因此，值得推广和使用。 　　【关键词】人工接地体；自然接地体；架空线路；配电房；接地装置 　　 　　 配电房与架空线路的接地体既有人工接地体，又有自然接地体。用钢管、角钢、扁钢和钢筋等钢材制成的，具有一定形状，埋有一定深度，并用扁钢或钢筋与防雷、接地系统相连的接地体称为人工接地体；自然接地体又称为基础接地体，一般指将建筑物或构筑物基础中的金属结构相互连接，从而形成电气回路来作为接地体使用。由于自然接地体具有制作方便、安全可靠、节约钢材、寿命较长和不易损坏等优点，而被广泛地作为配电房和架空线路的接地体，并取得了较好的经济效益和安全效益。 　　 下面，笔者就针对10KV架空线路和配电所的接地体发表如下看法： 　　1人工接地体的应用 　　 在目前的10KV架空线路和配电所的接地体中，人工接地体仍占相当的比例。在架空线路方面，通常是先在预定的位置上竖立电杆，再架线和通电，若需要在其中的某个电杆位置的附近搭接用电设备，则可在该电杆上安装跌落式熔断器或开关后通电。为保障用电设备的安全工作，常将一根长为2.5米的∠50×50×5热镀锌角钢埋入地下，在地面上预留出几十厘米，再将开关外壳、避雷器和接地极用绝缘铜导线进行连接。在配电所方面，通常是在配电所所在建筑墙体外进行环状埋设接地极，该环距离墙体的距离为3米，接地极所用材料为长2.5米的∠50×50×5热镀锌角钢，每根角钢的间距为5米，埋设深度为角钢的顶端在地面下80厘米，然后将所有接地极用50×5的热镀锌扁钢焊接为一个封闭环。最后在环的不同位置用上述扁钢向配电房内引入2条以上的接地线，以将设备接地。 　　2人工接地体存在的问题 　　2.1环境对人工接地体的影响 　　 当需要在架空线路中的某个电杆附近搭接用电设备时，需要在该电杆的旁边埋设接地极，而该电杆所处的位置下面可能有石块层或旁边都是混凝土路面，这将给接地极的埋设带来很大困难。若在土壤电阻率较高的地方或地势较高的丘陵地带，仅在电杆旁边埋设接地极可能仍无法满足电阻的设计要求，而在规定距离之外可能有其他建筑物或为混凝土路面，从而不满进行大面积开挖，使第2根接地极无法埋设。 　　 配电房一般是通过热镀锌扁钢将室外接地极和设备相连，在竣工前通常都会将连接线用混凝土进行覆盖，随着时间的推移，房屋和路面会出现不同程度的沉降，由于两者沉降的不一致性，会将接地线拉断，那么设备的接地线相应地也就失去了接地的作用。设备线路一旦出现过高压（如雷击）或发生泄漏现象，将使设备的外壳及其他金属携带过高电压。 　　2.2自然因素对人工接地体的影响 　　 由于沿海地区是盐碱环境，其对接地体的腐蚀非常严重，如广东、浙江等地的沿海城市，其电房的接地装置在使用5-8年左右后，都出现了非常严重的腐蚀，从而对设备的安全使用带来了严重的威胁。 　　2.3人为因素对人工接地体的影响 　　 由于电杆上的配电设备是用金属铝或铜与接地极进行连接的，而其又都处在无人看守的野外，因此，会经常发生被盗窃的现象。另外，配电房的外空地也常在供电部门毫不知情的情况下被开挖，用于城市的绿化，而在开挖的过程中，这些人工接地体很容易被拉断，若在施工时不发现，以后就很难知晓。以上这些都给人工接地体造成了极大的安全隐患。 　　3自然接地体的应用 　　 对于上述人工接地体出现的问题，我们设计了自然接地体以取代原有的人工接地体，它一般采用建筑物地梁内或水泥杆塔内的钢筋作为接地极。只要自然接地体的接地电阻能够达到要求，我们就可免去使用人工接地体。实践证明，采用自然接地体都符合接地电阻值≤4Ω的规定。 　　 由于土壤的电阻率较大，有的地方可以达到100Ω?m，因此，在电杆的底部可以增加一个人工接地装置，并用短路环将电杆内的钢筋焊接连通，具体见图1。这种电杆具有很好密封性，因此也具有较高的耐腐蚀性和抗冻性。我们对几处具有代表性的15米电杆的接地电阻进行了测量，其数值见表2。实践证明，都符合接地电阻值≤10Ω的规定。 　　 　　 　　 　　图1 电杆内部钢筋结构示意图 　　 　　表2采用自然接地体所测的15米电杆接地电阻值 　　 　　 　　 　　4自然接地体的应用效果 　　4.1自然接地体可有效地避免雷击热效应 　　 通常情况下，避雷系统的接地电阻越小，其散流越快；高电位保持时间越短，接触电压和跨步电压也越小。当雷电击中架空线路时，雷电流会通过电杆内