一种适用于输电线路铁塔的接地引上筋安装辅助工具的研制

引言

输电线路杆塔接地电阻值的大小是影响线路雷击反击跳闸率的重要因素,定期测量接地电阻值,及时对不满足接地电阻要求的接地网实施改造,是降低雷击反击跳闸率的主要措施。根据《广东电网有限责任公司输电线路运维策略及管控机制实施细则（2018版)》要求,广东地区供电局输电线路运行班组需对关键、重要线路每2年测量1次接地电阻值,关注及一般等级线路每5年测量1次（进线段2年1次),新线路投产后、线路受雷击后等都需对接地电阻进行测量,杆塔数量众多,接地电阻值测量工作量非常大。

接地体在土壤中的敷设深度一般不低于600mm,接地引上筋连接着接地体与塔腿,测量接地电阻时必须拆卸接地引上筋和塔腿的固定螺栓。由于土质问题,拆卸固定螺栓后,部分接地引上筋会发生轻微下沉现象,导致与原来的安装位置错位约30～50mm,给接地引上筋安装造成了一定的难度。如果错位严重,不借助有效的工具,单凭人力则无法将接地引上筋复位,遇雷雨天气,极易造成线路跳闸。

1工具研发的必要性

1.1防雷工作的重要性

河源供电局地处粤东北山区,属于雷电活动密集区,2015一2017年,由于雷击导致的线路跳闸占90.3%,雷击导致的线路强迫停运占比67.07%。线路强迫停运可能导致客户供电中断和经济损失,影响供电可靠性。随着客户对生活品质要求的日益提高以及对电能依赖性的不断增长,其对供电的持续性有了更高的要求。为此,供电局把防雷工作与提升线路耐雷水平作为重点工作任务,每年投入大量的资金应用于线路防雷改造工作中,并投入大量的人力在线路运维上。

1.2接地电阻与线路耐雷水平之间的关系

耐雷水平即雷击线路时,其绝缘尚不至于发生闪络的最大电流幅值或能引起绝缘闪络的最小雷电流幅值,单位为千安。线路绝缘上电压的幅值Uj随雷电流增大而增大,当Uj大于绝缘子串冲击闪络电压时,绝缘子串将发生闪络,由于此时杆塔电位较导线电位高,故此类闪络称为"反击"。雷击杆塔的耐雷水平11可由Uj等于线路绝缘子串的50%冲击闪络电压U50%来求得:

由上式可知,雷击杆塔时的耐雷水平与分流系数8、杆塔等值电感1gt、杆塔冲击接地电阻Rch、导地线间的耦合系数k和绝缘子串的50%冲击闪络电压U50%有关。实际上往往以降低杆塔接地电阻和增大耦合系数k作为提高耐雷水平的主要手段。对一般高度杆塔,冲击接地电阻上的电压降是塔顶电位的主要成分。因此可以通过降低接地电阻来有效地减小塔顶电位和提高耐雷水平。

1.3传统工具的不足

传统方式为作业人员运用人力或扳手将接地引上筋拉伸,由于接地引上筋是长条状,很难受力,而且无法找到支撑点,接地引上筋若下沉严重,不仅耗时、费力,甚至无法拉伸到指定位置,如图1所示。借助外物,利用普通的撬棍,将接地引上筋拉到与孔位平齐后,接地引上筋连接板与塔腿之间有距离,螺栓没有足够的长度,水平方向难以受力,且由于基层保护帽的影响,很难将接地引上筋连接板与塔身贴合,导致无法安装到位。

接地电阻测量为日常运维的重点项目,作为发现接地电阻问题的主要手段,为防雷改造提供立项依据,从而提升线路耐雷水平。接地电阻测量的工作量非常大,解决接地电阻测量时接地引上筋安装困难的问题,提升工作效率尤为重要。为此需要研发一套适用于输电线路铁塔的接地引上筋安装辅助工具。

2研发的方向

针对接地引上筋下沉现象,需设计一款利用杠杆原理的工具,且能够单人操作,省力高效地提升下沉的接地引上筋,完成接地引上筋安装工作。在工具上配套设计轻型棘轮扳手,配置内螺纹管,在撬起下沉地网的同时缩短引上筋与塔腿孔位的距离,解决在提升过程中无法将接地引上筋连接板往前推的问题,便于固定螺栓的安装。

3工具的研发与应用

接地引上筋安装辅助工具主要由丝杆、棘轮螺杆、棘轮、手柄、挡板等部件组成,原材料主要成分为钢,成品如图2所示。丝杆长度540mm,可达到省力要求。大部分铁塔接地引上筋安装孔径14～16mm,接地引上筋安装辅助工具丝杆直径14mm,适用性广。螺纹在丝杆中部,距挡板有200mm,外套棘轮螺杆,连接可拆卸手柄,方便外出时存放在工具袋中。连接接地引上筋与铁塔本体螺孔之间的丝杆无螺纹,防止撬动过程中损伤螺纹,导致螺杆卡阻。

铁塔接地引上筋安装位置多为双孔位,以铁塔的安装孔作为支点撬起下沉的接地引上筋,工具头部有挡板,可以卡住孔位,受力后可防止滑脱,通过手柄转动棘轮螺杆可以推进接地引上筋的连接板,省时省力,使连接板与铁塔孔位贴合。贴合后,再用螺栓固定另一个孔位,再取出该工具,安装另一个螺栓。对接地网下沉不严重的位置,也可以不装设手柄,直接当简易的撬棒使用。

4结语

防雷工作是电网公司的重点工作,要降低雷击跳闸率,就要提高线路耐雷水平,要提高线路耐雷水平,降低接地电阻是最有效的措施之一。要降低接地电阻,就要注重线路的日常运行维护,及时发现问题。接地引上筋安装辅助工具原理简单,易操作,携带方便,实用性强,能有效提升测量接地电阻效率,降低作业人员的工作强度,保障输电设备安全运行,值得在输电线路运行中推广应用。