(4)接地電阻的計算。接地電阻的計算,多數在設計部門采用,在施工部門通常通過實測取得,為供實測時參考,將簡單的計算方法列出來。一般是給出簡單接地體工頻電阻的計算公式,如有多個簡單接地體,則上按通常方法計算其並聯電阻值,然後,乘上一個由於互相屏蔽效果的利用係數,即測出總的工頻接地電阻,如果要計算衝擊接地電阻,則按照其所分擔的雷電流的大小,選擇適當的衝擊係數,乘其工頻電阻,即可得出每一單元的衝擊電阻。最後改用衝擊時的利用係數代替上述工頻利用係數即得出總的衝擊接地電阻值。
由於土壤電阻率變化極大,一般不予實測,往往由於地形條件的限製,導致不能全部按圖施工,又由於送電線路的接地電阻一般要求在10歐以上,精確的計算並不十分必要。
所以,設計中通常是將土壤電阻率劃分成幾個等級,預先設計好幾種型式的接地裝置供選用。
第四節 導線換位
在電力係統中,應該認為,發電機發出的三相交流電是對稱平衡的,它們彼此之間在時間上相差1200在空間位置上也互相間隔120。。但是由於電能是需要經過輸送到達用戶才能使用,而且在現代電力係統中,電能大部分都是要經過遠距離超高壓送電,由於輸電線路在杆塔上的排列不對稱,往往使電力係統中產生不對稱電流和不對稱電壓,這是由於線路不對稱而引起每相阻抗和導納不對稱,因而產生了負序和零序電流。過大的負序電流將會弓l起係統內電機的過熱,過大的零序電流在中性點不接地係統中,可能引起靈敏度較高的接地繼電器誤動作。另外,如果輸電線路和弱電線路相平行架設,則由於電力係統中不平衡後產生的地中雜散電流,還將幹擾弱電線路的電碼或致使電話雜音過大。
為了消除以上一些問題,就要對導線進行換位。這樣就可限製電力係統中的不對稱電流和不對稱電壓。這當然要從整個係統來考慮,不能單純從某一條輸電線路來考慮,因為當一條線路設計時引起的不平衡電流和不平衡電壓,就已接近電機的允許過熱或零序繼電器的誤差範圍。那麼,當設計下一條送電線路耐,就給設計帶來了困難。另外,換位本身又是線路絕緣中的薄弱環節,過多的換位也是不恰當的。因此,一般認為60~80公裏采取一個整循環換位較為恰當。
下麵介紹幾種換位方式。
(1)直線杆換位。又稱滾式換位法。它是利用三角排列(或稱上字型排列)的直線杆塔進行換位,在換位處導線改變排列方式,使換位杆的絕緣子串產生偏移,為減小這種影響,在設計中往往采用換杆中心偏離線路中心線的辦法。
這種換位方法,適用於在覆冰厚度不超過l0毫米的輕覆冰區,因為在導線換位處有交叉現象,易於在交叉點被覆冰重量造成上下相間短路。
(2)耐張塔換位。它是利用一個特殊的耐張塔來完成換位的。這種換位方式適用於在重覆冰區的線路上使用。
(3)懸空換位法。它不需要設計特殊的換位杆塔,它是通過在相線中另外串入能耐受線電壓的絕緣子串來實現的,並通過兩根跳線和一根長跳線直接進行交叉跳接來完成的。
相線中串入的絕緣子串的絕緣強度,由於它承受的是線電壓,根據運行經驗,一般應為相對地絕緣的1.3—1.4倍。
根據四幫(原水電部、鐵道部、郵電部、通信兵部)原則協議規定,全長在20千米以上的三相及單項輸電線路應當進行換位。導線排列成三角形的三相輸電線路,一個整換位循環的長度,不得大於48千米,其他排列方式的三相輸電線路一個整換位循環的長度不得大於24千米。三相雙回路輸電線路(六根導線)每一回路內整個換位循環的長度不得大於48千米,而且各該回路換位的方式全線應完全一致。
目前國外有些換位循環長度長達200—300千米。也有200千米不換位的,也有400千米采用兩個換位循環的。
第五節 絕緣避雷線
采用絕緣避雷線有下列三個好處。
1.可以降低線路的附加損失。由於避雷線至各相導線的距離並不相等,它們之間的互感也就多少有些差別,因此盡管在正常情況下,三相導線上的負荷電流是平衡的,但在避雷線上仍然要感應出一個縱向電動勢,如果避雷線采取逐個杆塔接地,這個電動勢就要通過大地成回路產生電流,結果就增加了線路的電能損失,對於200——300千米的220千伏線路,這個附加損失,每年可達幾十萬千瓦時。它的電能損失特性是同負荷電流的平方和線潞長度成正比增加著的。
2.可利用絕緣避雷線作高頻通道,稱為地線載波。在某些電力載波通道擁擠時還可以用它來取代常用的電力載波。
3.便於測量塔腳接地電阻。杆塔腳的接地電阻需要逐個分開測定才能保證其防雷效果;而通常杆塔腳本身,就是一個自然接地體。因此,盡管一般補充的人工接地可由連接螺栓與杆塔身斷開外,為了要將杆塔腳的自然接地效果也包括在內,這就仍然需要將避冒線絕緣起來才可測量。
絕緣避雷線的一個很重要的技術問題,就是在線路正常運行情況下,能有良好的絕緣性能,而在雷電先驅放電階段的強烈電場作用下,一能使原來絕緣的避雷線呈完全接地狀
態,以及線路事故情況下的特殊要求等。
正常運行情況下,在絕緣避雷線上的感應電壓的大小與導線是否換位以及是否采用排流線圈有著密切的關係。若線路換位對稱,則正常情況下的靜電感應電壓可以基本上得到消除;即使導線不換位,避雷線上的靜電感應電壓也可通過排流線圈而得到消除。正常情況下的電磁感應縱電動勢一般220千伏線路每公裏也不過隻有十幾伏,因此對於導線正常換位的節距在50—60公裏時,則感應電壓也隻有幾百伏。因此,一般說來,絕緣避臂線的絕緣有2—3千伏以上的耐壓水平可認為是足夠的。
從防雷角度看,當雷電先驅逐步向線路逼近時,若絕緣避雷線很長,則在先驅的逐步發展過程中不可能在絕緣避雷線上感應出明顯的對地電位;若絕緣避臂線很短時,則可通過限製避雷線絕緣水平的辦法,保證在雷電先驅最後定向以前,先驅在避雷線上所感應出的電壓足以使其絕緣閃絡,從而及時將絕緣避雷線轉化為接地狀態,這就保證了絕緣避雷線的正常防雷功能。一般絕緣避雷線的絕緣水平不宜超過40—50毫米的空氣間隙。
絕緣避雷線的絕緣結構,我國常用的避雷線絕緣子的型式為無裙絕緣子外加並聯火花閫隙。