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利用桿塔基礎降阻技術

    在高土壤電阻率地區,桿塔接地電阻普遍超標,輸電線路的雷擊跳閘率居高不下。水平射線法,需征地、賠青,破壞環境。我們研制的SYJ型接地裝置是利用基建時的大開挖基礎結合降阻材料組成。經現場測試及工程應用,證明能有效降低沖擊接地電阻,較大地提高了線路的耐雷水平。采用該技術避免了傳統方法的二次施工及其造成的水土流失、植被破壞,有效保護了生態壞境。解決了征地、賠青難題,具有較大的直接經濟效益和巨大的社會效益。
主要內容
(1) 在架設桿塔時直接利用桿塔基礎來降低桿塔接地電阻的方法,把桿塔的自然基礎改進成降阻基礎,改變在輸電線路桿塔施工完成后再利用其他降阻的方法來降低接地電阻的常規做法。
(2) 利用大開挖基礎使用降阻籠和GPF-94高效膨潤土降阻防腐劑,擴大基礎與大地的有效接觸截面,改善桿塔基礎四周的土壤電阻率,有效降低桿塔接地電阻。
(3)  基于恒流場理論和等效電荷法,建立了桿塔降阻基礎的物理模型,并在此基礎上研制了SYJ型接地裝置。該裝置在桿塔正下方進行集中式接地,其散流效果好,沖擊系數小,僅為水平射線的1/3左右,防雷效果遠優于傳統方法。
(4)  在桿塔建設期間,使用SYJ型接地裝置,與基礎同時施工,避免了傳統方法的二次施工,解決了水平射線因受地形限制而降阻困難,以及施工造成的水土流失,植被破壞,征地,賠青困難等問題。同時也解決了水平接地由于埋深不夠,回填土不合格所造成的腐蝕問題以及雨水沖刷、接地體外露、接地失效和外力破壞等造成的不良接地。
主要指標及特點
SYJ型接地裝置降阻機理。
SYJ型接地裝置將接地體的有效導電截面擴大50多倍;將鐵塔基礎混凝土面與大地的非導體接觸轉變為可靠的導體接觸;高效膨潤土降阻防腐劑的擴散和滲透性能改善了桿塔基礎四周的土壤電阻率,因此具有良好的降阻效果。
SYJ型接地裝置的防雷功能。
SYJ型接地裝置是在桿塔正下方進行集中式接地,因而其沖擊系數小,其防雷效果遠優于傳統的水平射線。GPF—94高效膨潤土降阻劑具有非線性沖擊特性,電流密度增大,電阻率逐漸減少,對降低沖擊接地電阻有較好的效果,減少了接地極上的電壓陡度,接地極等效導電面積增大使其容性效應增加,使沖擊特性得到了改善,降低了跨步電壓。
 (3)該技術的環保性
該技術是在在桿塔建設期間,與基礎同時施工,避免了傳統方法的二次施工,解決了施工造成的水土流失、植被破壞等問題,具有較好的環保性。
(4) 該技術的經濟性。
利用桿塔基礎來降低桿塔接地電阻,不僅可有效地降低接地電阻值,而且有效地節省空間, SYJ型接地裝置與基礎同時施工,不需另外征地,解決了水平射線可能因地形限制而無法放射及征地、賠青困難等難題。較大地降低了工程造價,提高了經濟效益。也為高土壤電阻率地區的桿塔降阻開創了一條新的途徑。
為了準確地對桿塔的接地電阻我們研究出了“大電流便攜式接地電阻的測量方法及其裝置”申報并獲得國家發明專利。專利權號:ZL200610136769.1;2009年6月我們又對整個技術成果“利用桿塔基礎降低輸電線路接地電阻的接地裝置”申報了國家專利。專利授權號:ZL200920303998.7

 SYJ型接地裝置的現場施工圖

(5)SYJ型接地裝置具有很好的防雷功能
架空線路桿塔接地對電力系統的安全穩定運行至關重要,降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平,減少線路雷擊跳閘率的主要措施,本項目的SYJ型接地裝置特有的構建使其具有非常好的防雷功能。
① SYJ型接地裝置中的GPF-94高效膨潤土降阻防腐劑層可起到三個方面的作用:滲透與擴散改善了周圍土壤的電阻率從而大大提高了降阻效果;其很好的吸水性和保水性,使接地電阻穩定,不受氣候及土壤干濕度的影響;其較大的膨脹倍數,增大了接地體的有效截面,增大了散流面積;其較好的防腐保護性能極大地延長了接地體使用壽命。
② 鋼筋籠的上、下兩層面各設計八根短鋼筋做橫向接地棒,可起到擴大鋼筋籠的有效降阻半徑和使降阻劑中的金屬離子更容易擴散到周圍土壤中去,增大了散流效果。
③ SYJ型接地裝置是在桿塔正下方進行集中式接地具有較小的沖擊系數。
該項目2009年獲得福建省電力公司科技進步三等獎和福建省政府科技進步三等獎。

 


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