一種適用于輸電線路鐵塔的接地引上筋安裝輔助工具的研制

引言

輸電線路桿塔接地電阻值的大小是影響線路雷擊反擊跳閘率的重要因素,定期測量接地電阻值,及時對不滿足接地電阻要求的接地網(wǎng)實施改造,是降低雷擊反擊跳閘率的主要措施。根據(jù)《廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司輸電線路運維策略及管控機制實施細則（2018版)》要求,廣東地區(qū)供電局輸電線路運行班組需對關(guān)鍵、重要線路每2年測量1次接地電阻值,關(guān)注及一般等級線路每5年測量1次（進線段2年1次),新線路投產(chǎn)后、線路受雷擊后等都需對接地電阻進行測量,桿塔數(shù)量眾多,接地電阻值測量工作量非常大。

接地體在土壤中的敷設(shè)深度一般不低于600mm,接地引上筋連接著接地體與塔腿,測量接地電阻時必須拆卸接地引上筋和塔腿的固定螺栓。由于土質(zhì)問題,拆卸固定螺栓后,部分接地引上筋會發(fā)生輕微下沉現(xiàn)象,導(dǎo)致與原來的安裝位置錯位約30～50mm,給接地引上筋安裝造成了一定的難度。如果錯位嚴重,不借助有效的工具,單憑人力則無法將接地引上筋復(fù)位,遇雷雨天氣,極易造成線路跳閘。

1工具研發(fā)的必要性

1.1防雷工作的重要性

河源供電局地處粵東北山區(qū),屬于雷電活動密集區(qū),2015一2017年,由于雷擊導(dǎo)致的線路跳閘占90.3%,雷擊導(dǎo)致的線路強迫停運占比67.07%。線路強迫停運可能導(dǎo)致客戶供電中斷和經(jīng)濟損失,影響供電可靠性。隨著客戶對生活品質(zhì)要求的日益提高以及對電能依賴性的不斷增長,其對供電的持續(xù)性有了更高的要求。為此,供電局把防雷工作與提升線路耐雷水平作為重點工作任務(wù),每年投入大量的資金應(yīng)用于線路防雷改造工作中,并投入大量的人力在線路運維上。

1.2接地電阻與線路耐雷水平之間的關(guān)系

耐雷水平即雷擊線路時,其絕緣尚不至于發(fā)生閃絡(luò)的最大電流幅值或能引起絕緣閃絡(luò)的最小雷電流幅值,單位為千安。線路絕緣上電壓的幅值Uj隨雷電流增大而增大,當(dāng)Uj大于絕緣子串沖擊閃絡(luò)電壓時,絕緣子串將發(fā)生閃絡(luò),由于此時桿塔電位較導(dǎo)線電位高,故此類閃絡(luò)稱為"反擊"。雷擊桿塔的耐雷水平11可由Uj等于線路絕緣子串的50%沖擊閃絡(luò)電壓U50%來求得:

由上式可知,雷擊桿塔時的耐雷水平與分流系數(shù)8、桿塔等值電感1gt、桿塔沖擊接地電阻Rch、導(dǎo)地線間的耦合系數(shù)k和絕緣子串的50%沖擊閃絡(luò)電壓U50%有關(guān)。實際上往往以降低桿塔接地電阻和增大耦合系數(shù)k作為提高耐雷水平的主要手段。對一般高度桿塔,沖擊接地電阻上的電壓降是塔頂電位的主要成分。因此可以通過降低接地電阻來有效地減小塔頂電位和提高耐雷水平。

1.3傳統(tǒng)工具的不足

傳統(tǒng)方式為作業(yè)人員運用人力或扳手將接地引上筋拉伸,由于接地引上筋是長條狀,很難受力,而且無法找到支撐點,接地引上筋若下沉嚴重,不僅耗時、費力,甚至無法拉伸到指定位置,如圖1所示。借助外物,利用普通的撬棍,將接地引上筋拉到與孔位平齊后,接地引上筋連接板與塔腿之間有距離,螺栓沒有足夠的長度,水平方向難以受力,且由于基層保護帽的影響,很難將接地引上筋連接板與塔身貼合,導(dǎo)致無法安裝到位。

接地電阻測量為日常運維的重點項目,作為發(fā)現(xiàn)接地電阻問題的主要手段,為防雷改造提供立項依據(jù),從而提升線路耐雷水平。接地電阻測量的工作量非常大,解決接地電阻測量時接地引上筋安裝困難的問題,提升工作效率尤為重要。為此需要研發(fā)一套適用于輸電線路鐵塔的接地引上筋安裝輔助工具。

2研發(fā)的方向

針對接地引上筋下沉現(xiàn)象,需設(shè)計一款利用杠桿原理的工具,且能夠單人操作,省力高效地提升下沉的接地引上筋,完成接地引上筋安裝工作。在工具上配套設(shè)計輕型棘輪扳手,配置內(nèi)螺紋管,在撬起下沉地網(wǎng)的同時縮短引上筋與塔腿孔位的距離,解決在提升過程中無法將接地引上筋連接板往前推的問題,便于固定螺栓的安裝。

3工具的研發(fā)與應(yīng)用

接地引上筋安裝輔助工具主要由絲桿、棘輪螺桿、棘輪、手柄、擋板等部件組成,原材料主要成分為鋼,成品如圖2所示。絲桿長度540mm,可達到省力要求。大部分鐵塔接地引上筋安裝孔徑14～16mm,接地引上筋安裝輔助工具絲桿直徑14mm,適用性廣。螺紋在絲桿中部,距擋板有200mm,外套棘輪螺桿,連接可拆卸手柄,方便外出時存放在工具袋中。連接接地引上筋與鐵塔本體螺孔之間的絲桿無螺紋,防止撬動過程中損傷螺紋,導(dǎo)致螺桿卡阻。

鐵塔接地引上筋安裝位置多為雙孔位,以鐵塔的安裝孔作為支點撬起下沉的接地引上筋,工具頭部有擋板,可以卡住孔位,受力后可防止滑脫,通過手柄轉(zhuǎn)動棘輪螺桿可以推進接地引上筋的連接板,省時省力,使連接板與鐵塔孔位貼合。貼合后,再用螺栓固定另一個孔位,再取出該工具,安裝另一個螺栓。對接地網(wǎng)下沉不嚴重的位置,也可以不裝設(shè)手柄,直接當(dāng)簡易的撬棒使用。

4結(jié)語

防雷工作是電網(wǎng)公司的重點工作,要降低雷擊跳閘率,就要提高線路耐雷水平,要提高線路耐雷水平,降低接地電阻是最有效的措施之一。要降低接地電阻,就要注重線路的日常運行維護,及時發(fā)現(xiàn)問題。接地引上筋安裝輔助工具原理簡單,易操作,攜帶方便,實用性強,能有效提升測量接地電阻效率,降低作業(yè)人員的工作強度,保障輸電設(shè)備安全運行,值得在輸電線路運行中推廣應(yīng)用。