耦合地线在线路防雷中的作用分析.doc

耦合地线在线路防雷中的作用分析架空输电线路装设耦合地线这一防雷措 逦，已被实践证实是颇为有效的。架设耦合地 线不仅提萵线路的耐茁水平，而il降低击杆率 和减少绕击宇一、提高线路的耐雷水平1、雷击塔顶的等值电路雷击塔顶的等值电路如图1。图中L（gt a） /、L（gt b）分别为塔顶至耦合地线悬挂点段、耦合地 线悬挂点至塔基段的杆塔等值电感H),L（b1）、L（b2）分别为杆塔两侧相邻档避雷线及耦 合地线的电感并联值H) , R（ch）为杆搭冲 击接地电阻（Q)。2、分流系数友雷击塔顶时的耐雷水平 设为塔顶以下的杆塔分流系数，为耦合地线悬挂点以下的杆塔分流系数，即图1雷击塔顶电路扩底幅度0.40.6m，以节约投资c 桩垂直承载力按下式计算：非地震产生单粧最大荷载N(imax)1.2Pa地震产生单桩最大荷载N(imax)1.51Pa， 式中Pa为单桩容许承载力。木设计桩配筋率为0.4%0.6%，桩径小 者用大值，桩径大者用小值。配筋长度照4.0/ d + 30d控制（d为桩身变形系数），对于锅炉 刚架柱在地震荷载作用下出现应力的桩则按通 长配筋.，并按下式复核其抗拉稳定件：(2)承台设计：承台的平面尺寸取决于 群桩的布置尺寸，厚度由上桩和桩的相对冲 切、剪切及构造要求确定。对个别荷载较大增 加冲切高度又受到限制的承台，加大砼标号对 于提高抗冲切能力较为显著。配筋由承台板的抗弯计算确定。 五、桩的质量评价 为了对整个工程29 05根桩的施工质1；进行 评价，对215根桩进行了无损检测,对8根桩进行 了水平静载试验，对12根粧进行了垂直静载试 验。作垂直静载检测的是按动测结果与计算结 果出入较大而确定的，同时作同条件桩基动测 试验的分析对比.目前该热电厂已竣工投产，施工和运行期 间的沉降较小，完全能满足设计要求11.6如取雷电流波头为斜角波，波头长度为 2.6ns.易求出P、13及雷击塔顶的耐雷水平i 分别为1：于0,42;，尔耦合地线的电感等于0.67/。计算 结果如表所示。其中n平、n山分别为按规程 计算出的平原和山区的雷击跳闸率，单位为次 / (百公黾 40忠屯R) ;为同一耐雷水平下，无耦合地线时的杆塔冲击接地电阻。式：5)中u50%为绝缘子串的正极性50% 冲击放电电压I K为避雷线及耦合地线与导线 间的耦合系数 hd为导线的平均高度。避雷线、耦合地线的分流系数卩bl、Pb2及 其总分流系数h分别为：3.计算结果与分析 （8）以MOkV双避雷线线路架设耦合地线为 例，线路参数如图2所示。计算时取避雷线平 均高度hb = 24.5m，导线平均高度hd = 15.4m, 耦合地线平均高度=7.4m，避雷线及耦合地 线的半径均为5.5mm，线路档距丨=400m,绝缘 子串的u50% =1410kV。架设单根耦合地线时、 耦合地线架设在图2中“1”的位置 架设双 拫耦合地线时，耦合地线架设在图2中“2” 和“ 3 ”的位置，“ 2 ”、“ 3 ”距中心“ 1 ” 均为3.75nir所用杆塔为铁塔，其电感值为 0.5(iH/m,双避雷线（或双耦合线）的电感等由表1可见，架设耦合地线后：(1) 增大耦合作用。无耦合地线时耦合 系数为0.2751，架设单根耦合地线可使耦合系 数增大到0.3635，架设双根耦合地线可使耦合 系数增大到0.4193。(2) 增大分流作甩。耦合地线具有明显 的分流作用。当R = 16100Q时，单耦合地 线分流为8.221.5%，双耦合地线分流为I2.4 30.3%，这与华东电力试验研究所实测耦合 地线分流1222%基本吻合。伹应注意，架设 耦合地线后.避雷线分流相应减少，所以与无 耦合地线相比，架设单耦合地线，总的沿被击 杆塔入地的电流减少712%;架设双耦合地 线沿被击杆塔入地的电流减少U17%。由于耦合地线的耦合作用和分流作用，可 显著提高线路的耐雷水平。架设单耦合地线可 提高耐雷水平2040%;架设双耦合地线可提 高耐雷水平3570%。(3) 架设耦合地线与降低接地电阻。提 高线路耐雷水平的另一项有效措施是降低杆塔的冲击接地电阻由表1可见.架设单耦合地 线相当于降低冲击接地电阻30%;架设双耦合 地线相当于降低冲击接地电阻45%。所以，在 高土壤电阻率地区，当跳闸事故频繁，而又难 以降低接地电阻时，可以架设耦合地线提高耐 雷水平，降低雷击跳闸率。架设单耦合地线可 降低雷击跳闸率25%左右，架设双耦合地线可 降低雷击跳闸率40%左右，远低千降低跳闸率 50%左右的运行经验。所以，架设耦合地线除 提高耐雷水平的作用外，一定还有其它作用。二、降低击杆率表2列出了德国线路击杆率的实测结果2。 表2避雷线根数0123击杆率g53%34%21%9%由表2可见，随着避雷线根数的增加，杆 塔使雷云电场畸变的强烈程度减轻，它吸引雷 云放电的效果就差些，所以击杆率相应减小。 同理，架设耦合地线后，也会使杆塔畸变电场 的效果减弱，击杆率降低&三、减少绕击率众所周知，绕击率随杆塔高度的增加而增 加。架设耦合地线后，耦合地线所在处即为 “地”电位面，因此在一定程度上减小了杆塔 的有效高度，从而减少了绕击的可能件。四、结论耦合地线的作用是：1、提高线路的耐雷水平2、降低击杆率。3、减少绕击率。参考文献1郑江