CN103117541B - 输电线路杆塔接地的人身安全差异性防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路杆塔接地的人身安全差异性防护方法，它将输电线路经过区域划分为重点防护区域和非重点防护区域。在重点防护区域加强线路绝缘水平防止短路故障，在相邻非重点区域线路加装并调整可调式过电压保护间隙动作值来转移短路故障，并在此区域杆塔下设置栅栏、警示牌等防护措施；在重点区域杆塔上设置绝缘材料防止接触电压，其杆塔地表下铺设沥青层防止跨步电压。本方法主要用于行人密集地区输电线路杆塔接地的人身安全防护。

Description

输电线路杆塔接地的人身安全差异性防护方法

技术领域

本发明主要涉及杆塔安全防护领域，特指一种输电线路特殊区域杆塔接地的人身安全差异性防护方法。

背景技术

随着电网的发展和电网规模的不断扩大，高压架空线路建设飞速发展，同时也随着经济发达地区城乡一体化的进展，高压输电线路的建设密度越来越大，输电线路不可避免地要穿越学校、城镇、工厂、居民区和工业园区附近等人口密集地区，还有的输电线路穿越主城区，高压输电线路在雷击、污秽、绝缘劣化或其他因素的作用下发生接地短路故障时，强大的接地短路电流在经接地装置入地时，会造成地电位升高，在杆塔上形成危险的接触电压，在附近地面产生跨步电压，此时如果有人在附近活动，就会由接触电压产生接触电流，跨步电压产生跨步电流，对人的生命安全构成威胁，严重时会造成人身伤亡事故。

现有的高压架空输电线路对线路杆塔的接地仅考虑其防雷效果，因此仅注重接地电阻值是否满足一定的数值，对于其它安全问题特别是跨步电压触电问题基本不予考虑，同时线路杆塔接地装置的设计和施工往往受到占地面积及资金投入等因素的制约，导致输电线路杆塔接地装置设计的比较简单，输电线路杆塔接地装置一般由水平射线和垂直接地极组成，没有均压措施，虽然满足了接地电阻的要求，但其均压效果未达到安全性要求，在工频接地短路电流或雷电冲击电流经接地装置入地时，接地极上的电流分布是不均匀的，且随着接地装置的形状、埋深和屏蔽系数等状态参数的不同，接地电流的分布不同，在接地极的局部电流密度达到最大值处，造成局部电场场强集中，产生较大的跨步电压，在杆塔周围的行人极易遭受电的袭击，对其人身安全构成很大的威胁。

基于上述输电线路特殊区域杆塔在安全防护上的弱点，本发明专利是对输电线路特殊区域（如学校、城镇、居民区及工业园区附近等人口密集地区）杆塔通过降低其跨步电压及接触电压的一种杆塔差异性安全防护方法，对经过此特殊区域人员的人身安全起到较好的保护作用。

发明内容

本发明专利针对输电线路特殊区域（如学校、城镇、居民区及工业园区附近等人口密集地区）杆塔跨步电压及接触电压过高，威胁到经过此特殊区域人员的人身安全问题而发明的一种降低线路特殊区域杆塔跨步电压及接触电压等杆塔差异性安全防护方法。

本发明的工作原理为：将输电线路经过的区域划分为重点防护区域（如学校、城镇、居民区及工业园区附近等人口密集地区）和非重点防护区域（如图1所示），在重点防护区域通过加强此区域杆塔线路绝缘水平防止短路故障，提高特殊区域段线路安全运行可靠性，并在相邻非重点区域杆塔加装并联可调式过电压保护间隙、调整其保护间隙动作值低于重点区域线路保护间隙动作值70%以下来转移短路故障，在转移故障处杆塔设置栅栏及警示牌等安全防护措施；在重点区域杆塔上从地表起至距离地表1.8m高处设置一定厚度玻璃钢等绝缘材料防止发生接触电压事故，并检测出杆塔周围最大跨步电压包络线轨迹，若跨步电压超过规程要求的跨步电压值，则以杆塔为圆心，半径为1.2m的圆形区域铺设沥青层作为均压措施，使其地表的土壤电阻率显著增高,增大人脚与土壤间的接触电阻，降低通过人体跨步电流值，防止跨步电流对人身安全产生的危害。

相关规程规定接触电压和跨步电压按下列公式计算：

             ①

               ②

接地装置的电位按下式计算：

                       ③

                     ④

                ⑤

式中：——接触电压，V；

        ——跨步电压，V；

        ——故障时流经接地装置的电流，A；

——工频短路时的故障电流，A；

——接地装置（包括人工接地网及其连接的所有自然接地体）的接地电阻，Ω；

——避雷线工频分流系数，与短路点在厂、所内外位置有关；

t——故障电流持续时间，S；

——土壤电阻率，Ω·m；

C——表层衰减系数。

由公式①②③④⑤可知降低工频短路时的故障电流，流经接地装置的电流，土壤电阻率等可以降低特殊区域杆塔周围跨步电压及接触电压值，从而对经过此特殊区域人员的人身安全起到较好的保护作用。

为解决上述输电线路特殊区域杆塔周围人身安全问题，本发明提出的解决方案为：

1、转移重点防护区域杆塔接地短路故障

（1）加强重点防护区域杆塔线路绝缘水平

    增加重点防护区域杆塔绝缘子片数及防污水平，定期对重点防护区域杆塔进行防污清理，加强重点防护区域杆塔线路绝缘水平，提高此区域段线路安全运行可靠性，防止线路短路时造成绝缘子闪络及故障短路电流通过此处杆塔及接地引下线泄入大地。

（2）差异性分配转移短路故障

在相邻非重点区域杆塔线路处安装并联可调式过电压保护间隙并通过调整其保护间隙的动作值来转移短路故障（如图4所示），其动作值调整为重点区域杆塔保护间隙值70%以下，同时在转移故障处杆塔下设置栅栏及警示牌等安全防护措施。

2、重点区域杆塔防接触电压

在重点区域杆塔上从地表起至距离地表1.8m高处设置一定厚度玻璃钢等绝缘材料防止接触电压（如图2所示），其绝缘材料的厚度取决于公式②规定接触电压值的大小。

3、重点区域杆塔防跨步电压

检测出杆塔周围最大跨步电压包络线轨迹，若超过规程要求公式①中的跨步电压值，则以杆塔为圆心，半径为1.2m圆形区域距离地表一定深度铺设一定厚度碎石层及沥青层作为均压措施（如图3所示），使其地表的土壤电阻率显著增高,增大人脚与土壤间的接触电阻，降低通过人体跨步电流值，防止跨步电流对人身安全产生的危害。

附图说明

图1  线路特殊区域杆塔划分示意图

图2  重点区域杆塔设置绝缘材料示意图

图3  重点区域杆塔周围铺设碎石层沥青层示意图

图4  非重点区域转移短路故障处杆塔过电压保护间隙示意图。

具体实施方式

本发明是一种输电线路杆塔接地的人身安全差异性防护方法，将输电线路经过区域划分为重点防护区域（1）和非重点防护区域（2）（如图1所示），在重点防护区域（1）加强此区域杆塔线路绝缘水平，在相邻非重点区域（2）杆塔线路（7）加装并联可调式过电压保护间隙（8）、调整其保护间隙动作值，并在非重点防护区域（2）转移故障处杆塔设置栅栏及警示牌；在重点区域（1）杆塔上从地表起至距离地表1.8m高处安装一定厚度绝缘材料（4），并在杆塔周围最大跨步电处以杆塔为圆心，半径为1.2m圆形区域铺设一定厚度的碎石层（6）及沥青层（5）。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，例如改变绝缘材料的形状、高度与厚度、改变沥青层厚度与位置等，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种输电线路杆塔接地的人身安全差异性防护方法，其特征在于：将线路经过区域划分为重点防护区域（1）和非重点防护区域（2）；重点防护区域为学校、城镇、居民区及工业园区附近；对重点防护区域杆塔增加绝缘子片数加强此区域线路绝缘水平，在重点防护区域（1）杆塔上设置玻璃钢（4）、沥青层（5）和碎石层（6）；在重点防护区域杆塔上从地表起至距离地表1.8m高处设置玻璃钢（4），所述玻璃钢（4）的厚度取决于接触电压值，对重点区域杆塔以杆塔为圆心，半径为1.2m的圆形区域铺设沥青层（5）和碎石层（6）；在重点防护区域（1）相邻的非重点区域（2）杆塔线路（7）上加装并联可调式过电压保护间隙（8），调整其保护间隙动作值为重点防护区域线路间隙动作值的70%以下来转移短路故障，并在非重点防护区域（2）转移故障处设置栅栏及警示牌。