典型架空输电线路分段绝缘地线取能探讨
500kV输电线路架空绝缘地线
500kV 输电线路架空绝缘地线摘要〕通过对一起500kV 输电线路地线掉线事故的分析，指出了目前输电线路设计、运行的不足和潜在的安全隐患，并提出若干防止地线掉线、改进防雷性能的对策。
同时结合实际情况，对保护OPGW 复合光缆的课题进行了初步探讨。
关键词〕输电线路；感应电压；架空绝缘地线；掉线500 kV东惠甲线由原500 kV惠增线在东莞站解口而成，是西电东送工程的重要部分。
该线路采用双地线结构，其中型号为LGJ-95/55的普通地线全线绝缘，另一回型号为AY/ST127/28 的OPGW 复合光缆则全线接地。
2004-10-16T 8:50,输电线路巡视人员发现500 kV东惠甲线N102塔地线由于瓷质绝缘子铁帽和钢脚分离而掉线，掉线的地线跌落在导线A 相横担上，地线与A相导线的距离缩小，最大减幅达4 m。
由于N102采用ZB1直线塔型，横担比地线支架长约1.5 m，且前后数基均为直线塔，前后档距也较小，因而地线垂直跌落后在距离横担边1 m 处，虽使地线对导线的距离减少,却未引发线路跳闸。
1原因分析1.1架空绝缘地线的感应电压输电线路上的架空地线，大多数都是在每基杆塔上直接接地的，但接了地的地线会长期流过感应电流，使线损增大。
为了减少地线的线损和利用地线进行高频载波通讯，不少线路都采用了架空绝缘地线。
2000 年，500 kV东惠甲线由原500 kV惠增线在500 kV东莞站解口时，将原来一回架空绝缘地线改为OPGW 复合光缆，通讯功能由OPGW 复合光缆承担，但为了减少线损，另一回仍采用架空绝缘形式。
架空绝缘地线有较高的感应电势，其大小与线路电压、负荷、长度及地线与导线间距离有关。
500 kV 东惠甲线由于电压高、负荷重，架空绝缘地线的感应电势可能达到10 kV 级。
如此高的感应电压使地线绝缘子实际上相当于被作为导线绝缘子(电压等级为几个10 kV 级的输电线路)使用，造成对绝缘子电气和机械性能的损伤。
浅析输电线路架空地线节能技术
电力科技2017年1期︱227︱ 浅析输电线路架空地线节能技术宋开峰 陈 军 姜 欣 王 栋国网日照供电公司，山东 日照 276800摘要：现今我国经济正在逐渐与世界经济接轨，这使得人们生活生产上也获得了很多便利与利益，尤其是在电力部门方面，在过去由于生活质量较差，电量的需求也不是特别高，这使得我国对电力系统的研究不多减少，也使得电力部门的发展速度相对缓慢。
而现今，随着人们生活水平的不断提升，各种电器化产品也在人们的生活生产当中被广泛的运用起来，这也使得人们对电力的需求不断提升，现代生活中人们以及无法离开电力的帮助，因此国家也必须要提升对电力系统发展的重视，并研究出既节能又稳定的电力系统，这也才能有效保障电力部门的良好发展，也能有效满足现今社会对电力的需求。
关键词：输电线路；架空地线；节能技术中图分类号：TM726 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）01-0227-01在输电线路当中，架空地线主要就是为了防止输电装置受天气因素或其他因素而给设备带来损害的主要技术形式，它也被人称为避雷线或地线。
我国的输电线路的覆盖范围逐渐扩大，这也给维护工作带来极大的工作量。
并且由于架空输电线路距离相对比较远，输电过程中很容易会出现很大的电力消耗等问题，而且现今也出现很多电能浪费的现象，给输电线路带来很大的负担，所以现今最为这样的就是建立架空地线节能技术，这样才能对电力系统稳定发展，还能有效实现电力系统的节能环保，进而保障电力部门为社会发展提供良好保障。
1 在输电线路当中，架空地线的重要性分析 在人们生活与工作生产当中，用电时出现断电跳闸等现象主要受多种因素影响，包括人为、自然灾害以及雷击等因素。
而雷击是导致停电机率提升的主要因素，生活当中天气的变化是不受任何因素所控制的，因此，我们必须要通过人力对输电系统进行有效保护和维护，进而有效防止不同问题所导致输电线路收到损坏，影响输电线路正常运作。
典型架空输电线路电磁取能地线的选择
ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ， ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｏ ｆ ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｗ ｉ ｒ ｅ（ Ｏ Ｐ Ｇ Ｗ ）ａ ｎ ｄ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｒ ｙ ｒｏ ｇ ｕ ｎ ｄ ｗ ｉ ｒ ｅ ｉ ｎ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ， ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｎ ｉ ｎ ｇ ｉ ｍ ｐ ａ ｃ ｔ ａ ｎ ｄ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ（ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｓ ｔ ｌ ａ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｉ ｍ ｐ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ）ａ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｅ Ｍ Ｔ Ｐ—Ａ Ｔ Ｐ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ
摘
６ １ ０ ０ ７ ２ ； ２ ．重 庆 大学 ， 重庆
４ ０ ０ ０ ４ ４ ）
要： 地 线取 能 是 输 电线 路 在 线监 测 装 置 较 为 理 想 的 供 电 方 式 ， 地 线 取 能设 计 首 先 面 对 的 是 取 能 地 线 的 选 择 。 以
四川省 电力公 司所属 的某 ５ ０ ０ ｋ Ｖ线路为基础 ， 借助 Ｅ Ｍ Ｔ Ｐ— Ａ Ｔ Ｐ 程序对光 纤复合地 线 （ Ｏ Ｐ Ｇ Ｗ） 和普 通地线在取 能功
对于普通地线将普通地线的地线绝属的某500kv线路为基础借助emtpatp仿真缘子通过取能元件记为并联形成接地点再结程序主要从取能功率防雷性能安装工程3方面合普通地线上已有接地点就可以形成地线一大讨论典型架空输电线路电磁取能地线的选择
第３ ８卷第 ５期
OPGW接地方式研究及分段绝缘方案设计
０ Ｐ Ｇ Ｗ 断股 事 故 的 一 个非 常 简便 、 快 速 的公 认 方 法 。预 绞 丝 修
补 条 是 随 着 ＯＰ ＧＷ 的预 成 型 金 具 的 成 熟 应 用 而诞 生的 一 种接 续 工 具 。采 用预 绞 丝修 补 条 ， 相 当于在 Ｏ Ｐ ＧＷ 的外 层再 绞合 了
广泛使用。本文就 Ｏ Ｐ Ｇ Ｗ 光 纤 复 合 架 空地 线 光 缆 的接 地 以及 分段 绝 缘 方 案 设 计 进 行 了 研 究 ， 最后论述了 Ｏ Ｐ Ｇ Ｗ 光缆维护措施。
【 关键词 】 Ｏ Ｐ Ｇ Ｗ 光缆 ； 接地方式； 分段绝缘 ； 维护措施 【 中图分 类号 】 Ｔ Ｎ ９ １ ３ ． ３ ３ 【 文献标识码 】 Ｂ 【 文章编号 】 １ ０ ０ ６ — ４ ２ ２ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ２ ２ — ０ ０ １ １ － ０ ２ 《 架 空 输 电 线路 运 行 规 程 》 中规 定 ， 对Ｏ Ｐ Ｇ Ｗ： 断损截 面
２ ０ １ ４年 １ １月 下
Ｏ Ｐ Ｇ Ｗ 接地 方式研 究及分段绝缘 方案设计
王 春 （ 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局， 贵州 贵阳 ５ ５ ０ ０ ０ ３ ）
【 摘 要 】 近年来 ， 电力特种 光缆因具 有信息输送量 大、 较 比电力光 纤更具 有可靠稳定性 ， 且 不受强 电流的干扰等特点 ， 在 电力通信工程中得到
能不好 ． 在 雷 电 时 有 可 能 导致 地 线 被 雷 击 带 电 导 致 Ｏ Ｐ Ｇ Ｗ 光 缆 的散 股 或 者 断股 ， 导 致 光 缆 外露 ， 影 响 光 缆 使 用 年 限 。该 类
220kV输电线路架空地线断股原因分析与对策
220kV输电线路架空地线断股原因分析与对策【摘要】当前，随着社会经济的快速发展，我国电力系统发展十分迅速。
其中，高压输电线路由于导线截面积大、档距长、导线安装距离高，加之多建设在山脊、平原的开阔地带，导线和架空地线因常年受到风、冰、低温等气象条件的影响，以致造成架空输电线路地线断股、断线，给输电线路安全运行带来危害。
本文即主要针对220kV输电线路架空地线断股原因分析与对策进行了具体的探讨。
【关键词】220kV输电线路；架空地线；断股；原因引言220kV输电线路一般都架设在露天环境中，其覆盖范围较广，因而所接触到的地质气候条件也存在较大差异，再加上输电线路的结构组件较多，这就造成诱发故障的因素呈现出多样化，给输电线路运行维护工作增加了难度，一旦存在细小的失误，都极有可能造成线路故障，其中，220kV输电线路架空地线断股现象十分频繁，下文即对此做了具体分析。
1 220kV输电线路地线断股原因分析220kV输电线路中断股现象十分常见，其主要涵盖了架构内的导线断裂以及特有的地线断裂。
下文中即对220kV输电线路地线断股原因进行了具体分析。
1.1 衔接接头碎裂送电线路特有的钢芯、地线存留着的金属芯，都涵盖了特有规格的接头。
出厂时段中，焊接出来的这些接头，没能被妥善管控。
此外，运行下的这些电线，也受到特有的舞动干扰，凸显出疲劳的态势。
因此，如上的线路，惯常见到特有的断股弊病。
例如：某地区220kV这一级别的某线路，更替了原初的地线；然而，线路固有的钢芯不合规，因此，发生了如上的断股。
1.2 负荷过重经由长时段的运转，在偏高的负荷态势下，送电线路带有过载的总态势。
因此，线路固有的地线，会限缩原初的塑性。
例如：上述区域某一地线，在偏低的温度下，由于地线覆冰发生特有的塑性拉断。
裂痕范畴内的回形铝线，带有散开的状态；地线衔接的钢芯，密切衔接到一起。
辫识钢芯现有的裂痕，可以明晰：裂痕范畴内的塑性扭曲，带有明显的态势，被看成典型架构下的韧性断口。
浅析架空输电线路的地线绝缘
浅析架空输电线路的地线绝缘摘要：防雷是架空输电线路运行中需要关键注意的问题之一，这就需要在架空输电线路的设计中进行合理设计。
地线绝缘是架空输电线路防雷击的重要措施，它对保证架空输电线路的正常运行、提供高质量的电力服务都起着至关重要的作用。
本文通过分析架空输电线路采用地线绝缘的意义，并简单论述架空输电线路地线绝缘的设计要点。
关键字：架空输电线路；地线绝缘；设计Abstract: lightning protection overhead transmission lines is in operation of the key problems that need one, this needs in the overhead transmission lines in the design of the reasonable design. Ground insulation overhead transmission lines is the lightning of the important measures, it to guarantee the normal operation of the overhead transmission lines, provide high quality service of electric power plays a critical role. Through analysis of the overhead transmission lines using ground insulation significance, and discusses the overhead transmission lines simple ground insulation design key points.Key word: overhead transmission lines; Ground insulation; design随着我国社会经济的快速发展，电网的不断完善，架空输电线路的建设长度也日趋增加。
基于架空地线电能损失计算的分段绝缘段长度经济最优取值方法
基于架空地线电能损失计算的分段绝缘段长度经济最优取值方法胡淑兵，刘方平，黄强，王琼（中国电建集团江西省电力设计院有限公司，江西南昌330096）摘要：文中以单回路及双回路输电线路模型为研究计算对象，仿真计算在不同接地方式下地线感应电流以及年电能损耗。
通过分析比对选择了两根地线均采取分段绝缘的接地方式，并通过研究分析绝缘段长度所对应单端接地以及两端接地年电能损耗以及所带来的接地设备支出的总损支，同时考虑绝缘段最大感应电压，进行综合分析比对，选取出经济最优的绝缘段长度及接地方案，对超高压输电线路架空地线接地方式以及绝缘段合理划分具有很重要的指导意义。
关键词：接地方式；分段绝缘；能耗计算中图分类号：TM752文献标志码：A文章编号：1006-348X（2020）10-0024-040引言目前中国110kV及以上输电线路架空地线主要采用普通地线（common overhead ground wire，CGW）和光纤复合架空地线（optical fiber composite overhead ground wire，OPGW）两种形式[1-3]，通常采取CGW分段绝缘、单点接地，OPGW逐塔接地的方式[4-5]。
参考国内外几十年的实际运行经验可知CGW分段绝缘、单点接地的接地方式产生的电能损耗非常小，而且与直接接地相比较，并不降低其保护性。
而OPGW同时承担着光纤通信功能，出于对光纤通信的连续性和通信质量的考虑，OPGW至今仍普遍逐塔接地[6-7]。
当输电线路较长时，架空地线全线的电磁感应电压将可能超过1000V，在这种情况下可采用地线分段的方式来降低架空地线绝缘单点接地时首末两端的电磁感应电压[8-11]。
地线分段是指首先将架空地线划分成若干绝缘段，之后在每一段的一基杆塔处接地[12-13]。
目前对于如何合理划分绝缘段长度以及划分绝缘段的长度对地线接地产生电能损失的大小的研究较少，因此对于地线分段绝缘段长度对电能损失的影响在工程实际中对绝缘段的合理划分具有很重要的指导意义。
分析输电线路架空地线断股成因与对策
分析输电线路架空地线断股成因与对策高压输电线路由于导线截面积大、档距长、导线安装距离高，加之多建设在山脊、平原的开阔地带，导线和架空地线因常年受到风、冰、低温等气象条件的影响，时常发生强烈振动，以致造成架空输电线路的导线断股、断线，给输电线路安全运行带来危害。
1 220kV铜能线#17塔左架空地线外层铝股严重断股现象事件发生在江门台山市赤溪镇，220kV铜能线于2006年11月投产，由铜鼓电厂至220kV能达站，线路全长81.56km。
该线路导线采用2×JL/LB20A-400/35型，架空地线采用JLB2-4070/40、OPGW光缆。
#17塔为Z402型单回路直线铁塔，弧程高为18m，小号侧档距为413m，大号侧档距为574m。
2012年11月07日11时分，由江门供电局输电管理所在对220kV铜能线进行线路特巡时，发现220kV铜能线#17左架空地线外层铝股严重断股。
经从现场仔细检查，发现外层铝线是从线夹处往两侧断开的，截止于防振锤处。
2 架空地线断股原因分析的必要性220kV铜能线N17处于微气象地区（长期处于大风）引起直线塔悬垂线夹部位的架空地线（钢芯铝绞线）断股。
架空地线的断股影响着输电线路上的电流流动，还使它的抗拉性能降低，严重威胁着整个输电线路的运行安全。
微风振动是造成架空线断股的重要原因，一般发生在防振锤夹板、悬垂线夹、架空线内层等位置，工作人员在巡检时有些位置是不容易发现的，并且这种情况的危害性一般会比较大，可能造成重大的安全事故和经济损失。
3 架空线的微风振动3.1 架空线产生受迫振动架空线的受迫振动主要是由于层流风在遇到架空线后就会绕行，在架空线的背面，层流风发生分离，这样就会产生两个漩涡，这两个漩涡是对称反向的。
当它的雷诺数达到100～210时，这两个漩涡就会上下交替、交错排列、周期性脱落，产生周期性的策动力，就产生了架空线的受迫振动。
由于策动力的作用，会产生随着策动力变化的频率，而架空线也存在着一组固有频率，当两者相等或者接近时，就会使架空线产生强烈的共振，即微风振动。
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典型架空输电线路分段绝缘地线取能探讨
发表时间：2019-05-17T15:46:07.957Z 来源：《电力设备》2018年第32期作者：张驰
[导读] 摘要：从分段绝缘地线取能具有工程简单、适用范围广等独特优点，是一种颇具潜力的架空输电线路在线供电方式。
（长春东电电力工程有限公司吉林省长春市 130022）
摘要：从分段绝缘地线取能具有工程简单、适用范围广等独特优点，是一种颇具潜力的架空输电线路在线供电方式。
但该方式存在取能功率通常较小及运行安全受雷击威胁的问题，这两个问题也是决定该方式是否可行的关键。
该文通过对典型线路地线电磁感应的分析，提出了基于涡旋感应的取能等值计算电路，并对取能端口的戴维南等效电路参数进行了推导。
同时，对有关线路参数如档距与杆塔接地电阻分布等的影响进行了分析。
关键词：架空输电线路；分段绝缘；地线取能；分析
1导言
架空输电线路在线监测技术的应用和发展需要经济可靠的供电方式。
这些在线监测装置目前主要采用太阳能电池供电或母线式取能线圈从导线取能的方式。
前者存在输出功率小，体积大等缺点，后者则不能用于地电位设备的供电。
由于可以较好地解决上述供电方式存在的问题，从架空输电线路的地线取能是近年来研究的热点。
典型的架空输电线路通常包含两根地线，一为分段绝缘、单点接地的普通地线即段与段之间绝缘，但各段内均接地，简称分段绝缘地线，一为逐塔接地的光纤复合地线。
2分段绝缘地线取能的理论分析与计算
2.1取能计算等值电路的分析
涡旋回路中除了涡旋电流，还存在静电感应电流is，is在接地处分流为is1和is2，其中is2流过Zl，然后从各杆塔（或经过OPGW）入地，is1则直接从各杆塔（或经过OPGW）入地。
is的存在增加了取能计算的复杂性。
由于取能回路中地线电阻通常远小于Zl，因此无论静电还是涡旋感应电流在感应回路中地线上的电压降均比较小，取能回路的电压降落主要由Zl承担。
在导线电流和回路不变的情况下，回路的空间磁感应强度及磁通量是不变的，因此回路总的涡旋电势也是不变的，从而Zl上的电势降落是基本不变的。
2.2戴维南等效电路的分析
等值计算电路的关于Zl或取能端口的戴维南等效电路，即其参数包括等效电压和等效内阻抗。
不失一般性，设Zl所在取能回路位于节点i与j之间。
考虑到等值计算电路节点众多、计算不便，将节点i左侧、j右侧以及i-j之间的地线网络分别用等效支路表示。
3有关因素的影响
3.1Zl附近档距和杆塔接地电阻的影响
Zl附近的档距和杆塔接地电阻实际上是就取能范围之外而言。
首先考察一个档距。
不失一般性，设（i-1）左侧为均匀线路，Si−1档则为非均值档，xi为Si-1的档距与档距均值之比。
3.2导–地线间距离的影响
考虑到绝缘及杆塔结构紧凑的要求，各导线间距离既不能太大也不能太小，从而变化范围不大。
相对来说导–地线间距离变化较大，是杆塔几何结构影响的主要原因。
该距离可以通过地线与上相导线的高度差（记为hi，i为杆塔号）来表征。
地线感应电势与hi是有关的。
当hi减小时，各相电流所引起的地线感应电势的不平衡度增加，从而导致地线总的感应电势增加。
地线感应电势减小必然导致该档地线电流0I减小。
通过分析可知，0I减小将导致eU增加。
此外，hi的变化对Ze几乎没有影响。
因此，取能功率将增加。
反之，hi增加时，取能功率将减小。
4雷电冲击及防护分析
4.1防雷方案分析
取能装置安装在架空输电线路上，易遭受雷电的直接冲击，其安全运行对在线取能工程的可行性构成直接挑战。
因此，有必要对雷电冲击的影响及防护进行分析。
架空地线取能设备的防雷，既不同于高压架空线路，又不同于低压配电系统，要求防雷设备本身能够承受高压线路级的雷电冲击水平，同时其保护水平需达到低压配电级（取能设备属于低压设备）。
一是SPD。
因为取能装置需要与地线绝缘子保护间隙（简称间隙）并联，间隙本身就属于一种开关型SPD，因此SPD1可以采用间隙本身。
SPD2-SPD3既可以采用开关型（如间隙），也可以采用限压型器件，如金属氧化物避雷器（metal-oxide varistor，MOV）。
通常前者动作可靠性较低，后者则容易发热老化。
但考虑到地线感应电势通常<20V，对于MOV即使较低的U1mA值也能保证泄漏电流很小，同时残压也很低。
所以，SPD2和SPD3均采用MOV类器件。
取能装置属于低压设备，从严起见按敏感电子设备级别取其冲击耐压水平，即1.5kV。
二是中间配合元件。
首先配合元件1。
低压系统的防雷通常是限压型先动作，间隙型后动作。
但架空线路上雷电冲击能量通常远大于低压系统，SPD2损毁的风险较大。
同时，地线的工频续流通常<1A，因此本文让间隙即SPD1先动作。
此时，配合元件对雷电波的阻滞作用必需保证其到达SPD2之前间隙动作。
由行波理论可知，导线和电感都对行波具有阻滞作用。
如果配合元件选择前者，则SPD1-SPD2之间导线长度应该大于30m（间隙响应时间取100ns，导线上波速按光速记）；如果选择后者，可按上述导线长度对应的电感量取值，本文取78μH（30*2.6μH/m）。
考虑到电感在雷电波到达的初瞬可将雷电波全部反射回去，有利于间隙的可靠击穿，因此本文选择后者，即电感。
其次配合元件2。
限压型SPD之间的配合一般是前级先动作，后级后动作，这个原则也适于架空地线取能装置的防雷。
鉴于电感的作用受雷电波形的影响较大，本文选择导线作为配合元件，导线长度应大于7.5m（SPD响应时间取25ns，导线上波速按光速记），本文取10m。
但为了保证SPD2比SPD3先动作一段时间，同时串接了一个50μH的电感。
4.2测试结果分析
一是S29-S32各档档距相差明显，但对应的I0基本相等，说明档距对I0的影响很小；二是S29、S30档的Ul之比约为2.93
（5.25/1.79），S29/S30≈2.68，同时线路电流基本相等，说明Ul与s成正比，功率随s的增大而增大；三是h29<h32，而S29档的Ul （5.25V）>S32档的Ul（3.29V），说明hi越大，取能电压或功率越小；四是S44和S60分别毗邻导线换位处和线路分支处，而S31与二者均相距甚远，S44、S60档对应的地线电流（分别为6.49、4.71A）均小于S31档（8.74A），说明Zl距导线换位或线路分支处越近，I0越小；五是对于Zl的不同取值3和50Ω，S29-S31对应的Ul的误差分别为15.5%（=100%×（8.2−7.1）/7.1），14.3%（=100%×（16−14）/14），考虑到理论计算是基于各种近似的结果，这个误差在工程上并不大，可以认为取能计算是合理的；此外，线路电流约为400A时取能功率分
别为20、4W左右，这个功率水平通常可以满足在线供电需求；
5结论
从分段绝缘地线取能是一种具有功率较大、位置不受限制等独特优点的地线取能方式。
本文针对这种取能方式提出了基于涡旋感应的等值计算电路，对相应的戴维南等效参数进行了推导计算，对有关因素的影响进行了分析。
分析结论可以为在线取能设计及位置选择提供参考；
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