1.1.2 接地線線徑問題 《安規(guī)》線路部分3.4.4中規(guī)定:成套接地線應用有透明護套的多股軟銅線組成,其截面不得小于25mm2,同時應滿足裝設地點短路電流的要求(注:電氣部分規(guī)定內容相同)。
我們知道,這個標準是根據系統(tǒng)的短路電流制定的。據有關資料顯示: 70年代末電力系統(tǒng)的短路電流平均值約1.2kA。伴隨著近年我國經濟和科技高速發(fā)展,大容量的大機組電氣設備涌現和電網構架建設擴大,電網系統(tǒng)的短路電流達10kA到100kA數量級,原統(tǒng)一規(guī)定的截面不得小于25mm2,顯然也要隨系統(tǒng)的短路電流增大而做出相應變化,不能再沿用這個數值標準。所以接地線的截面積也應選擇較大的, 以抗擊系統(tǒng)短路電流的沖擊,加強接地的防護技術。特別是大型電廠、變電站的進出線、母線處,這個標準太低、太低!可以看美國、德國和加拿大等國家規(guī)定,最小接地線截面平均不得小于70mm2,差距近200%。而我們的許多220KV變電站,站內只具備、只使用25mm2,而且根本沒有系統(tǒng)的短路電流的意識。
案例:2004年12月15日,某供電局需要處理110kVⅡ回線與線下10kV線路距離不夠的缺陷。工作內容是降低10kV線段“#49—#50”導線弧垂,要求110kVⅡ回線由運行轉為檢修狀態(tài)。由于某供電局地調所下操作令出現漏項,造成一起臨時帶地線合閘送電的惡性誤操作事故,所幸線路電氣保護正確動作和線路作業(yè)人員作業(yè)完畢已從線路上撤離,除燒毀一組接地線外,未造成其它設備損壞和人員傷亡。
事故前電網一次接線圖
在統(tǒng)計損失情況時,文中說只是燒毀了一組接地線,未造成大的損失??墒俏覀儾荒芎雎詿龤Ы拥鼐€問題,接地線為什么會燒毀?接地線應該不應該被燒毀?
根據當時電網電氣運行情況,系統(tǒng)采用的是后加速保護,而后加速保護是對電氣重合閘實施的一種電氣保護,時間很短,只有0.1秒左右。這么短時間,接地線不應該被燒毀!否則怎么承擔突然來電對作業(yè)人員的電擊保護?倘若有人在電氣設備上作業(yè),接地線的燒毀勢必造成人員傷亡的嚴重惡果。接地線燒毀也說明系統(tǒng)短路電流大于接地線的短路電流額定值,現場所采取的接地線技術防護措施不足的,所選用的接地線不能抵抵御系統(tǒng)電流沖擊!反應出目前許多電力企業(yè)在接地線使用上普遍存在的嚴重問題:不根據系統(tǒng)短路電流選擇接地線規(guī)格!
我們簡單做一下系統(tǒng)短路電流測算:
設在下圖中,220kV變電站與接地線掛接點的110kVⅡ回線路之間距離在(10~20)km,導線是用LGJ-240/40型號,相距幾何均距為4.0m。
解: LGJ-240/40導線,相距幾何均距為4.0m線路,單位電抗Xl=0.4歐,XL=Xl×20km=0.4×(10~20)km=(4~8)歐。
當d1系統(tǒng)短路時,套用“無限大”容量系統(tǒng)計算短路電流
點等效電路圖
Id1=UN/√3×XL =115/1.732×(4~8) (8.3~16.6)KA
在(10~20)km距離內,短路電流值約在8.3~16.6(KA)之間。
若采用接地線截面選擇直接用簡化公式快速計算S= Im√t /264,驗證接地線的載流量。
?、侔唇拥仄瘘c要求是用25mm2,25mm2接地線在1秒內的載流量是6.6KA、在0.5秒內的載流量是9.3KA,顯然一組25 mm2接地線是不足的,二組25mm2接地線也很勉強。
②若用35 mm2接地線在1秒內的載流量是9.2KA、在0.5秒內的載流量是13KA,可見一組35 mm2接地線的載流量也是不足的。
③若采用50 mm2接地線在1秒內的載流量是13.2KA、在0.5秒內的載流量是18.6KA;如果電氣保護時間是在0.5秒內,本系統(tǒng)電網是后加速保護,時間小于0.5秒,可用一組50 mm2以上的接地線,裝設接地線的安全保護技術措施才能真正起到作用。
從以上分析知道,現場發(fā)生接地線燒毀現象不足為奇。事故反應出現場接地線截面積不夠,接地線防護措施技術性不足,不能起到保護人身安全的作用!接地線使用截面積簡單地規(guī)定不小于25mm2、或者就理解為25mm2,過于籠統(tǒng)和錯誤的!選擇接地線使用截面積應嚴格按可能出現的短路電流值和保護時間的長短,去設置接地線截面大小。以下根據接地線使用場所、電壓等級,對接地線提出大致要求,僅僅做個參考:
表接地線使用截面的大致要求
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電氣場所/電壓等級 | 10kV及以下線路 | 110kV及以下線路 | 220kV線路 | 電廠、變電站(大型) |
截面積要求值(mm2) | 不小于25 | 不小于50 | 不小于70 | 不小于50(70) |
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???????????????????????? 注:系統(tǒng)短路電流要根據實際測算
1.2 需要補充的條款
《安規(guī)》內容盡量做到全面,特別要增補新、舊《安規(guī)》修訂間隔期內,所出現的很普遍安全生產問題。如在實際應用中碰到的無法解決的問題,應予以闡明,便于工作中參照安全標準執(zhí)行;或者說基層中多起發(fā)生的事故,帶有普遍性的安全技術措施應將補充到《安規(guī)》中。
1.2.1 承受短路電流的計算標準
根據《安規(guī)》3.4.4要求,接地線同時應滿足裝設地點短路電流的要求。如何滿足?按什么標準算滿足?《安規(guī)》沒有說明了,相關資料也會體現。接地線承受短路電流的計算標準早期是有的,詳見原部頒的SD332-89技術標準《攜帶型短路接地線技術標準》附錄A,原技術標準已廢止,被目前的中華人民共和國電力行業(yè)標準(DL/T879-2004)代替,現行的行業(yè)標準命名為《帶電作業(yè)用攜帶型接地和接地短路裝置》,此標準取消接地線承受短路電流公式一項。而國網《安規(guī)》修訂時間是在后,未能及時做出相應調整和補充,應該說是我們電網的工作失誤。
應滿足裝設地點短路電流的要求,是安全技術措施的重要一項。滿足短路電流是接地線起到安全防護的最基本要求,是電氣安全工作不可缺少的一項。然而新《安規(guī)》中缺少此項標準,全國各電網企業(yè)怎么實施這項計算標準?《安規(guī)》的接地線同時應滿足裝設地點短路電流的要求這句話,實際上等于一句空話。廣大基層單位憑感覺、無序地操作這項安全防護措施,全部在習慣性違章中工作。
1.2.2 接地線的組合并用
多組接地線的組合并用,是實際工作中需要經常實施的一項操作,從現場隨機查看,大部分(超過50%)接地線的組合并用,是不符合基本的安全防護要求的!現場到處可看見不符合安全要求的組合并用,這是一個大項的安全措施。而《安規(guī)》對這方面內容沒有闡明,造成許多人員(領導、安監(jiān)和作業(yè)人員)以為多組接地線都接地就可以了,形成多組接地現象混亂,如各相各自接地的、兩相短路接地的、大小混用的、不同回路用一組接地線的……,暴露出接地線在組合并用上,存在著嚴重的安全問題!如下圖。
多組接地線的不規(guī)范的組合并用,往往會失去三相短路保護,大降低了接地線的防護作用,我們來看一個案例。
2006年2月28日,陰雨天氣。某單位在一條10kV配電線路上作業(yè),工作的桿基在地勢較高山上,任務是原線路門型耐張桿單串絕緣子瓶改為雙支點雙串瓶,班組人員按規(guī)定在工作段的兩頭分別掛好兩組接地線,并在線路上施工作業(yè)。由于門型桿的線路各相之間距離較大,接地線短路線纜長度不足,現場人員只好采用符合現場條件、習慣的方式掛上接地線。正當桿上五人正在緊張作業(yè)時,殊不知當班的調度工作判斷有誤,錯誤地下令變電站人員向此線路送電,突如其來三相電直接沖擊這條正在檢修10kV配電線路,瞬間電擊到在桿上作業(yè)、毫無防備的5名員工,多被名工人擊暈、擊傷,人體出現幾處3~8厘米直徑的灼傷痕跡,釀成嚴重的“2.28群傷事故”。
現場的安全防護措施為什么沒有阻止來電的突然襲擊,原因是接地線的不規(guī)范組合并用。當耐張桿的連接跳線一解開,一條線路就分成兩條獨立的線路,從兩個不同方向都有可能來電,如圖中的可能來電1和可能來電2。按圖中接地線掛法,兩相短路再和另一回路的一相連接,兩邊都不存在完全的相間短路的電氣連接。地面情況也不能構成一點接地,因為兩根接地極相距較遠,有間隔接地阻抗,兩條接地線無論是在空中還是在地面上都不能做到導體連接,單組接地線使用并不難,多組接地線的組合、并用就應該符合安全技術要求,特別是在大相距的設備、或者是多回路、耐張線路、交叉線路等,《安規(guī)》必須給予說明,不能面面俱到也應作典型示范要求!關于接地線的組合并用規(guī)范要求,因內容較多,就不一一闡述,主要部分給予說明:
?、?接地方式必須滿足先短路后接地;
?、?同一回路必須用相同組別的接地線;
③ 并用的接地線,在截面、型號、長度和類型等方面的數據必須一致;
?、?并用的接地線連接點盡量靠近,并用載流量值應該打一個折扣(90%);
?、?確要多組接地線組合,就實施“一點接地”,保證有三相短路點。
1.3 要有配套的講解材料
《安規(guī)》是電網安全生產的綱領性文件,性質和格式要求其文體在語言表述上需簡明扼要(但內容不許有眾多漏項?。K詥为殞Α栋惨?guī)》學習,僅字面上是難以理會、且枯燥乏味。由于缺少形象說明、易懂的實際例子,若僅僅停留在《安規(guī)》文本層面上的學習,效果顯然不佳。雖然人人可以考高分,那也基本上是背誦、默寫的功勞。《安規(guī)》學習是否合格?最終要體現對實際工作應用的把握,接受實踐的檢驗。如接地線技術部分的考試內容,一般是考“先拆導體端,后拆接地端,先掛下層,后掛上層等”重復性幾個要點,很容易取得虛數高分,而大部分的接地線防護技術知識卻遺漏了。形成學習考試得高分,實際操作是零分的現象!使《安規(guī)》理論學習與實際應用脫節(jié)。國網公司要為各專業(yè)必須相應配套教材,就象大綱與教材一樣,將《安規(guī)》各章節(jié)接專業(yè)形象化、生動化。如配上文字注釋說明,插上設備、環(huán)境和人員圖像,結合實際針對性的案例,使員工(特別是新入廠沒工作經驗的)克服抽象、能容易加深領會。員工可以根據自己所從事專業(yè)工程,選取內容針對性學習,加深對《安規(guī)》實質內容的全面理解,提高實際應用的安全操作能力,最終達到加強現場的安全防護工作目的。