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(yīng)用有透明護(hù)套的多股軟銅線組成,其截面不得小于25mm2,同時(shí)應(yīng)滿足裝設(shè)地點(diǎn)短路電流的要求(注:電氣部分規(guī)定內(nèi)容相同)。
我們知道,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)系統(tǒng)的短路電流制定的。據(jù)有關(guān)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(jīng)濟(jì)和科技高速發(fā)展,大容量的大機(jī)組電氣設(shè)備涌現(xiàn)和電網(wǎng)構(gòu)架建設(shè)擴(kuò)大,電網(wǎng)系統(tǒng)的短路電流達(dá)10kA到100kA數(shù)量級(jí),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(yīng)變化,不能再沿用這個(gè)數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)。所以接地線的截面積也應(yīng)選擇較大的, 以抗擊系統(tǒng)短路電流的沖擊,加強(qiáng)接地的防護(hù)技術(shù)。特別是大型電廠、變電站的進(jìn)出線、母線處,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)只具備、只使用25mm2,而且根本沒有系統(tǒng)的短路電流的意識(shí)。
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(nèi)容是降低10kV線段“#49—#50”導(dǎo)線弧垂,要求110kVⅡ回線由運(yùn)行轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)。由于某供電局地調(diào)所下操作令出現(xiàn)漏項(xiàng),造成一起臨時(shí)帶地線合閘送電的惡性誤操作事故,所幸線路電氣保護(hù)正確動(dòng)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(shè)備損壞和人員傷亡。
事故前電網(wǎng)一次接線圖
在統(tǒng)計(jì)損失情況時(shí),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(huì)燒毀?接地線應(yīng)該不應(yīng)該被燒毀?
根據(jù)當(dāng)時(shí)電網(wǎng)電氣運(yùn)行情況,系統(tǒng)采用的是后加速保護(hù),而后加速保護(hù)是對(duì)電氣重合閘實(shí)施的一種電氣保護(hù),時(shí)間很短,只有0.1秒左右。這么短時(shí)間,接地線不應(yīng)該被燒毀!否則怎么承擔(dān)突然來電對(duì)作業(yè)人員的電擊保護(hù)?倘若有人在電氣設(shè)備上作業(yè),接地線的燒毀勢必造成人員傷亡的嚴(yán)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(xiàn)場所采取的接地線技術(shù)防護(hù)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(yīng)出目前許多電力企業(yè)在接地線使用上普遍存在的嚴(yán)重問題:不根據(jù)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(shè)在下圖中,220kV變電站與接地線掛接點(diǎn)的110kVⅡ回線路之間距離在(10~20)km,導(dǎo)線是用LGJ-240/40型號(hào),相距幾何均距為4.0m。
解: LGJ-240/40導(dǎo)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(dāng)d1系統(tǒng)短路時(shí),套用“無限大”容量系統(tǒng)計(jì)算短路電流
點(diǎn)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(nèi),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(jì)算S= Im√t /264,驗(yàn)證接地線的載流量。
?、侔唇拥仄瘘c(diǎn)要求是用25mm2,25mm2接地線在1秒內(nèi)的載流量是6.6KA、在0.5秒內(nèi)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(qiáng)。
?、谌粲?5 mm2接地線在1秒內(nèi)的載流量是9.2KA、在0.5秒內(nèi)的載流量是13KA,可見一組35 mm2接地線的載流量也是不足的。
?、廴舨捎?0 mm2接地線在1秒內(nèi)的載流量是13.2KA、在0.5秒內(nèi)的載流量是18.6KA;如果電氣保護(hù)時(shí)間是在0.5秒內(nèi),本系統(tǒng)電網(wǎng)是后加速保護(hù),時(shí)間小于0.5秒,可用一組50 mm2以上的接地線,裝設(shè)接地線的安全保護(hù)技術(shù)措施才能真正起到作用。
從以上分析知道,現(xiàn)場發(fā)生接地線燒毀現(xiàn)象不足為奇。事故反應(yīng)出現(xiàn)場接地線截面積不夠,接地線防護(hù)措施技術(shù)性不足,不能起到保護(hù)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(cuò)誤的!選擇接地線使用截面積應(yīng)嚴(yán)格按可能出現(xiàn)的短路電流值和保護(hù)時(shí)間的長短,去設(shè)置接地線截面大小。以下根據(jù)接地線使用場所、電壓等級(jí),對(duì)接地線提出大致要求,僅僅做個(gè)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(jí) | 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(jù)實(shí)際測算
1.2 需要補(bǔ)充的條款
《安規(guī)》內(nèi)容盡量做到全面,特別要增補(bǔ)新、舊《安規(guī)》修訂間隔期內(nèi),所出現(xiàn)的很普遍安全生產(chǎn)問題。如在實(shí)際應(yīng)用中碰到的無法解決的問題,應(yīng)予以闡明,便于工作中參照安全標(biāo)準(zhǔn)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(shù)措施應(yīng)將補(bǔ)充到《安規(guī)》中。
1.2.1 承受短路電流的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《安規(guī)》3.4.4要求,接地線同時(shí)應(yīng)滿足裝設(shè)地點(diǎn)短路電流的要求。如何滿足?按什么標(biāo)準(zhǔn)算滿足?《安規(guī)》沒有說明了,相關(guān)資料也會(huì)體現(xiàn)。接地線承受短路電流的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)早期是有的,詳見原部頒的SD332-89技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《攜帶型短路接地線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》附錄A,原技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已廢止,被目前的中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DL/T879-2004)代替,現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)命名為《帶電作業(yè)用攜帶型接地和接地短路裝置》,此標(biāo)準(zhǔn)取消接地線承受短路電流公式一項(xiàng)。而國網(wǎng)《安規(guī)》修訂時(shí)間是在后,未能及時(shí)做出相應(yīng)調(diào)整和補(bǔ)充,應(yīng)該說是我們電網(wǎng)的工作失誤。
應(yīng)滿足裝設(shè)地點(diǎn)短路電流的要求,是安全技術(shù)措施的重要一項(xiàng)。滿足短路電流是接地線起到安全防護(hù)的最基本要求,是電氣安全工作不可缺少的一項(xiàng)。然而新《安規(guī)》中缺少此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),全國各電網(wǎng)企業(yè)怎么實(shí)施這項(xiàng)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)?《安規(guī)》的接地線同時(shí)應(yīng)滿足裝設(shè)地點(diǎn)短路電流的要求這句話,實(shí)際上等于一句空話。廣大基層單位憑感覺、無序地操作這項(xiàng)安全防護(hù)措施,全部在習(xí)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(shí)際工作中需要經(jīng)常實(shí)施的一項(xiàng)操作,從現(xiàn)場隨機(jī)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(hù)要求的!現(xiàn)場到處可看見不符合安全要求的組合并用,這是一個(gè)大項(xiàng)的安全措施。而《安規(guī)》對(duì)這方面內(nèi)容沒有闡明,造成許多人員(領(lǐng)導(dǎo)、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(xiàn)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(yán)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(huì)失去三相短路保護(hù),大降低了接地線的防護(hù)作用,我們來看一個(gè)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(wù)是原線路門型耐張桿單串絕緣子瓶改為雙支點(diǎn)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(xiàn)場人員只好采用符合現(xiàn)場條件、習(xí)慣的方式掛上接地線。正當(dāng)桿上五人正在緊張作業(yè)時(shí),殊不知當(dāng)班的調(diào)度工作判斷有誤,錯(cuò)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(xiàn)幾處3~8厘米直徑的灼傷痕跡,釀成嚴(yán)重的“2.28群傷事故”。
現(xiàn)場的安全防護(hù)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(dāng)耐張桿的連接跳線一解開,一條線路就分成兩條獨(dú)立的線路,從兩個(gè)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(gòu)成一點(diǎn)接地,因?yàn)閮筛拥貥O相距較遠(yuǎn),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(dǎo)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(yīng)該符合安全技術(shù)要求,特別是在大相距的設(shè)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(yīng)作典型示范要求!關(guān)于接地線的組合并用規(guī)范要求,因內(nèi)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;
?、?并用的接地線,在截面、型號(hào)、長度和類型等方面的數(shù)據(jù)必須一致;
④ 并用的接地線連接點(diǎn)盡量靠近,并用載流量值應(yīng)該打一個(gè)折扣(90%);
?、?確要多組接地線組合,就實(shí)施“一點(diǎn)接地”,保證有三相短路點(diǎn)。
1.3 要有配套的講解材料
《安規(guī)》是電網(wǎng)安全生產(chǎn)的綱領(lǐng)性文件,性質(zhì)和格式要求其文體在語言表述上需簡明扼要(但內(nèi)容不許有眾多漏項(xiàng)!)。所以單獨(dú)對(duì)《安規(guī)》學(xué)習(xí),僅字面上是難以理會(huì)、且枯燥乏味。由于缺少形象說明、易懂的實(shí)際例子,若僅僅停留在《安規(guī)》文本層面上的學(xué)習(xí),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?!栋惨?guī)》學(xué)習(xí)是否合格?最終要體現(xiàn)對(duì)實(shí)際工作應(yīng)用的把握,接受實(shí)踐的檢驗(yàn)。如接地線技術(shù)部分的考試內(nèi)容,一般是考“先拆導(dǎo)體端,后拆接地端,先掛下層,后掛上層等”重復(fù)性幾個(gè)要點(diǎn),很容易取得虛數(shù)高分,而大部分的接地線防護(hù)技術(shù)知識(shí)卻遺漏了。形成學(xué)習(xí)考試得高分,實(shí)際操作是零分的現(xiàn)象!使《安規(guī)》理論學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)。國網(wǎng)公司要為各專業(yè)必須相應(yīng)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(dòng)化。如配上文字注釋說明,插上設(shè)備、環(huán)境和人員圖像,結(jié)合實(shí)際針對(duì)性的案例,使員工(特別是新入廠沒工作經(jīng)驗(yàn)的)克服抽象、能容易加深領(lǐng)會(huì)。員工可以根據(jù)自己所從事專業(yè)工程,選取內(nèi)容針對(duì)性學(xué)習(xí),加深對(duì)《安規(guī)》實(shí)質(zhì)內(nèi)容的全面理解,提高實(shí)際應(yīng)用的安全操作能力,最終達(dá)到加強(qiáng)現(xiàn)場的安全防護(hù)工作目的。