浅谈输电线路杆塔接地的类型及接地电阻计算

浅谈输电线路杆塔接地的类型及接地电阻计算
阐述了电力系统和电气设备的接地类型、并针对输电线路杆塔的接地电阻分析及采取改善方案。

标签：输电线路；杆塔接地；保护
1、电力系统和电气设备的接地类型
工作接地：在正常或事故情况下，为了保证电气设备可靠地运行，而必须在电力系统中某一点进行接地，称为工作接地。

保护接地：为防止因绝缘损坏而遭受触电的危险，将与电气设备带电部分绝缘的金属外壳或构架同接地体之间作良好的连接，称为保护接地。

重复接地：将零线上的一点或多点与地再次作金属的连接，称为重复接地。

接零：将与带电部分绝缘的电气设备的金属外壳或构架，与中性点直接接地系统中的零线相连接，称为接零。

防雷接地：为了防止人畜和建筑遭受雷击的危险，常在建筑物顶部装设防雷装置。

防雷装置分接闪器（又称受雷装置，如避雷针、避雷线或避雷网）、引下线和接地装置三部分。

防雷装置受到雷击时，在接闪器、引下线和接地体上都会产生很高的雷电位。

如果防雷装置与建筑物内外的电气设备、电线和其他金属管道间绝缘距离不够，它们之间就会产生放电现象，这种情况称为反击。

上述以防止雷害为目的而作的接地，称为防雷接地。

2、杆塔的接地电阻分折计算
惠州某地区110kv送电线路，线路全长2×2.86km，新组立13基铁塔。

导线选用LGJX-400/35稀土钢芯铝绞线，双地线：1根地线采用LGJX-70/40钢芯稀土铝绞线，另一根采用24芯（OPGW）复合光纤架空地线。

设计风速v=30m/s。

全线地形概况：丘陵28.7%，泥沼71.3%；土质概况：松砂石38.46%，粘性土53.85%，坚土7.69%。

以N10塔为例，该塔位于丘陵地形，土质为砂砾土。

根据《工业与民用配电设计手册》第三版（P890）：土壤电阻率一般应以实测值作为设计依据，当缺少实测数据时，可参考表14-10。

查得砂砾土的电阻率近似值ρ=1000Ω·m，并根据《110～500kV架空送电线路设计技术规程》DL/T5092-1999：第9、0、11条：有地线的杆塔应接地，在雷季干燥时，每基杆塔不连地线的工频接地电阻、不宜大于表9、0、11所列数值；查表查得当土壤
电阻率为1000Ω·m时，工频接地电阻25Ω。

根据《电力工程高压送电线路设计手册》第二版、人工接地装置的工频接地电阻计算中水平敷设的复合式人工接地装置的工频接地电阻（RP）的计算公式（P140）：
A和L为了简化计算，参照《工业与民用配电设计手册》表14-18中参数（P895）。

选用铁塔接地型式为水平射线的复合接地装置。

接地型式见“接地装置一览图”型号为5号。

根据以上手册及资料，查得：A=1.76
当N10塔选用5号接地型式不满足设计规范要求时，需增加接地体圆钢长度来满足降低杆塔接地电阻。

若选用“接地装置一览图”中型号为7号：L1=32+8=40m、其他参数不变
L=166m
R=16.2Ω（满足设计规范要求）
所以N10土质为砂砾土时，应选用接地装置一览图中7号的接地型式，接地电阻满足设计规范要求。

同上：假如N10塔因地形、土质变化，地形为泥沼、土质为砂质黏土。

查表《工业与民用配电设计手册》第三版P890得ρ=100Ω·m。

查《110～500kV架空送电线路设计技术规程》表9、0、11（P16）当土壤电阻率ρ=100Ω·m，工频接地电阻应为R=10Ω。

选用“接地装置一览图”中型号为4号，当L1改为185m，其他参数不变
L=66m
R=3.73Ω（满足设计规范要求）
从上述计算结果可知，杆塔的接地电阻与土质土壤、接地装置钢材长度有关。

3、改善杆塔的接地电阻方法
（1）尽可能利用杆塔基础、底盘、卡盘、拉线盘等自然接地体。

当接地电阻值不能满足设计要求时，再增加人工接地体。

人工接地体应尽量利用杆塔基础，以便减少土方量，降低造价，还可以深埋，避免地表干湿变化的影响。

（2）接地体尽可能埋在土壤电阻率较低的土壤中。

若杆塔处土壤电阻率很
高，而附近又有土壤电阻率较低的土层时，可用接地带（一般用圆钢制作而成。

为考虑腐蚀，圆钢直径不应小于8mm，且应镀锌）引到土壤电阻率较低处再做集中接地，但接地带长度不宜超过60m。

（3）置换土壤。

将接地沟内原有电阻率较高的土壤，换成电阻率较低的土壤。

（4）在接地体周围填充长效降阻剂。

它是以高分子合成树脂为主剂，与电介质的水溶液混合，加入树脂的固化剂注入接地体周围。

注到接地体周围仍能保持一段时间的流动性，对周围土壤具有较强的渗透力，能增大处理范围。

在使用时还可以根据土质情况，调节降阻剂的凝固时间，以达到不同阻值的要求。

降阻剂的效果较好，不仅可以节省钢材、劳力，而且占地面积小，施工简单，能长期保持降阻作用。

在使用中应注意检查接地体的腐蚀情况。

4、结论
通过上述分析和计算，杆塔的接地电阻根据现场土壤不同，选择不同接地方式来满足设计规范要求，接地带通常埋深0.6～0.8米。

组立杆塔的位置选在黏土上，能有效降低接地电阻，既能符合工程要求，又給施工带来方便。

参考文献：
[1]电力工程高压送电线路设计手册（第二版）中国电力出版社
[2]110～500kv架空送电线路设计技术规程（DL/T 5092-1999）
[3]工业与民用配电设计手册（第三版）中国电力出版社。