输电线路杆塔接地设计要点研究

输电线路杆塔接地设计要点研究

发表时间：2019-06-13T09:53:16.100Z 来源：《电力设备》2019年第3期作者：王俊辉

[导读] 摘要：当前，随着经济的不断发展完善，人们对供电的安全性及可靠性提出了越来越高的要求。

（广西福源电力设计有限责任公司）

摘要：当前，随着经济的不断发展完善，人们对供电的安全性及可靠性提出了越来越高的要求。而输电线路是整个电网最为薄弱的环节，采取输电线路杆塔接地可以实现雷电击中避雷线或杆塔的过程当中，雷电流能够经由杆塔、接地网流入大地，避免电力线路受到雷击作用力的影响，从而保障整个电力线路运行的安全性与可靠性。本文在此从输电线路杆塔接地的要求出发，对输电线路的杆塔接地设计过程中的具体的要点做了一定的研究。

关键词：输电线路；杆塔；接地措施

前言

输电线路的接地，既是杆塔保护接地，又是线路防雷保护接地。对塔顶以及避雷线进行雷击时，雷电流会经过杆塔接地装置流入到大地中。为保证输电系统安全稳定运行，降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平、减少线路雷击跳闸率的主要措施。

一、输电线路实施杆塔接地的重要意义

输电线路杆塔接地对供电企业的安全稳定运行至关重要，降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平，减少线路雷击跳闸率的主要措施。由于杆塔接地电阻高而产生的雷击闪络事故相当多。由于大部分位于山区、地质条件较差，许多杆塔的接地电阻不合格，有不少杆塔的接地电阻在100Ω以上，造成线路耐雷水平低，经常发生雷电绕击、反击。经对线路杆塔接地进行了降阻高燥，使线路雷击跳闸率得到了有效的控制。因此可见，降低杆塔接地电阻，使之达到合格范围，对防止雷击跳闸，保证供电企业安全是非常重要的。

二、输电线路杆塔接地一般要求

输电线路的杆塔接地，应首先充分考虑其自身的自然接地体(包括铁塔基础、钢筋混凝土杆埋入地中的杆段及其底盘、拉线盘等)，在自然接地体不能满足要求时，才考虑补充敷设人工接地装置。人工接地装置中一般由很多水平接地体或垂直接地体组成，为减少相邻接地体的屏蔽作用，垂直接地体的间距不应小于其长度的两倍：水平接地体的间距可视具体情况确定，但不宜小于5m。

根据实践探究，有避雷线的线路，每个杆塔和工频接地电阻不连接，在应用中要注意防热防潮。在实践过程中由于投资电网之间的安全综合关系，要求针对杆塔的位置适当的改变。如果雷电活动频繁，对输电线路造成伤害，将发生雷击故障的杆塔和线段进行分析，尽量降低电阻。在装置过程中，要考虑到线路杆塔接地的目的，降低对接地电阻的冲击。在安装过程中要考虑到杆塔接地的最大长度，将长度控制在合理范围内。另外，在接地装置设置中，要具体分析设置要求，将线路的安全和防雷事故作为重点考虑要素，根据实际要求，对杆塔接地装置的类型、形式、长度和连接方式进行选择，确定设计依据后，进行施工。

三、做好输电线路杆塔接地设计的几个有效措施

1、现场勘察设计

（1）在线路可行性研究、初步设计选线阶段，设计单位水文气象专业人员要到线路所在地区气象台（站）调查线路沿线雷电活动情况及附近已投运输电线路运行情况，在线路路径选择时尽量避开雷电活动频繁地段，合理确定路径方案。

（2）线路施工图终勘定位阶段，测量专业需对杆塔逐基实测土壤电阻率，为合理设计杆塔接地装置提供准确资料。线路电气专业需结合电网最大运行方式下的接地短路电流计算设计，并根据土壤电阻率数据仔细校核接地装置的接地效能与稳定性，确定最适合现场情况的接地形式。

2、地下引接线设计

从地下引接线的角度上来说，接地引下线作为接地体与输电线路杆塔相互连接的最重要载体，其通过电流可以视作系统接地的全部电流。换句话来说，接地引下线截面的实际面积需要高于接地网用材的截面面积。结合实践工作经验来看，两者之间的比值应当控制在1.4：1及以上水平。特别是针对具有高土壤电阻率的地区而言，在有关接地引下线的设计方面，需要采取两根引下线分别连接纵交叉接地带以及横交叉接地带中交叉结地带，在此基础之上还需要确保两者之间焊接的牢固性，从而确保接地引下线的职能能够得到充分的发挥。

3、接地体长度设计

由多根射线不能满足接地体要求时，可采用两根连续伸长接地线，即将杆塔间接地体在地下相连。遇山谷时地中两根接地线可穿出地面，凌空跨越，不宜将地线切断，否则雷电流传播到接地线末端发生正反射，形成更高的电压。接地线在山谷中凌空，虽不能就地散流，但仍能起耦合地线的作用。结合工程实际运用，经过分析表明，当接地体长度增大时，电感的影响随之增大，从而使冲击系数增大；当接地体达到一定长度后，再增加其长度，冲击接地电阻也不再下降。一般说来，水平接地体的有效长度不应大于100m。

4、垂直接地体设计

在线路杆塔接地当中，垂直接地体是一种常用措施，然而由于山区中的石头比较多，尤其是那些处于岩石地段的杆塔，使用垂直接地法来进行施工是非常困难的，这时就可以与岩石裂缝相结合来对垂直接地极进行使用。如果地下有金属矿而这些金属矿的电阻率比较低时可以运用竖井式的接地降阻方法，如果没有金属矿再使用此方法就很不划算。要以水平接地体为主，垂直接地体为辅来实施杆塔接地的接地体工作，同时，垂直接地要保持在1.5到2m左右的长度，通常在水平接地体的顶点进行设置。

5、合理使用接地模块

要想使高土壤电阻率区域的接地电阻满足工程实际要求，建议采用接地模块，即石墨粉中掺入适量的金属氧化物和粘合剂，在添水拌匀后将其注入到模具之中，对其进行干燥处理后即完成脱模。在模块中，由于预埋了圆钢、扁铁或掺入了金属网，因此接地模块机械强度高。石墨抗老化性、稳定性、耐腐蚀性与导电性优越，且吸湿性与保湿性良好，外界因素影响不大，可保证接地电阻值的稳定，尽可能地降低接地装置工频接地电阻。

6、采用不平衡绝缘方式

在现代高压及超高压线路上，同杆架设的双回路线路日益增多，对此类线路在采用通常的防雷措施尚不能满足要求时，可考虑采用不平衡绝缘方式来降低双回路雷击同时跳闸率，以保障线路的连续供电。不平衡绝缘的原则是使双回路的绝缘子串片数有差异，这样，雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了线路的耐雷水平使之不发生闪