架空线路杆塔接地装置

序号 1 2 3
表1-4 常用杆塔接地装置及参数
形状
接地装置种类
铁塔接地 四角放射
参数
B=1.76; A=2.36; L=4(L1+L2)
钢筋混疑土杆 放射型接地装置
B=2.0; A=2.6; L=4L1+L2
钢筋混疑土杆 一字型接地装置
B= -0.6; A=0;
L=L1+L2
B=1.0;
钢筋混疑土杆
（2）无避雷线线路杆塔的接地电阻。对于中雷区及多雷区 35kV及66kV无避雷线线路，宜采用措施，减少雷击引起的多相线 短路和两相异地接地引起的断线事故，钢筋混凝土杆和铁塔应充 分利用自然接地作用，在土壤电阻率不超过100Ω.m或有运行经验 的地区，可不另设人工接地装置。
需要说明的是，作为通用行业标准，对杆塔接地电阻的要求 是比较宽松的。在多雷区，如是联络线路或重要线路，杆塔接地 电阻最好能处理到10Ω以下，因为只有这样才能提高线路的耐雷水 平，有效地限制雷击跳闸率，从而保证电网的安全稳定运行。
600
1000
2000
400 0
R值（Ω）（工频）
10 10 15 10 15 10 20 10 20 10 25 30
不计自然接地
作用时所需扁
当采用
（圆钢）总长 度L
18
合理的
接地形 状时
合理利用自然
接地作用时所 需扁（圆钢）
14
总长度L
考虑冲击接地的效果后， 需要限制每根射线的长 度，并适当增加射线的 14 根数，此时所需扁（圆） 钢的总长度L
二、架空线路杆塔的自然接地
实际上，除了人工接地体外，杆塔混凝土基础也有一定的
自 然 接 地 作 用 ， 其 自 然 接 地 电 阻 值R2 可 按 表 1-6 估 算 ， 只 有 当 ρ≤300Ω.m时才需要考虑自然接地的作用。因此，在设计线路接地 装置时，在ρ≤300Ω.m的情况下，应考虑充分利用杆塔的自然接地。 如杆塔的自然接地已符合要求，就不要用人工接地将其屏蔽起来， 即使需要另设人工接地装置，也在考虑人工接地装置的形状和实 际布局时，尽量减少对自然接地体的屏蔽。
（5）居民区和水田中的接地装置，宜围绕杆塔基础敷设成闭 合环形。
（6）放射形接地极的最大长度，应符合表1-2的要求。
表1-2 杆塔放射形接地极每根的最大长度
土壤电阻率（Ω.m） ≤100
≤1000
≤2000
最大长度（m）
40
60
80
≤5000 100
（7）在高土壤电阻率地区采用放射形接地装置时，当在杆塔基础 的放射形接地极每根长度的1.5倍范围内有土壤电阻率较低的地带时， 可部分采用引外接地或其他措施。 (8）雷电活动强烈的地方和经常发生雷击故障的杆塔和线段，应改 善接地装置，架设避雷线，适用加强绝缘或架设耦合地线。 （9）钢筋混凝土杆铁横担和钢筋混凝土横担线路的避雷线支架、 导线横担与绝缘子固定部分或瓷横担固定部分之间，宜有可靠的电 气连接并与接地引下线相连。主杆非预应力钢筋如上、下以用绑扎 或焊接连成电气通路，则可兼作接地引下线。
Rgl
一、架空线路杆塔工频接地电阻计算
（1）杆塔水平接地装置的工频接地电阻。可用式（1-1）或
式（1-2）计算

L2
Rgl

(ln
2 L hd1
B)
Rgl


L2
(ln
2 L hd1
0.6 A)
（1-1） （1-2）
式中， Rgl ——工频接地电阻，Ω； ρ——土壤电阻率，Ω.m； L ——水平接地体的长度，m； h ——水平接地体的埋深，m； d1 ——水平接地体的直径，m； A——屏蔽系数； B——形状系数。
当接地装置的形状一定时，随着土壤电阻率ρ的变大，欲保持R 不变，L值的增大比ρ值上升得快。当土壤电阻率特别高，如在 4000Ω.m以上时，要使工频接地电阻达到30Ω以下较困难，可采用6-8 条80m水平射线，或用2条连续伸长的方法来降低冲击电阻，也可以 采用耦合地线或接地线，把若干基杆的接地连接起来，然后再寻找土 壤电阻率低的几基杆塔，在施工方便的条件下加强这几基杆塔的接地， 把接地电阻降到10Ω以下，这样即节省了费用，又起到了很好的防雷 效果。因为对雷击塔顶或避雷线，若干基杆塔的连接线相对于雷电波 的波阻抗较小，起到了很好的分流作用。同时，而连接线本身对雷电 波的波头还起到了削波的作用。
特别是110kV平宝线，因而在1995年前，每年都要发生 雷击 跳闸,有的一年发生多次跳闸， 1996年对接地电阻不合格的杆塔 接地进行了改造，改造后的5年间没有发生一次雷击跳闸事故。 由此可见，降低杆塔接地电阻，使之达到合格范围，对防止雷击 跳闸，保证电网安全是非常重要的。
二、架空线路杆塔接地的标准要求
70 40 124 80 158 70 290 124 650 216 408 60 36 124 80 158 70 290 124 650 216 408 60 36 124 80 158 70 290 124 650 216 408
三、架空线路杆塔接地的冲击接地电阻计算
架空线路杆塔接地的主要目的是防雷保护，那么就不能不关心 在雷电流作用下的冲击接地电阻。特别是在土壤电阻率高的山区， 因雷电活动十分强烈，而工频接地电阻降低到合格范围内又非常 困难。这时应经过技术经济比较，采取以防雷为主的措施，尽可
Rg
Rg 2 n
Rg l
•1
Rg 2 n
Rgl

(1-4)
式中
Rg ——复合接地体的接地电阻，Ω；
Rg2 ——单根垂直接地体的接地电阻，Ω；
n ——垂直接地极的根数； Rg—1 —水平接地极的接地电阻，Ω；
η——考虑到所有电极互相屏蔽后的利用系数，其 值可由表1-3查出。
表1-3 由垂直电极组成并以水平电极连接的接地利用系数η
不规定
30
29
（4）以水平接地极为主且边缘闭合的复合接地极（接地网）的接 地电阻。在电阻率较高，或行人经常出入的地方，应采用以水平 接地极为主，且边缘闭合的复合接地装置，这时接地电阻可由式 （1-5）计算
R 'g a1Re
a1 (3ln
L0 S
0.2)
S L0
Re 0.213

S
(1 B) (ln S 5B 2 L 9hd1
冲击接地电阻估算值(Ω)
60KA 100KA
100及以下
Rg≤10
7.4
4.5
100—300
15m
Rg≤15
13
9.5
300—500
Rg≤15
13.5
12.8
500--1000
Rg≤20
17
15.6
1000--2000
Rg≤25
20
19
2000--4000
Rg≤30
22
20
4000以上
6条100m或8条80m射线或2条 连续伸长接地线
利用钢筋兼作接地引下线的钢筋混凝土电杆，其钢筋与接地 螺母，铁横担间应有可靠的电气连接。 (10）35kV及以上线路互相交叉或与较低电压线路、通信线路交叉 时，交叉档两端的钢筋混凝土或铁搭（上、下方线路共4基）不论 有无避雷线，均应接地。
第二节 架空线路杆塔接地电阻 计算
输电线路杆塔接地主要是以防雷为主要目的，因而在架空线路 杆塔接地装置的设计时就要考虑如何降低杆塔接地装置的冲击接 地电阻，但在实际工程中仍以考核工频接地电阻为主，特殊地段， 需要冲击接地电阻值时，用工频接地电阻乘以冲击系数a，或通过 冲击接地电阻的计算求得。
雷电活动强烈的地方和经常发生雷击故障的杆塔和线段， 应改善接地装置，适当提高绝缘水平或架设耦合地线。
表1-1 有避雷线的线路杆塔接地电阻
土壤电阻率 （Ω.m）
≤100
>100-500
>500-1000
>1000-2000
>2000
接地电阻（Ω） 10
15
20
25
30
注：如土壤电阻率超过2000Ω.m，接地电阻很难降低到30Ω时，可采用6-8根总 长不超过500m的放射形接地体，或采用连续伸长接地体，其接地电阻不受限 制。
A、B的值，可由相关的表格查出。
（2）单根垂直接地极的工频接地电阻。其阻值可用式
（1-3）计算，当l>>d时，
Rg 2

2 l
(ln
8l d2
m； d2 ——垂直接地极的直径，m。
（3）由垂直接电极和和水平接地体构成的组合式接地体的接地电 阻。它实际上往往采用由几根垂直接地极再用水平接地体连接起 来组成杆塔的接地装置，这时，接地电阻可用式（1-4）计算
A=1.6;
4
环型接地装置
L=4L1(L1=L2时);
L=2(L1+L2)
(L1≠L2时)
钢筋混疑土杆
B=0.89;
5
十字型接地装置
A=1.49;
L=2(L1+L2)
土壤电阻率 ρ(Ω.m)
表1-5 不同土壤电阻率地区的线路典型接地装置
接地装置平面示意图 (图中所标为每根射线的长度)
工频接地电 阻估算值(Ω)
B 1 1 4.6
h
S
(1-5)
式中 R’g——任意形状边缘闭合接地网的接地电阻，Ω； Re——等值（即等面积、等水平接地及总长度）方形接
地网的接地电阻，Ω；
S ——接地网的总面积，m2；
d1——水平接地极的直径或等效直径，m； h ——水平接地极的埋设深度，m；
L ——水平接地极的总长度，m；
（2）在土壤电阻率100Ω.m<ρ≤300Ω.m的地区，除利用铁 塔和钢筋混凝土杆的自然接地外，并应增设人工接地装 置，接地极埋设深度不宜小于0.6m。
（3）在土壤电阻率300Ω.m<ρ≤2000Ω.m的地区，可采用水 平敷设的接地装置，接地极埋设深度不宜小于0.5m。
（4）在土壤电阻率ρ>2000Ω.m地区，可采用6-8根总长不超过 500m的放射形接地极或连续伸长接地极。放射形接地极可采 用长短结合的方式。接地极埋设深度不宜小于0.3m。
对架空线路杆塔的接地电阻和型式在电力行业标准 GB/T50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》提 出了具体的要求，为设计、安装和改造架空线路杆塔接地提供 了依据。
1、杆塔的接地电阻
（1）有避雷线线路杆塔的接地电阻。有避雷线的线路，每 基杆塔不连避雷线时的工频接地电阻，在雷季干燥时，不宜超 过表1-1所列数值。
架空线路杆塔的接地装置 基于GB/T50064-2014
第一节 架空线路杆塔接地的意义及要求
一、架空线路杆塔的意义
架空线路杆塔接地对电力系统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，典型的有500kV天平Ⅰ、Ⅱ回输电线路。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，使线路跳闸，影响了电网的安全稳定运行。经 对线路杆塔接地进行了降阻处理，使线路雷击跳闸率得到了有 效的控制。又如，信阳110kV信李线，由于部分杆塔的接地电 阻不合格，在1992年和1993年多次发生雷击跳闸事故。
序号
接地装置简 图
s/l
垂直电极数 利用系数
1
2
2
0.80
3
2
0.85
2
3
0.75
2
3
3
0.80
2
3
0.70
3
3
3
0.75
2
4
0.70
4
3
4
0.75
2
6
0.65
5
3
6
0.70
（5）几种典型的以水平射线为主的杆塔接地装置的接地电阻计算。 可用式（2-1）或式（2-2）计算。常用杆塔接地装置及参数见表1-4， 不同电阻率地区的线路典型接地装置见表1-5。
表1-6 杆塔自然接地电阻R2估计值
杆塔型式 R2 （Ω）
单杆 0.3ρ
钢筋混凝土
双杆 有2-4根拉线的单、双杆
0.2ρ
0.1ρ
铁塔 单柱式 门 型
0.1ρ 0.06ρ
表1-7 当采用合理接地形状时，线路每杆接地所需扁钢或圆钢总长度L （埋深0.6m以下，m）
土壤电阻率ρ（Ω.m） 100
300
500
2、杆塔接地型式
DL/T621-1997《交流电气装置的接地》的6.3条还对 高压架空线路杆塔接地装置的型式做了具体的要求如下：
（1）在土壤电阻率ρ≤100Ω.m的潮湿地区，可利用杆塔和 钢筋混凝土杆自然接地对发电厂、变电站的进线路应另 设雷电保护接地装置。在居民区，当自然接地电阻符合 要求时，可以不设人工接地装置。
L0——接地网的外缘边线总长度，m。 (5)几种典型的以水平射线为主的杆塔接地装置的接地电阻计算.
可用式(1-1)或式(1-2)计算。常用杆塔接地装置及参考见表1-4， 不同电阻率地区的线路典型接地装置见表1-5。
在设计架空线路杆塔的接地装置时，应该注意到在接地体的总 长度L相同时，屏蔽系数A（或形状系数B）愈大，则钢材间的相互屏 蔽作用就愈明显，钢材的利用也就愈不充分，在条件允许的情况下， 应尽量采用形状系数小的接地装置。