输电线路杆塔接地装置的降阻技术

浅析输电线路杆塔接地装置的降阻技术摘要：阐述线路运行中杆塔接地装置电阻存在的问题及常用降阻技术。

降低接地电阻是一个复杂的问题，不可能有统一方式，应视具体情况而定，以提高线路安全可靠性。

有效的降阻技术，将大幅度地降低雷击跳闸率，使电网构架更坚强，使电网更好的为社会和经济发展服务。

关键词：线路接地装置降阻技术
中图分类号：tm862 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2012）012-042-02
1引言
线路杆塔的接地装置是输电设备的重要组成部分之一，是输电线路安全运行必须的技术设备。

输电线路路径经过地理环境比较恶劣、土壤电阻率较高的山区，以及由于经济发展迅速，土壤污染源增加，增大了土壤腐蚀性。

目前，输电线路的接地电阻很难满足规程要求，雷击跳闸事故每年都大量发生，严重影响了线路的安全性，为了保证电力系统安全可靠运行，必须采取切实可行的技术措施降低接地电阻。

如何有效降低接地电阻，提高输电线路运行可靠性，建设坚强电网，需要各级管理和技术人员不断探索和改进。

2 如何确定土壤电阻率的取值
接地装置是否有效，直接取决于土壤电阻率取值大小。

准确确定土壤电阻率的大小关系杆塔接地装置的成败。

地层土壤特性在各
层具有不同的特性，电阻率可能沿不同路径变化，计算时选取合适（即与实际情况靠近）的土壤电阻率，计算结果才能反映接地装置的情况。

美国ebasco公司的做法是取低电阻率的平均值；我国采用四管法测量，取12米内的土壤电阻率的平均值。

我们发现实际工作中对土壤电阻率的测量往往不够重视，工程设计人员在现场观察一下，再从规程附录表f1中选取一个参考值进行设计工作，有时进行测量也是测取距离线路基础周围的表层土壤电阻率，不能反映该地区的实际情况。

表1为工程技术人员经常查用的大地表层的土壤电阻率的数值。

3关于计算入地短路电流的取值及接地引下线的选择
根据《交流电气装置的接地》（dl/t 621-1997）接地规程（附录b）规定，入地短路电流公式为：
i = （imax - in）（1- ke1）
i = in（1 - ke2）
式中：i——入地短路电流，a；
imax——接地短路时的最大接地短路电流，a；
in——发生最大接地短路电流时，流经发电厂、变电所接地中性点的最大接地短路电流，a；
ke1、ke2——分别为厂或所内和厂或所外短路时，避雷线的工频分流系数。

计算用入地短路电流取两式中较大的i值。

从公式中看出，入地电流在一般情况下小于单相接地电流，对埋入土壤中的接地圆钢按此选择是允许的，但接地引下线应按系统单相短路电流选择，因为发生单相接地时，其全部单相短路电流流经接地引下线，而埋入土壤中的接地圆钢都设计成环形，单相接地进入埋入土壤中的接地圆钢后才能按上式进行分流。

此外，钢质接地引下线裸露在空气中，比埋在地下的接地圆钢的腐蚀严重，特别是在接地引下线入土的部位腐蚀最严重，且易受外力破坏。

接地引下线截面往往小于地下的接地圆钢的截面，这是不正确的。

因此，综合以上因素，接地引下线的截面选择，应当比地下的接地圆钢要大，或二者相等。

4解析钢质接地线的腐蚀问题
我们组织对220kv线路杆塔进行接地测量及接地装置的挖土检查工作，选取了4条运行了30年以上的老旧线路共744基杆塔。

本次220kv线路接地普测共发现异常杆塔127基，其中接地装置开断19基，接地电阻值偏高108基。

所有接地装置都有不同程度的腐蚀，占100%，腐蚀速度为0.1～0.4/年。

在同一个接地装置内，圆钢腐蚀较扁钢快3～4倍。

接地装置的服务年限如何确定，众说不一。

通常我们根据40年全寿命周期规划设计输电线路，接地装置也应按这一原则设计。

此外，要充分重视腐蚀问题，对当地的腐蚀性质、腐蚀速度，要进行认真仔细的调查，以便采取相应措施，我们采用热镀锌、适当加大截面积的措施进行防腐。

总之钢质接地
线要在服务年限后期仍能保证热稳定截面。

5工程实践中有效降阻措施
一般情况下，接地装置是由水平接地体和垂直接地极组合而成。

其中水平接地体通常采用热镀锌圆钢埋深0.6～0.8m；垂直接地极使用较多的为圆钢，也有采用钢管或槽钢，其长度和数量根据土壤电阻率及腐蚀情况依据具体工程计算确定。

水平接地体与垂直接地极之间的采用四面焊接，搭接处的长度不小于扁钢宽度的2倍或圆钢直径的6倍。

对于土壤电阻率较低地区，上述方法一般可以使杆塔接地电阻达到规程要求，但对于土壤电阻率较高地区，则不能满足要求，因此需要采取其它措施来降低接地电阻。

规程规定杆塔接地电阻要求：在雷季干燥时，不连地线的工频接地电阻如表2所示数值。

5.1降阻剂是一种高效的降阻材料
降阻剂在滁州地区前几年使用较多，特别是一些山区和地下有岩石的地区，效果非常明显。

雷击杆塔重灾区，由于使用降阻剂雷击次数明显降低，个别线路最近几年没有发生雷击跳闸事故。

但是最近开展的接地装置排查发现，使用降阻剂的杆塔接地圆钢锈蚀很严重，分析认为降阻剂有很严重的腐蚀性，几年的时间圆钢就被锈蚀了30%左右。

降阻剂缺点是由于锈蚀严重对接地装置的降阻效果也随着运行年限的增加变的很小。

接地装置不能把降阻剂作为长期降阻措施。

5.2延伸接地引出线是简单有效的降阻技术
岩石地区土壤电阻率较高，为了降低接地电阻值，往往需要加大接地装置水平敷设的圆钢的长度，我们把这种方式称为延伸接地引出线。

延伸接地引出线是将主接地装置延伸到低电阻率土壤敷设的辅助接地装置相连，到达有效降阻的目的。

这种降阻方法根据工程经验，延伸接地引出线是简单有效的降阻技术。

由于雷电流等值频率很高，接地装置自身的电感产生的影响很大，此时接地装置将分布参数的川书店的阻抗特性，再加上火花效应，将会使接地装置电流流通而成为特别复杂的过程，通常结合工程实践为依据，即延伸接地引出线在35米至65米范围效果较好，大于65米后，接地装置阻抗基本上没有变化。

延伸接地引出线最大的缺陷是只适合于附近有水源、河流或较低土壤电阻率的地区，受当地的自然环境影响较大。

5.3深井接地技术
深井接地技术是指利用水井积水的原理制作接地极。

地下水位埋深一般在10.0～15.0m；低山丘陵水位埋深一般在20.0～30.0m。

如果垂直接地装置深入含有水的土层，降阻效果是最好的。

但是个别山区地下深层为岩石，在这种情况下采用深井接地效果较差。

深井接地的优点是作业场地范围较小，在深层有地下水的区域效果好且适用范围广。

5.4增大接地装置面积是降低接地电阻的一种行之有效的方法
接地装置的总接地电阻估算公式为
r=0.44/√s+ /l
式中：l为接地装置总长度，s为接地装置总面积。

由于接地装置的接地电阻与其面积的平方根成反比，增大接地装置面积是降低接地电阻的一种行之有效的方法。

但采用这种方案损耗的钢材量较大，而且还受线路所处位置的制约，比如城区线路在道路边，距离慢车道只有0.5米，并且附近已经建成了很多的建筑物，难以找到合适的地方来扩大接地装置面积，一些经过山区的线路受地形限制无法有效扩大其接地装置面积。

6有关安全事项
在进行接地装置改造时，要清除接地沟、接地井回填土中的杂草、树根、大块石头，回填土必须分层夯实；为了施工人员安全，在开挖敷设接地沟时应在天气良好的情况下进行，一般安排在春秋季进行接地装置改造，禁止在雷雨天气时进行开挖，回填应及时；沿下山坡的接地沟，应在回填土上方用水泥适当加固，防止雨水把回填土冲走。

在现场接地桩与接地体焊接应采用电焊或氧焊，注意防火。

接地改造应逐基进行，不得全部开挖。

7结语
输电线路杆塔接地装置的降阻技术发展很快，在实际工程中我们应根据土壤特性、地质条件、经济环境等情况，采用多种综合措施、因地制宜，选取符合当地实际的安全、可靠的降阻技术，把雷
击造成的跳闸事故降到最低。

现在还没有适用于各种地区的统一的降阻技术或材料。

希望我们广大工程技术人员要在保证人员、设备安全的前提下，探索经济、合理、适用的新技术，让输电线路更加坚强可靠，更好地为社会、经济服务。

参考文献：
[1] 《交流电气装置的接地》（dl/t 621-1997）[s].
[2] 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（dl/t 620-1997）[s].。