輸配電線路桿塔接地方案改良分析

吳劍鋒

（國網福建省電力有限公司三明供電公司，福建 三明365000）

0 引言

在山地眾多的地區，開闊地給雷擊現象發生提供了充足的條件，輸配電線路經常因為雷擊而發生跳閘事故，給人們的生產生活造成了很大的影響。降低輸配電線路桿塔的接地電阻是減少雷擊跳閘事故發生的一個主要手段，接地電阻越低，在發生雷擊時通過桿塔將電流傳導給大地的能力就越強，發生閃絡的幾率也就越低。但是，傳統的輸配電線路桿塔接地方法已不能滿足當前的需求，而線路的老化、防雷措施的落后等將進一步成為電力系統向前發展的桎梏，因此，我們必須創新輸配電線路桿塔接地方法來改變這種局面。

1 雷電的產生以及危害

雷電產生是由于雷雨云中存在著足夠多的極性物質，大氣中的正離子和負離子不斷摩擦，并隨著雨水降落到地表上。由于夏天地表的電阻率比較低，很容易吸引雷電，因此佇立于地表上的各種桿塔更易吸引雷電的襲擊。在日常生活中，最常見的雷電有直擊雷、感應雷和球形閃電。直擊雷即雷電直擊到地表上，由于瞬間釋放的電量非常大，所以會造成非常嚴重的傷害。感應雷也稱為雷電感應或感應過電壓，它分為靜電感應雷和電磁感應雷。靜電感應雷是由于帶電積云接近地面，在架空線路導線或其他導電凸出物頂部感應出大量電荷引起的，它會產生很高的電位；電磁感應雷是由于雷電放電時，巨大的沖擊雷電流在周圍空間產生迅速變化的強磁場引起的，它能在鄰近的導體上感應出很高的電動勢。球形閃電出現得雖然很少但一旦出現就會帶來非常嚴重的后果，并且這種閃電多數出現在門窗附近。根據天氣的變化規律，我國夏季的雷暴天氣多于冬季，南方的雷雨天氣多于北方。

輸配電線路桿塔是保證電力輸送的一個重要橋梁，就像公路上的橋梁一樣起到中流砥柱的作用。但由于其高于地表很多，因而容易吸引雷電，造成短路、跳閘甚至燒毀供電設備等事故。雖然原始的避雷裝置會起到分流的作用，但是瞬間產生的高能量電壓依然會造成輸配電線路桿塔的損毀，并且由于各個桿塔的分布跨度大，且不少身處偏遠地區，故出現雷擊后若無法及時分流，就很有可能引發火災等次生災害，從而導致大規模停電事故的發生。偏遠地區地勢復雜，每次維修都要長途跋涉，一旦發生停電事故，搶修人員通常無法在第一時間趕到現場進行維修，這就會造成受災地區較長時間無法正常用電。再加上電力設備老化、破損等因素，該地區甚至可能出現周期性停電現象，從而形成惡性循環。

2 接地電阻的作用

輸配電線路桿塔是保障電力系統正常運轉的關鍵因素之一，而降低桿塔電阻是提高輸配電線路防雷水平、減少跳閘事故發生率的重要手段，其對于提高整個供電系統的安全性和穩定性都具有重要意義。根據山區的不同地勢條件以及當地的經濟水平，很多桿塔的布設都是采取直埋于土壤中的常規方法，但是隨著經濟的發展，供電壓力越來越大，常規布設的桿塔接地電阻不能滿足應對極端天氣的要求，所以需要在原先的基礎上對輸配電線路桿塔的接地方案進行有針對性的改良。

桿塔接地電阻的主要作用就是將雷擊產生的巨大電能引入到地下，以減少桿塔受到的損害和人員發生意外事故的可能。輸配電線路桿塔的接地電阻越小，線路因受到雷擊而發生短路故障的可能性就越小。一般情況下，桿塔的接地電阻要遠低于普通設施的接地電阻，同時要與地質條件相符合，使得其在大電流的沖擊下，可以有效地將電量分流給大地。桿塔的建設材料也決定了其防雷水平，比如，在發生大規模雷擊的情況下，桿塔所用電阻材料本身的導電性、引線長度等也會影響到接地電阻能否順利完成分流任務。

3 輸配電線路桿塔接地的改良方案

傳統的直埋于土壤中的桿塔布設方式已經無法滿足現階段的供電需求，所以必須對其進行改良。具體的改良方案如下：

（1）采取新型的接地材料。因為接地材料要長時間埋在土壤之中，承受著長期潮濕或干旱、酸性或堿性環境的輪流侵蝕，這就對材料提出了很高的質量要求。目前，我國已經研發出很多價格便宜且具有很好耐腐蝕性能的材料。采用這些材料可以盡可能地降低桿塔接地電阻，提高導電率。在長期工作中，這些新型的接地材料能夠承受多次大規模的電流沖擊，且不會變形、開裂、損壞等，經受得了極端氣候的考驗，因而適用于大多數地區。

（2）采用高效的防腐抗阻溶劑。防腐抗阻溶劑是一種能夠降低電阻的化學溶劑，主要用于防止多變的自然環境造成桿塔接地電阻過大。與傳統的大規模擴大接地網絡或者往土壤中填埋食鹽、灌水等方法相比，使用化學抗阻溶劑更加方便有效，既可以避免經濟上的浪費，又能在長時間內保持接地電阻的穩定性。新型溶劑本身是一種顆粒很小、自身電阻極低的化學原料，填埋到土壤中之后，會與土壤很好地融合，并通過發生化學作用使接地電阻和土壤有機結合起來，真正起到降低桿塔接地電阻的作用。由于在溶劑的作用下，土壤與接地體融為一體，因而當出現雷擊時，雷電流從接地體分流到土壤的過程中就不會遇到明顯的電阻率變化，從而可以平穩順利地流入大地，這就對電力系統起到了很好的保護作用。同時，化學溶劑的高穩定性，可以保證在很長時間內，不需對線路桿塔的接地體進行更換，從而減少了生產成本，提高了經濟效益。

4 具體施工辦法

按照施工圖挖掘地坑，具體深度根據季節以及土壤稀松程度會有所不同，但總的來說約為1.5～1.9 m，寬度約在5～10 m之間，將新型材料按照網狀下放到坑中，并與地下已經埋設的接地體連接起來，用加入了化學溶劑的土壤覆蓋到土坑之上并夯實，使新填的土壤與原來的土壤結合起來，待到化學溶劑凝固之后再用原土夯實地表。

需要注意的是，在施工時，要嚴格按照工程圖紙進行，因為施工順序也在一定程度上決定了接地電阻能否降低，故施工時任意更改圖紙所示內容或偷工減料都會影響到桿塔最終的接地效果。一旦施工中出現了差錯，當發生雷擊時，很有可能桿塔接地系統不但不能起到防雷的作用，甚至還會危及輸電設備以及人的生命安全。

5 結語

對輸配電線路桿塔接地的改良工作是一個長期系統的工程，目前，利用各種新型的接地材料來降低接地電阻已取得了明顯的防雷效果，減少了因自然天氣造成的輸電設備損壞，進而節約了維修費用，同時也提高了電力系統運行的穩定性。本文所述改良方案已經在我國局部地區開始試行，希望經過不斷的實踐之后，這種方案能夠在全國普遍應用，為我國電力的輸送提供必要的保障。

［1］劉大平.淺析架空輸電線路桿塔接地裝置［J］.安徽電力，2010（3）

［2］于萬軍.淺析輸配電線路的雷擊故障及防雷措施［J］.中國新技術新產品，2012（11）