淺談架空高壓輸電線路接地裝置技術

摘要：文章主要分析了高壓輸電線路接地裝置技術的發展現狀及不足之處，并針對其不足之處提出了相應的改進方法，最后結合新興的產業園、物流園及高山大嶺等不同的復雜地形環境，分析探討了新型接地裝置技術，實踐表明，新型接地技術的實施可以有效地降低成本、減少賠償量。文章中的相關研究成果可為電力系統接地保護提供一定的理論指導和借鑒價值。

關鍵詞：輸電線路；接地裝置；復雜地形；電力系統保護

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）35-0079-02

架空高壓輸電線路接地裝置是輸電線路的重要組成部分，其安全可靠運行是電力系統可靠性的一個重要組成部分。對輸電線路桿塔接地裝置進行規范管理和維護，確保接地裝置完整性、降低接地裝置的接地電阻是降低輸電線路雷擊跳閘率、提高線路耐雷水平的有效措施。目前，我國的架空高壓輸電線路接地裝置技術還欠成熟，與國際先進技術尚有一定差距。因此，研究架空高壓輸電線路接地裝置技術，對于提高電力系統的可靠性，促進社會經濟發展，具有重要意義。

1 接地裝置技術的常見問題

1.1 接地網設計缺陷

在接地網的設計方面，對于每一道設計工序，如果把關不嚴格，有可能存在安全隱患。接地形式應該根據接地點的土壤環境、氣候環境等因素合理選擇。

土壤環境一個關鍵的相關指標為電阻率。一般而言，電阻率高的地方其接地電阻值大。因此，為了適應該類地區的土壤環境，接地體的面積應該做大些，以平衡其電阻率高帶來的負面影響。同時，在一些受雷電影響較為明顯的地區，其接地電阻理論值超標，將會直接影響接地網的安全可靠性。此外，土壤的酸或堿腐蝕性也是接地體在設計過程中要重點關注的方面。如果土壤過酸或者過堿，很容易導致接地體腐蝕斷裂，從而失去了接地網的泄流作用。

1.2 土壤環境與接地體的電化學反應

理論上說，接地體與土壤之間的電化學腐蝕反應時刻都在發生著，反應的程度隨著土壤的酸堿性水平而不同。土壤的酸堿性水平越高，接地體的電化學腐蝕現象越嚴重。發生電化學反應的兩個表現為腐蝕微電池和腐蝕宏電池作用。當使用桿塔接地體劣質材料時，產生腐蝕微電池電化學反應的可能較大；當土壤質地及土壤滲透率處于危險水平時，易形成氧濃電池及鹽分濃差電池。這兩種因素都會增大接地體的接地電阻，降低接地體的導電性能。目前的輸電線路裝置接地體埋設過程中，這個不利因素往往被忽略，因此留下了故障隱患。

1.3 運行維護不到位

上述兩點提及了設計施工過程中關于架空高壓輸電線路接地裝置可能存在的一些技術不足之處，然而，即使初期設計合格，后期管理維護不力，也會加速接地裝置的老化失效。因為其運行過程中，時刻都經受著周圍環境的弱腐蝕，使接地體與周圍土壤的接觸電阻變大，特別是在山區酸性土壤中，接地體的腐蝕速度是相當快的。因此需要對建成的輸電線路接地裝置的進行很好的后期維護，以保證其安全穩定運行，提高運行可靠性。

2 針對接地裝置技術不足的改進方法

2.1 關于接地裝置的技術改進

2.1.1 改善接地體的防腐性能。理論上講接地裝置的壽命與桿塔結構中的其他部件相同，但是接地裝置的運行壽命與土壤的腐蝕性息息相關。因此，很有必要采取防腐措施來提高接地裝置的耐腐蝕性。根據國內外相關學者的研究成果，考慮接地土壤酸堿環境，從以下兩個方面來改善接地體的防腐性能：注重土壤腐蝕性與接地體面積之間的匹配關系。具體而言，在土壤腐蝕性較強的農田地帶、化工廠附近、地勢低洼等地區，有針對性地加大接地體的橫截面積，降低接地裝置的電阻率，提高導電泄流性能。

利用技術手段提高接地體的防腐性能。比如說，在引下線和連接板的焊接處要進行熱鍍鋅處理，增強焊接處的防腐性能，提高焊接處的可靠性。

2.1.2 科學選擇接地裝置型式。在實際工程應用中，桿塔接地裝置大多采用多根水平放射線的形式。針對不同的工程實際，采取改變接地裝置型式等優化措施，提高接地裝置型式設計的合理性。在一些土壤電阻率相對較低的地區，如農田、低洼濕地等地，其接地裝置的型式應該雙軌方案，即采用水平接地體結合垂直接地體的方案，以保證其接觸良好；反之，在土壤電阻率較高的地區，應該選擇連續伸長接地體方案，即沿線路埋設2～3根接地線，一直延伸到下一基塔的接地裝置，這種方式可以有效降低高土坡電阻率地區的桿塔電阻，提高接地體可靠性。

除上述兩個重要改進方面外，對于改善架空高壓輸電線路的接地裝置可靠性，還可以從提高接地裝置施工質量的管理水平、合理應用降阻劑等方面進行提高。

2.2 加強架空高壓輸電線路接地的運行維護

接地裝置的日常運行維護對于提高架空高壓輸電線路接地裝置的運行可靠性，改善其現有的技術不足之處，具有重要意義。通過科學的運行維護可以及時消除接地裝置存在的問題，發現潛在的故障風險，可以有效降低桿塔的接地電阻值，從而提升線路的耐雷水平。具體而言，接地裝置的運行維護主要從裝置部件及地下引線兩方面著手。對接地桿塔的接地引下線進行定期巡視檢查。通過工作人員的定期檢查，可以及時發現接地體裝置部件的故障隱患，排除連接螺栓松動的故障，及時更換生銹的螺栓，確保接地引下線的安全可靠。對接地體進行定期進行故障排查。該舉措可以防止其受外力破壞而降低效能，在雨水較多的地區，應重點排查，防止接地體被沖刷出地面。此外，定期對接地體的銹蝕情況進行抽查，防止接地體因腐蝕而降低導電性能。

3 適應高山等不同地形下線路接地裝置技術

針對新興的產業園、物流園區，高壓輸電線路沿著中間綠化帶走線。由于一般處于交通方便的地方，易于展開維護工作，且土壤環境條件好；此外，在新興的產業園物流園區，其一般為人員密集區，防雷要求一般更為嚴格，因此其接地裝置技術可采用目前較為先進、防雷性能更好的新型接地裝置—空腹注水式接地裝置。它能有效降低高土壤電阻率地區線路接地電阻值，具有較優良的線路防雷效果。

對于常見的高山大嶺及經濟園區的果園等片區地形，輸電線路走線一般分為爬坡式和沿山脊式等幾類，其接地裝置環境較為惡劣，如土壤電阻率較高等，且不便維護。但是空腹式接地裝置結構簡單，經濟成本較低，施工技術要求不高，可以應用在氣候較為干燥的地區、土壤電阻率較高的地區以及雷電活動較為頻繁的地區。因此，在具備這類地形特征的地方采用這種方法可以有效地降低施工成本、減少維護量、提高裝置運行可靠性。

除此之外，適合于不同負載地形的主要接地裝置技術還有深井壓力灌注接地技術、電解離子接地裝置技術等。深井壓力灌注接地技術盡量在原地網外圍布置，為在水田中不影響農民耕種及保證外延網不被破壞，外延水平接地埋設深度應達1米以上，皆具有接地電阻穩定、資金節省、安全可靠、使用壽命長等優點。

4 結語

架空高壓輸電線路桿塔接地裝置是輸電線路的重要組成部分，是保證輸電線路安全可靠的重要措施。本文詳細分析了現有接地防護技術的不足之處，從接地網設計、接地體敷設施工、接地體腐蝕等方面分析了目前架空高壓輸電線路接地裝置技術存在的一些問題，并提出了相關改進措施，同時要加強運行維護管理，最后分析了空腹注水式接地裝置等新型接地裝置。它的應用實施，可以有效地降低施工成本，提高裝置可靠性。

參考文獻

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作者簡介：黃恒福，男（壯族），廣西靖西人，廣西博陽電力勘察設計有限公司助理工程師，研究方向：架空高壓輸電線路電氣設計。