降低110kV輸電線路桿塔接地電阻的方法探討

朱忠良　張海濤

摘要：在電力系統(tǒng)的維護方面，輸電線路桿塔接地是非常關(guān)鍵的措施。文章分析了降低110kV輸電線路桿塔接地電阻方法的基本發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢，描述了降低桿塔接地電阻的相關(guān)措施，最后描述了現(xiàn)場探測架空線路桿塔的相關(guān)接地裝置狀況。

關(guān)鍵詞：110kV輸電線路；桿塔接地；接地電阻；電力系統(tǒng)；架空線路；接地裝置 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM862 文章編號：1009-2374（2016）08-0032-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.017

通常來講，在電力系統(tǒng)的維護方面，輸電線路桿塔接地是非常關(guān)鍵的措施。當對塔頂以及避雷線進行雷擊時，雷電流會經(jīng)過桿塔接地裝置流入到大地中，在有著比較高的桿塔接地電阻時，會出現(xiàn)相對比較高的反擊電壓，導致電壓方面的事故。在線路故障中，桿塔接地的不良所導致的事故有著非常大的比例。降低桿塔接地的電阻能夠有效提升線路的實際耐雷水平。

1 降低桿塔接地電阻方法的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢

目前，對雷擊事故進行有效減輕以及避免的有效方法是對接地電阻進行有效的降低以及改善。通常來講，有著比較高的土壤電阻率的地區(qū)所具有的電力設(shè)施的接地體以及接地網(wǎng)的電阻降低是熱點研究問題。為了有效保證相關(guān)設(shè)備運用的正常性以及相關(guān)工作人員的安全，應(yīng)該安裝有著較低接地電阻的裝置。在實際的工程中，通常會運用有效降低接地電阻的方法，具體包括對接地體的實際尺寸進行有效增大，對接地體的實際埋深進行有效增加，通過自然接地體等。以上所提到的措施，有著特定的運用條件，對于不同的土壤條件以及地區(qū)，應(yīng)該運用相應(yīng)的方法對接地電阻進行有效的降低。除此之外，還可以根據(jù)實際情況綜合使用以上方法，進而實現(xiàn)最佳的降阻效果。然而，土壤電阻率相對比較高的地區(qū)，應(yīng)該適當?shù)卦O(shè)計一個經(jīng)濟以及技術(shù)方面合理的接地裝置，這是非常難的。

2 降低桿塔接地電阻的相關(guān)措施

2.1 桿塔接地的相關(guān)標準以及要求

一般情況下，線路桿塔接地電阻主要取決于防雷接地的相關(guān)要求。在高壓的輸電線路中，所有的桿塔下都應(yīng)該進行接地裝置的設(shè)置，利用引線與桿塔進行連接。按照一定的經(jīng)驗，不同土壤電阻率的地區(qū)已經(jīng)提出了相應(yīng)的要求，可以為線路桿塔接地的設(shè)計以及安裝奠定基礎(chǔ)。

2.2 降低110kV輸電線路桿塔接地電阻的相關(guān)措施

通常來講，在土壤電阻率相對比較高的山區(qū)，因為受到地勢以及地質(zhì)的限制，線路桿塔接地裝置所具有的接地電阻根本就不能實現(xiàn)相關(guān)的要求，同時降低桿塔接地電阻能夠有效提升線路的實際耐雷水平，還能夠?qū)讚籼l率進行有效的降低。降低接地電阻，就應(yīng)該按照所有桿塔的具體狀況，對相關(guān)的土壤電阻率進行詳細的檢查之后，再對比所有桿塔的具體狀況的技術(shù)經(jīng)濟方面，運用相應(yīng)的降低電阻的措施。對桿塔接地電阻進行有效降低，應(yīng)該做好以下工作：詳細調(diào)查地質(zhì)及地勢，對桿塔接地電阻超標的具體原因進行充分了解，具體分析桿塔位置以及地形，對土層所具有的實際土質(zhì)狀況以及土層狀況進行實地的勘察，同時對土壤電阻率進行有效的測試。

第一，對接地體進行水平外延。若桿塔的實際位置能夠進行水平放射接地體時，應(yīng)該盡可能地運用水平放射的方式。其中最主要的原因是水平放射接地體能夠?qū)ゎl接地電阻進行有效的降低，還能夠在很大程度上降低沖擊接地方面的電阻，實現(xiàn)防雷的效果。對于水平放射的方位以及形狀，能夠按照現(xiàn)場的具體狀況來設(shè)定。如果在水平放射1.5米的范圍之內(nèi)存在著土壤電阻率相對比較低的地方，能夠運用外引接線方式。

第二，對接地極采用深埋的方式。如果地下比較深的土壤電阻率相對比較低，能夠?qū)拥貥O運用豎井式或者深埋式。在對埋設(shè)的具體地點進行選擇時，應(yīng)該特別注意以下四個方面：首先，盡量選擇地下水比較豐富以及水位相對比較高的地方；其次，如果桿塔的附近有金屬之類的礦體，能夠在礦體上插上接地體，通過接地體來實現(xiàn)人工接地體尺寸的延長以及擴大；再次，對山巖所具有的裂縫進行充分利用，在其中插入接地極進行降阻劑的灌輸，在北方相對比較寒冷的凍土區(qū)，應(yīng)該在凍土層下面進行接地體的深埋；最后，應(yīng)該保證接地體深埋之間的間距在20米之內(nèi)，能夠?qū)ζ帘蔚挠绊戇M行忽略。

第三，對水下接地裝置進行一定的鋪設(shè)。如果在桿塔周圍存在著水源，能夠考慮根據(jù)水源的具體布置來進行接地極，實現(xiàn)良好的效果，同時還應(yīng)該對低電阻率的物質(zhì)進行充分利用。

第四，對降阻劑進行施加。在施加降阻劑的實際過程中，應(yīng)該盡可能地選擇性能相對穩(wěn)定、電阻率低、不容易流失、良好降阻性能以及不存在污染的、施工比較方便的降阻劑。

第五，運用爆破接地技術(shù)。通常來講，該技術(shù)是最新發(fā)展的降低接地電阻的一種技術(shù)。它是利用爆破制裂之后再通過壓力機在爆破裂縫中能夠加入低電阻率的材料，進而實現(xiàn)有效改善土壤導電性能的效果。運用爆破制裂壓力灌降阻劑法，對接地電阻進行有效降低的基本原理是：對地下電阻率相對比較低的土壤層以及金屬礦物質(zhì)層進行充分利用之后，對散流進行有效的改善；降阻劑能夠與接地極和巖石等形成很好的接觸，實現(xiàn)良好的降電阻的效果；在相對大范圍之內(nèi)對土壤電阻率進行降低，能夠降低土壤所具有的散流電阻。利用爆破制裂所形成的裂縫能夠保證貫穿巖石中的節(jié)理裂縫，連接土壤電阻相對比較低的區(qū)域。在進行壓力灌降阻劑之后，會造成降阻劑的通道，有助于電流經(jīng)過裂縫中的降阻劑散流到外部的巖層中，還能夠利用裂縫散流到具有地下水或者電阻率相對比較低的地層，進而能夠有效實現(xiàn)接地網(wǎng)以及接地極的散流。

3 現(xiàn)場探測架空線路桿塔的相關(guān)接地裝置狀況

3.1 桿塔接地裝置存在的問題

對于桿塔的接地裝置來講，因為有著極其惡劣的運行環(huán)境，會非常容易受到外力的破壞以及腐蝕，經(jīng)過相關(guān)的追蹤調(diào)查，很容易發(fā)現(xiàn)線路接地存在一些問題。具體如下：

第一，桿塔接地電阻出現(xiàn)超標現(xiàn)象。在接地裝置中，接地電阻超標是存在最為普遍的一個問題，經(jīng)過一定的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常發(fā)生電阻超標的地段一般都是雷電活動相對比較頻繁的山區(qū)。因為山區(qū)有著相對比較復雜的地勢，大部分都是巖石，有著相對比較高的土壤電阻率，因此會導致接地電阻超標的現(xiàn)象。

第二，因為山區(qū)地勢復雜，有著難度比較高的接地裝置的施工，在實際施工的過程中，根本就不能根據(jù)設(shè)計圖紙來進行施工，同時又嚴重缺少監(jiān)督，這就導致接地裝置會在一定程度上留下隱患，例如經(jīng)過一定的檢查，桿塔接地裝置往往未按照圖紙來對接地體進行適當?shù)姆笤O(shè)。

第三，接地體的地埋深淺，未運用黏土進行回填，接地體和其周圍的土壤有著相對比較大的接觸電阻，尤其是巖石地帶，有著30厘米以下的接地體埋深，大部分運用的都是碎石回填，還有的接地體裸露在地面上，與大地沒有充分接觸，還會出現(xiàn)非常嚴重的腐蝕，導致接地電阻的增大。

3.2 桿塔接地引下線以及接地極腐蝕嚴重

通常來講，在接地裝置中，接地引下線與接地體的腐蝕是非常普遍的問題。對于桿塔接地裝置來講，因為有著差異比較大的地質(zhì)條件，這就會比較容易出現(xiàn)各種腐蝕現(xiàn)象。經(jīng)過輸電線路的勘測之后，能夠明確的是輸電線路有著不太理想的接地裝置。很多線路桿塔的引下線和接地線有不良的接觸，具體的連接方式根本文運用相關(guān)的接觸措施。以下是出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的四個部位：

第一，接地體與引下線水平以及垂直的連接處，因為有著不同的腐蝕電位，會非常容易發(fā)生電化學方面的腐蝕，還有些形成了開路的狀態(tài)。

第二，桿塔與接地線的螺絲連接處。因為有螺絲生銹以及腐蝕的現(xiàn)象，運用表計來進行一定的測量，有著非常高的接觸電阻，有些已形成了電氣開路的狀態(tài)。

第三，接地引下線本身。因為引下線的位置相對比較潮濕，有著惡劣的運行條件，在實際的運行過程中未按期進行防腐方面的保護，會導致相對比較快的腐蝕速度，在校核熱穩(wěn)定時，根本就不可以滿足短路電流熱穩(wěn)定方面的要求。

第四，水平接地體。因為桿塔處于山區(qū)，因為地質(zhì)基本是石頭，回填土是碎石，土中有著比較高的含氧量，這就會出現(xiàn)吸氧方面的腐蝕，在酸性土壤中，接地體會更加容易出現(xiàn)析氫腐蝕。隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，會增大接地短路電流，根本不能有效滿足接地短路電流在熱穩(wěn)定方面的要求。

3.3 接地引下線系統(tǒng)存在的問題

桿塔接地測試接地電阻中的斷開點連接物是螺釘，其中主要的原因是銹蝕會增大接觸電阻。在相關(guān)的接地系統(tǒng)中，有些因為填土方面的原因，會埋住鐵塔腳，對過渡連扳進行加裝，會在比較高的地方進行連接板的連接，因此接地連扳有著比較大的接觸電阻。當沒有完全旋緊連扳時，因為雨水順著主材進行下流，這會在連扳上進行泥土的累積，導致接觸不良現(xiàn)象發(fā)生，尤其是經(jīng)過處理之后的鐵塔，會在接地連扳處進行油漆的滲透。通常來講，水泥桿接地系統(tǒng)有著兩種具體的情況：第一種情況是裝有接地引下線，當有爬梯式，該系統(tǒng)中所具有的連接點都有著接觸電阻；第二種情況是通過鋼筋兼作接地引下線的混凝土桿，有著比較長的使用時間，有著非常嚴重的腐蝕現(xiàn)象，會增大接觸電阻。

4 結(jié)語

綜上所述，輸電線路桿塔接地能夠有效保證電力系統(tǒng)運行的可靠性以及安全性。尤其是在土壤電阻率相對比較高的山區(qū)，很難將輸電線路桿塔接地電阻實現(xiàn)一定的要求。經(jīng)過相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，線路桿塔接地裝置存在一些問題，具體為：桿塔接地電阻有著非常嚴重的超標現(xiàn)象；引下線以及接地極有著非常嚴重的腐蝕，且存在著比較嚴重的引下線系統(tǒng)腐蝕等；同時還有很多極具破壞力的問題，比如挖走接地極以及接地引下線被剪斷的問題。經(jīng)過分析以及比較，通過降低110kV輸電線路桿塔接地電阻，能夠有效增強電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻

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作者簡介：朱忠良（1985-），男，山東聊城人，供職于國網(wǎng)山東東阿縣供電公司，研究方向：輸電運維；張海濤（1979-），男，山東聊城人，供職于國網(wǎng)山東東阿縣供電公司，研究方向：輸電運維。

（責任編輯：黃銀芳）