淺談輸電線路桿塔接地的類型及接地電阻計算

【摘要】闡述了電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的接地類型、并針對輸電線路桿塔的接地電阻分析及采取改善方案。

【關(guān)鍵詞】輸電線路；桿塔接地；保護(hù)

1、電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的接地類型

工作接地：在正常或事故情況下，為了保證電氣設(shè)備可靠地運行，而必須在電力系統(tǒng)中某一點進(jìn)行接地，稱為工作接地。

保護(hù)接地：為防止因絕緣損壞而遭受觸電的危險，將與電氣設(shè)備帶電部分絕緣的金屬外殼或構(gòu)架同接地體之間作良好的連接，稱為保護(hù)接地。

重復(fù)接地：將零線上的一點或多點與地再次作金屬的連接，稱為重復(fù)接地。

接零：將與帶電部分絕緣的電氣設(shè)備的金屬外殼或構(gòu)架，與中性點直接接地系統(tǒng)中的零線相連接，稱為接零。

防雷接地：為了防止人畜和建筑遭受雷擊的危險，常在建筑物頂部裝設(shè)防雷裝置。防雷裝置分接閃器（又稱受雷裝置，如避雷針、避雷線或避雷網(wǎng)）、引下線和接地裝置三部分。防雷裝置受到雷擊時，在接閃器、引下線和接地體上都會產(chǎn)生很高的雷電位。如果防雷裝置與建筑物內(nèi)外的電氣設(shè)備、電線和其他金屬管道間絕緣距離不夠，它們之間就會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，這種情況稱為反擊。

上述以防止雷害為目的而作的接地，稱為防雷接地。

2、桿塔的接地電阻分折計算

惠州某地區(qū)110kv送電線路，線路全長2×2.86km，新組立13基鐵塔。導(dǎo)線選用LGJX-400/35稀土鋼芯鋁絞線，雙地線：1根地線采用LGJX-70/40鋼芯稀土鋁絞線，另一根采用24芯（OPGW）復(fù)合光纖架空地線。設(shè)計風(fēng)速v=30m/s。全線地形概況：丘陵28.7%，泥沼71.3%；土質(zhì)概況：松砂石38.46%，粘性土53.85%，堅土7.69%。

以N10塔為例，該塔位于丘陵地形，土質(zhì)為砂礫土。

根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》第三版（P890）：土壤電阻率一般應(yīng)以實測值作為設(shè)計依據(jù)，當(dāng)缺少實測數(shù)據(jù)時，可參考表14-10。查得砂礫土的電阻率近似值ρ=1000Ω·m，并根據(jù)《110～500kV架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T5092-1999：第9、0、11條：有地線的桿塔應(yīng)接地，在雷季干燥時，每基桿塔不連地線的工頻接地電阻、不宜大于表9、0、11所列數(shù)值；查表查得當(dāng)土壤電阻率為1000Ω·m時，工頻接地電阻25Ω。

根據(jù)《電力工程高壓送電線路設(shè)計手冊》第二版、人工接地裝置的工頻接地電阻計算中水平敷設(shè)的復(fù)合式人工接地裝置的工頻接地電阻（RP）的計算公式（P140）：

A和L為了簡化計算，參照《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》表14-18中參數(shù)（P895）。選用鐵塔接地型式為水平射線的復(fù)合接地裝置。接地型式見“接地裝置一覽圖”型號為5號。

根據(jù)以上手冊及資料，查得：A=1.76

當(dāng)N10塔選用5號接地型式不滿足設(shè)計規(guī)范要求時，需增加接地體圓鋼長度來滿足降低桿塔接地電阻。

若選用“接地裝置一覽圖”中型號為7號：L1=32+8=40m、其他參數(shù)不變

L=166m

R=16.2Ω（滿足設(shè)計規(guī)范要求）

所以N10土質(zhì)為砂礫土?xí)r，應(yīng)選用接地裝置一覽圖中7號的接地型式，接地電阻滿足設(shè)計規(guī)范要求。

同上：假如N10塔因地形、土質(zhì)變化，地形為泥沼、土質(zhì)為砂質(zhì)黏土。查表《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》第三版P890得ρ=100Ω·m。查《110～500kV架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》表9、0、11（P16）當(dāng)土壤電阻率ρ=100Ω·m，工頻接地電阻應(yīng)為R=10Ω。

選用“接地裝置一覽圖”中型號為4號，當(dāng)L1改為185m，其他參數(shù)不變

L=66m

R=3.73Ω（滿足設(shè)計規(guī)范要求）

從上述計算結(jié)果可知，桿塔的接地電阻與土質(zhì)土壤、接地裝置鋼材長度有關(guān)。

3、改善桿塔的接地電阻方法

（1）盡可能利用桿塔基礎(chǔ)、底盤、卡盤、拉線盤等自然接地體。當(dāng)接地電阻值不能滿足設(shè)計要求時，再增加人工接地體。人工接地體應(yīng)盡量利用桿塔基礎(chǔ)，以便減少土方量，降低造價，還可以深埋，避免地表干濕變化的影響。

（2）接地體盡可能埋在土壤電阻率較低的土壤中。若桿塔處土壤電阻率很高，而附近又有土壤電阻率較低的土層時，可用接地帶（一般用圓鋼制作而成。為考慮腐蝕，圓鋼直徑不應(yīng)小于8mm，且應(yīng)鍍鋅）引到土壤電阻率較低處再做集中接地，但接地帶長度不宜超過60m。

（3）置換土壤。將接地溝內(nèi)原有電阻率較高的土壤，換成電阻率較低的土壤。

（4）在接地體周圍填充長效降阻劑。它是以高分子合成樹脂為主劑，與電介質(zhì)的水溶液混合，加入樹脂的固化劑注入接地體周圍。注到接地體周圍仍能保持一段時間的流動性，對周圍土壤具有較強的滲透力，能增大處理范圍。在使用時還可以根據(jù)土質(zhì)情況，調(diào)節(jié)降阻劑的凝固時間，以達(dá)到不同阻值的要求。

降阻劑的效果較好，不僅可以節(jié)省鋼材、勞力，而且占地面積小，施工簡單，能長期保持降阻作用。在使用中應(yīng)注意檢查接地體的腐蝕情況。

4、結(jié)論

通過上述分析和計算，桿塔的接地電阻根據(jù)現(xiàn)場土壤不同，選擇不同接地方式來滿足設(shè)計規(guī)范要求，接地帶通常埋深0.6～0.8米。組立桿塔的位置選在黏土上，能有效降低接地電阻，既能符合工程要求，又給施工帶來方便。

參考文獻(xiàn)：

[1]電力工程高壓送電線路設(shè)計手冊（第二版） 中國電力出版社

[2]110～500kv架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程（DL/T 5092-1999）

[3]工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊（第三版） 中國電力出版社