送電線路桿塔接地裝置結構型式的問題分析

謝志勇

摘 要： 本文主要針對送電線路桿塔接地裝置要求進行概述，并且指出常見桿塔接地裝置結構型式以及改進型式。最后以實際案例進行桿塔接地裝置結構型式的分析，提出新型改進型式，希望能夠為相關研究提供一定指導。

關鍵詞： 送電線路；桿塔接地裝置；結構型式

隨著電力系統的發展與完善也越來越注重其基礎設施建設，輸電線路以及送電線路也成為了人們關注中心之一。送電線路桿塔作為整個線路可靠安全性的保證，也必須要加強桿塔相關建設。雷電作為一種自然天氣狀況之一，屬于大氣放電現象，而雷電的產生會引起送電線路發生故障。當雷電天氣電擊桿塔以及地線的時候，電流會直接傳遞入地，一旦接地電阻騙稿，具有產生反擊過電壓，引起線路設備事故，解決這一問題的重要手段是對送電線路桿塔進行降低接地電阻處理。近年來，人們發現這一問題，并且提出不同手段和技術來應對解決這一問題，其中送電線路桿塔接地裝置結構型式改進也成為人們試圖突破的關鍵技術之一。

1.送電線路桿塔接地裝置要求概述

（1）在土壤電阻率較高超過2000Ω·m的地區，建議采用放射性桿塔接地裝置結構型式或者是采用連續伸長的接地裝置結構型式。這兩種型式中采用6-8根總長度不超過500m的電極。接地裝置的填埋深度也應超過0.3m，一般采用長短結合的方式進行接地處理。

（2）在土壤電阻率500-2000Ω·m范圍的地區，一般接地裝置采用水平敷設的方式進行，對于接地裝置填埋深度的要求也更高，應該超過0.5m。

（3）在土壤電阻率100-500Ω·m范圍的地區，一般在利用鐵塔和混凝土桿本身接地以外，還必須要增加相應的接地裝置，對于接地裝置要求不高，但填埋深度必須超過0.6m。

（4）在土壤電阻率低于100Ω·m的地區，可以直接利用鐵塔和混凝土桿本身進行接地處理，不需要增加額外的接地裝置。但對于送電線路中間經過發電廠以及變電廠的路段必須要增加雷電保護接地裝置，其他地區則沒有必要。

（5）對于送電線路途徑居民區以及水田中時，應該采用閉合環形接地裝置型式。

2.常見送電線路桿塔接地裝置結構型式及改進型式分析

2.1常見送電線路桿塔接地裝置結構型式

隨著我國對送電線路桿塔接地裝置的研究，在DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》規程中提出了圖1中三種基本桿塔接地裝置結構型式。

（a）作為最簡單的口字型加四射線的接地裝置結構構型，主要應用于鐵塔接地處理。

（b）作為一字型兩頭兩射線的接地裝置結構構型，一般應用于鋼筋混凝土桿的接地處理。

（c）屬于日字環型無射線接地裝置結構形式，主要應用于門型桿接地處理。

這三種基本的送電線路桿塔接地裝置結構型式的所有水平射線均按照不同方向設置安排，角度科學，相鄰的兩條射線具有相同夾角。分析原因是兩射線之間夾角的大小影響了散流電場之間的屏蔽和相互干擾，平行時屏蔽效果最明顯，也進一步提高了材料利用率。

2.2送電線路桿塔接地裝置改進型式分析

如圖2所示，這種接地裝置結構型式主要是增補了接地射線，把接地射線增加至6-8根，這樣能夠達到接地電阻的實際要求。這種改進增加接地射線的接地裝置一般應用于土壤電阻率較高的鋼筋混土雙桿。

前面也提出基本常見送電線路桿塔接地裝置型式中有口字型接地裝置，但是當土壤電阻率過高的時候，必須要早呢更加水平接地電極，以此來解決降低接地電阻的問題。在原來4根射線的基礎上再增加4根，達到8根水平接地射線，這種模式下接地裝置的散流效果明顯優于4根外加射線的接地裝置型式。

在前面送電線路桿塔接地裝置要求中指出居民區以及水田的桿塔接地裝置中應該采用環形閉合型式。日字型的接地裝置型式正好符合居民區以及水田桿塔接地要求，當接地電阻具有更高要求時，可以考慮采用如圖4所示的日字型外加環形接地極的接地裝置型式。

有很多送電線路由于環境以及桿塔的原因，接地電阻還不能達到實際要求。面對這種情況，需要加埋接地電極來滿足要求。在面對不了解已有接地電極裝置的基礎上，可以采用如圖5所示的井字型外加水平接地極的接地裝置。以已有塔桿作為圓心，18-22m作為半徑進行圓形封閉接地線的鋪設，然后把鋪設的接地電極和原有電極進行焊接，最終形成完善的桿塔接地電極裝置。

3.送電線路桿塔接地裝置型式及其具體應用案例解析

3.1某送電線路桿塔接地裝置現狀

對于目前廣東省內的送電線路桿塔接地裝置進行研究與分析能夠發現，大部分110kV送電線路桿塔接地裝置中一般采用反射型式。以某工程為例進行案例解析。

該工程路段的電路率在500-2000Ω·m的范圍內，因此，這一送電線路路段均采用了放射型接地裝置。通過接地裝置的安裝很好的降低了桿塔工頻接地電阻，降到20Ω以下，具體接地裝置圖如圖6所示。這種接地裝置的接地性能良好，對于這樣路段的不同土壤電阻率而言，可以通過調節放射型圓鋼電極的數目和長度來滿足實際施工需求。但這種放射型接地裝置也具有顯著特點，即占地面積較大，并且施工容易受到環境和地形影響。尤其是房屋或者樹木比較密集的區域，會受到直接影響，造成施工困難。尤其是土壤電阻率較高的地區，還需要增加外加放射型電極的長度，更進一步增加了施工面積以及施工長度，這樣對實際施工提出了新的挑戰。

3.2某送電線路桿塔接地裝置型式改進應用解析

3.2.1放射型接地裝置包裹降阻劑

為進一步解決放射型接地裝置占地面積比較大，施工難度大不能達到接地電阻的情況，我們提出放射型接地裝置包裹降阻劑的方式來滿足實際要求，具體工藝如圖7所示。這種接地裝置型式很好的利用降阻劑來降低接地電阻，效果很顯著，但是接地體本身容易受到腐蝕，這一問題也成為人們關注的一個熱點問題，解決這一問題主要是通過線路巡檢人員進行定期檢查進行的，必要時進行接地體的更換。我們針對這一問題也進行了研究，并且提出了石墨基工作接地體（如圖8所示），來很好的應對腐蝕問題，目前也得到極大推廣與應用，效果較好。

3.2.2放射型接地裝置增加接地模塊

如圖9所示，增加的接地模塊主要是非金屬材料為主，這種接地模塊的導電性良好，并且具有很好的穩定性，但是成本相對較高。因此，在該送電線路中應用還相對較少，主要應用在高壓送電線路中。這種接地模塊的增加能夠很好解決土壤電阻率過高以及居民過于密集的問題，占地與傳統反射型接地裝置相比也有極大減少。增加的接地模塊一般可以通過垂直埋置以及水平埋置兩種方式進行，對于不同的土壤電阻率可以通過調節接地模塊的數量以及長度等來進行改進，保證滿足實際要求。這種型式在我國深圳以及重慶等地區已經開始被廣泛應用。

3.2.4閉合環形接地裝置

對于由于居民和水田引起的放射型接地裝置不能正常施工的地區，可以考慮采用閉合環形接地裝置，前面也已經進行了詳細闡述，這里不在贅述。

結論

增加接地裝置成為解決送電線路桿塔施工中土壤電阻率過高的問題，能夠很好的應對雷擊等天氣問題，眾多學者也在這一方面進行了大量的研究與證明。不僅僅提出了基本的接地裝置型式，而且對于基本常見型式進行了改進。在實際工程運行過程中，還不斷對型式進行改進和完善，增加降阻劑以及接地模塊等新型型式出現，成為送電線路桿塔接地裝置型式未來發展方向之一。

參考文獻

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