淺談電力線路接地電阻阻值的分析和治理

崔國鵬

摘 要：線路桿塔接地體是為了在線路遭受雷擊時快速泄放雷電流的防雷裝置。但是由于部分線路的接地電阻阻值過大達不到防雷的效果，導致線路跳閘，就需要對其接地體進行改造，降低桿塔接地電阻，防止雷害事故的發生，達到提高設備健康水平、減少日常維護工作量、保證電網安全穩定運行、提高供電可靠性的目的。

關鍵詞：電力線路；接地電阻阻值；分析和治理；

降低接地電阻的措施多種多樣，在實際工程中，要達到降低接地電阻的目的，首先考慮擴大接地網的面積，其次再考慮添加降阻劑，使用防腐離子接地體等措施；在管道及陰保設備的接地時，應采用鋅包鋼做接地。在復雜土壤地區，確定降低接地電阻的具體措施時，對站址要作詳細的勘測，根據當地的氣候狀況、地形地貌和土壤電阻率高低等條件全面、綜合分析，通過技術、經濟比較確定合理的方法。

1 影響接地電阻阻值的因素

（1）在接地電阻周圍存在強磁場。強磁場的存在會對電流的流向造成影響。一旦電流的流向發生改變，接地電阻本身所存在的磁場也會被改變。雷達、衛星發射器等設備的周圍都存在很強的電磁場。在這些設備周圍的接地電阻基本上無法準確的測量。（2）天氣因素對接地電阻的影響。接地體的接地電阻與土壤特性及接地體形狀有關。土壤電阻率是衡量土壤電性能的季節變化最主要的參數，受含水量、溫度、外界電場等因素的影響。當含水量較小時，土壤電阻率隨含水量的增加而減小；溫度在0℃以上，隨著溫度的升高，電阻率緩慢減小，而當溫度在0℃以下，隨溫度的降低電阻率明顯升高。（3）接地裝置的腐蝕。接地裝置熱容量嚴重不足，有的因腐蝕造成，有的因設計、施工不當造成；接地裝置事故持續時間長，保護不能快速切除，給事故提供了時間條件。由于熱鍍鋅鋼存在點蝕，而點蝕速度比年平均腐蝕值高幾倍，因此，接地網7～8年便腐蝕斷，造成接地電阻增大。 （4）接地體（極）之間的連接或焊接。接地體之間，以及接地體與接地極之間，搭接倍數不夠，或者焊接長度、寬度不足。僅采用單面焊接，而且焊縫不飽滿、焊接倍數不夠等情況時，直接影響接地電阻值的大小。應采用雙面焊接，并且做好焊接點的防腐處理。

2 增加接地體與土壤之間的考慮

（1）串聯接地極。串聯接地極的原理工作就是要增加接地體與土壤的接觸面積，以此來減少對接地體與土壤之間的接觸電阻。在當接地極的接地電阻值與設計值相差不大時，只要增加幾組接地極，把幾組接地極串聯起來，就可以減小接地電阻值，從而達到設計要求，在施工過程中，這種情況會經常發生，也最為簡單有效，投入的成本也不高。其主要適用于線路跨越和設備桿接地。（2） 使用接地網。在使用接地網的原理工作主要也是用于增加接地體與土壤的接觸面積，從而達到減少接地體與土壤之間的接觸電阻。在當接地網的接地電阻值與設計值相差不大，其土壤結構主要是土或土夾石時，只要增加其接地的范圍，從而來減小接地電阻值，達到設計要求，在施工過程中，這種情況時有發生，實施起來簡單有效，投入的成本也不多。主要適用于山區線路的鐵塔接地。

3 高土壤電阻率地區接地設計

在高土壤電阻率地區，僅靠常規接地方式很難滿足接地要求。所以一般采用如下幾種方式來降低接地電阻：。（1）擴大接地面積：根據接地網接地電阻估算公式：R=0.5ρL/S； 其中ρ———土壤電阻率（Ω·m）；S———接地網有效散流面積（㎡）；可以看出：擴大接地網的占用面積，增大接地導體的散流面積，可有效地降低接地網的電阻。（2）使用降阻劑或者增大接地極的直徑。在接地面積一定的情況下，降低接地電阻的方法是減小土壤電阻率，傳統的方法是采用換土，但是換土工程造價太高。一般采用降阻劑來降阻，垂直接地極的接地電阻值如下：

K—使用降阻劑后接地極的修正系數，從上式可以看出使用降阻劑或者增大接地極的直徑能有效的降低接地電阻值。投資較少，目前應用較為廣泛。（3）使用防腐離子接地極。單套防腐離子接地極的接地電阻，K—為土壤改良系數，（50%～5%）；L—為垂直接地極的長度，m。防腐離子接地極能有效改善土壤的導電能力，改良土壤電阻率。在接地面積受限等高土壤電阻率地區，把單個垂直接地極的電阻降到最小是解決高土壤電阻率地區接地電阻的關鍵。在使用防腐離子接地極時要保證接地極間的距離，距離較遠效果較好，缺點是價格較高。（4）深井鉆孔接地降阻。深井鉆孔接地技術主要是利用地下比較深處的土壤電阻率相對較低，往深處鉆孔，將垂直接地極埋入，水平接地極要求與垂直接地極可靠連接，利用這種方式來降低接地電阻值。這種方式適合地下層土壤電阻率低的區域，但是一般地區深層土壤的電阻率均高于上層土壤，特別是深層為巖石的山區和丘陵地區，不適合采用深井鉆孔接地降阻。（5）向引外接地網。本方法適合周邊區域土壤電阻率比較低的地區。主要是在土壤電阻率低的地區打輔助接地網，然后與主接地網連接，以達到降低接地電阻的目的。如果附近區域土壤電阻率較高則不適合本方法。由于輔助接地網在建設區域以外，不容易被保護，所以，在敷設輔助接地網時需深埋，做好保護措施，防止引起人身觸電等安全事故。同時，由于這種方法接地網比較大，不容易保護，易遭受破壞，所以采用此方法時應全面考慮周圍發展規劃再確定是否采用。

4 減小接地電阻的措施

（1）更換土壤。使用電阻率較小的土壤，如粘土、黑土等。這在一定程度上能減少土壤對接地電阻的影響。但是，這種方法會消耗大量的人力物力財力，還會浪費很多的時間。 （2）對土壤進行化學處理。在土壤中加入某些導電性的物質，如食鹽、木炭、石灰等。這種方法簡單易操作，并且不會增加時間成本。但是，在土壤中加入化學物質，會降低土壤的穩定性，減少土壤的使用年限。所以，一般情況下，并不采用這種方法。（3）使用降阻劑。一般在接地要求較高的設備接地時采用這種方法。在接地體周圍敷設降阻劑后，可增大接地極外形尺寸，降低與周圍大地介質之間的接觸電阻，可在一定程度上降低接地極的接地電阻。降阻劑用于小面積的集中接地小型接地網時，降阻效果較為顯著。這是目前采用的一種較新和積極推廣的方法，現已出現了無毒、無味的不同型號的降阻劑。 （4）使用高導活性離子接地。高導活性離子通過電解離子接地極內部和外部填充材料的離子釋放效應，改善電解離子接地極與周邊土壤的接觸環境，達到降阻的目的，在土壤中形成良好的導電流。特別是在高山等特殊的地質結構中，高導活性離子的存在顯得尤為重要。這些地理環境中，接地電阻的作用本身就會受到影響。為了降低環境的影響，就需要使用高導活性離子。 （5）深埋接地體到最佳深度。對于接地電阻的使用，埋入地下的深度也會對其產生影響。可以多次進行實驗，找出最佳的深度，然后將接地體埋入，以此來達到最佳的接地效果。

5 工程實例

在新疆吐哈油田項目中，土壤電阻率為500～700Ωm；土壤電阻率較高，在工程中經過計算，采用增大接地網面積和使用降阻劑綜合利用的方式，將綜合樓，工藝裝置區等整個站內接地網連接在一起，有效的增大了接地面積，同時添加導電性能好的強堿弱酸鹽為主要成分的化學降阻劑，改善土壤電阻率，從而達到降低接地電阻的目的。

6 結論

通過對電力變壓器接地線和中性線斷線及接地電阻升高的現象分析、總結，對日常維護電力變壓器檢修中的技術水平有一定的提高，從而保證了系統的穩定運行。

參考文獻

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