探析輸電線路桿塔接地的防雷對(duì)策

劉紅

摘 要：輸電線路大多分布于個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，穿越山丘、大山區(qū)或跨越江河，且大多處于地區(qū)的制高點(diǎn)，桿塔的接地對(duì)輸電線路的防雷至關(guān)重要，因此，輸電線路桿塔接地作為防雷保護(hù)的有效措施之一一直是各運(yùn)行單位保證安全生產(chǎn)和電網(wǎng)可靠運(yùn)行的重要工作內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：輸電線路;桿塔接地;防雷

1.前言

輸電線路大多分布于個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，穿越山丘、大山區(qū)或跨越江河，且大多處于地區(qū)的制高點(diǎn)，桿塔的接地對(duì)輸電線路的防雷至關(guān)重要，特別是對(duì)輸電線路的耐雷水平影響較大。但是位于山區(qū)的輸電線路，由于土壤電阻率高、地形、地勢(shì)復(fù)雜，交通不便，施工難度大，桿塔接地電阻普通偏高。每年都有線路遭受雷害事故發(fā)生，經(jīng)查發(fā)生雷害事故的桿塔均為接地電阻偏高的桿塔。因此，輸電線路桿塔接地作為防雷保護(hù)的有效措施之一一直是各運(yùn)行單位保證安全生產(chǎn)和電網(wǎng)可靠運(yùn)行的重要工作內(nèi)容。輸電線路雷害事故進(jìn)行深入的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常發(fā)生雷害事故的線路段，一般都是若干基桿塔接地電阻連續(xù)偏高，或有大跨越、大檔距存在。這是因?yàn)樵谶@些地段一旦桿塔遭受雷擊相鄰桿塔不能有效分流，而被擊桿塔流過(guò)大部分的雷電流，由于接地電阻較高造成了較多的塔頂電位，一旦絕緣子串兩端的電位差大于絕緣子中的50%。沖擊即“反擊”所致。因此接下來(lái)我們對(duì)輸電線路的接地進(jìn)行防雷對(duì)策分析。

2. 桿塔的接地電阻分析

一是有避雷線線路桿塔。有避雷線的線路，每基桿塔不連避雷線時(shí)的工頻接地電阻。雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的地方和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和線段，應(yīng)改善接地裝置，適當(dāng)提高絕緣水平或架設(shè)耦合地線。

二是無(wú)避雷線的線路桿塔。鋼筋混凝土桿和桿塔宜接地，其接地電阻不受限制，但多雷區(qū)不宜超過(guò)30Ω。對(duì)重要的線路，桿塔接地電阻最好能處理到10Ω以下，因?yàn)橹挥羞@樣才能提高線路的耐雷水平，有效地限制雷擊跳閘率，從而保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3. 桿塔接地型式分析

一是在土壤電阻率ρ≤100Ω·m的潮濕地區(qū)，可利用桿塔和鋼筋混凝土桿自然接地。對(duì)發(fā)電廠、變電站的進(jìn)線段應(yīng)另設(shè)雷電保護(hù)接地裝置。

二是在土壤電阻率ρ≤100Ω·m<300Ω·m的地區(qū)，除利用鐵塔和鋼筋混凝土桿自然接地。對(duì)發(fā)電廠、變電站的進(jìn)線段應(yīng)另設(shè)雷電保護(hù)接地裝置。

三是在土壤電阻率300Ω·m<ρ≤2000Ω·m的地區(qū)，可采用水平敷設(shè)的接地裝置，接地極埋設(shè)深度不宜小于0.6m。

四是在土壤電阻率ρ>2000Ω·m的地區(qū)，可采用鋼筋總長(zhǎng)度不超過(guò)500 m的放射形接地極或連續(xù)伸長(zhǎng)接地極。放射形接地極可采用長(zhǎng)短結(jié)合的方式。接地極埋設(shè)深度不宜小于0.3m。

五是在高土壤電阻率地采用放射形接地裝置時(shí)，當(dāng)在桿塔基礎(chǔ)的放射形接地極每根長(zhǎng)度的1.5倍范圍內(nèi)有土壤電阻率較低的地帶時(shí)，可部分采用引外接地或其它措施。

六是雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的地方和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和線段，應(yīng)改善接地裝置，架設(shè)避雷線，適當(dāng)加強(qiáng)絕緣或架設(shè)耦合地線。

4. 塔接地的降阻措施

在土壤電阻率高的山區(qū)，由于受地質(zhì)、地勢(shì)等條件的限制，輸電線路的桿塔接地裝置的工頻接地電阻往往達(dá)不到要求，而桿塔接地電阻對(duì)提高線路耐雷水平，降低雷擊跳閘率又十分重要、需要把接地電阻降下來(lái)，這時(shí)要根據(jù)每基桿塔的實(shí)際情況，認(rèn)真查看地質(zhì)、地勢(shì)、測(cè)試桿塔周圍各個(gè)不同深度的土壤電阻率，然后根據(jù)每基桿塔的實(shí)際情況經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比之后，采取有效的降阻措施。要降低桿塔的工頻接地電阻，首先要做好以下工作。

一是做好地質(zhì)、地勢(shì)調(diào)查，了解桿塔工頻接地電阻超標(biāo)的原因，查看桿塔所處的位置是處在什么樣的地形，實(shí)地勘測(cè)土層的情況和土質(zhì)情況。

二是測(cè)試桿塔周圍的土壤電阻率，看地下有無(wú)可以利用的低電阻率的地層，再測(cè)試不同深度的土壤電阻率，看地下有無(wú)可以利用的低電阻率的地層。根據(jù)實(shí)地調(diào)查勘測(cè)的情況，采取經(jīng)濟(jì)有效的降阻措施。降低工頻接地電阻的措施主要有以下幾種方式：水平外延接地體。如桿塔所處的地方允許水平放射接地體時(shí)應(yīng)盡量采用水平放射的方式，因?yàn)樗椒派浣拥伢w不但可以降低工頻接地電阻，更重要的是可以有效降低沖擊接地電阻，起到有效的防雷作用，關(guān)于水平放射的形狀和方位可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定，但如在水平放射長(zhǎng)度的1.5倍范圍內(nèi)有較低上壤電阻率的地方，可以采用外引接地的方式。深埋式接地極。如地下深處的土壤電率較低，可用深埋式接地極。選擇地下水位較豐富及地下水位較高的地方;桿塔附近如有金屬礦體，可將接地體插入礦體上，利用礦體來(lái)延長(zhǎng)或擴(kuò)大人工接地體的幾何尺寸。 填充電阻率較低的物質(zhì)（降阻劑）。如附近有可以利用的低電阻率的物質(zhì)，可以因地制宜、綜合利用，但這些物質(zhì)的性能應(yīng)具備：電阻率低、不宜流失、性能穩(wěn)定、易于吸收和保持水分、無(wú)腐蝕作用、施工簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)合理。

5. 桿塔接地裝置運(yùn)行及維護(hù)

架空線路的桿塔接地裝置，因運(yùn)行環(huán)境惡劣，極易受到腐蝕和外力破壞，輸電線路的接地主要存在以下問(wèn)題。

一是腐蝕問(wèn)題。容易發(fā)生腐蝕的部位主要有：①接地引下線與水平或垂直接地體的連接處，由于腐蝕電位不同，極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，有的已經(jīng)形成開路狀態(tài);②接地線與桿塔的連接螺絲處，由于腐蝕、螺絲生銹，用表計(jì)測(cè)量，接觸電阻非常高，有的已形成電氣上的開路;③接地引下線本身，由于所處位置比較潮濕，運(yùn)行條件惡劣，運(yùn)行中又沒(méi)有按期進(jìn)行必要的防腐保護(hù)，因而腐蝕速度較快;④水平接地體本身，有的埋深不夠，特別是一些山區(qū)的輸電線路桿塔，由于地質(zhì)為石頭，或土層薄，埋深有的不足30 cm，回填土又是用碎石回填，土中含氧量高，極容易發(fā)生吸氧腐蝕，在酸性土壤中的接地體容易發(fā)生析氫腐蝕。

二是外力破壞問(wèn)題。對(duì)于架空線路桿塔的接地裝置，特別是接地線，外力破壞是一個(gè)特別值得注意的問(wèn)題。因而對(duì)架空線路的桿塔接地裝置要定期巡視和維護(hù)，特別要注意以下幾方面的巡視檢查和維護(hù)工作：①定期巡視檢查桿塔的接地引下線是否完好，如被破壞應(yīng)及時(shí)修復(fù)，應(yīng)定期進(jìn)行防腐處理;②定期檢查接地螺栓是否生銹，與接地線的連接是否好，螺絲是否松動(dòng)，應(yīng)保證與接地線有可靠的電氣接觸;③檢查接地裝置是否遭到外力破壞，是否被雨水沖刷露出地面，并每隔5年開挖檢查其腐蝕情況，如不能能滿足應(yīng)及時(shí)改造;④每年在冬季土壤干燥時(shí)應(yīng)測(cè)量桿塔接地裝置的接地電阻，檢查是否超標(biāo)，如超標(biāo)應(yīng)及時(shí)改造，才能收到理想的防雷效果。

參考文獻(xiàn)

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