輸電線路桿塔接地及其降阻措施研究

摘 要：輸電線路桿塔接地對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有重要的作用，降低桿塔接地電阻是提升線路安全，減少線路雷擊跳閘率的主要措施。在現(xiàn)有的輸電線路設(shè)置中，由于桿塔接地不良導(dǎo)致雷擊的事件時有發(fā)生，因此降低電阻，改變裝置的安裝程序?qū)μ嵘€路的穩(wěn)定性有重要的影響。文章將對輸電桿塔接地技術(shù)及降組措施進行分析。

關(guān)鍵詞：輸電線路；接地裝置；降組措施

近年來由于桿塔接地不良造成的雷害事故的機率越來越高，主要是由于雷電流通過桿塔接地裝置入地后，因為電阻過高，進而產(chǎn)生較高的電擊反應(yīng)。導(dǎo)致桿塔接地電阻過高的原因有很多，設(shè)計效果和施工程序等都是影響因素，此外地質(zhì)條件、自然條件等都是主要原因，因此在設(shè)計中要重視電線路桿接地裝置的設(shè)計，保證接地裝置的穩(wěn)定性[1]。

1 輸電線路桿塔接地一般要求及計算方法

1.1 輸電線路桿塔接地設(shè)計要求

根據(jù)實踐探究，有避雷線的線路，每個桿塔和工頻接地電阻不連接，在應(yīng)用中要注意防熱防潮，具體數(shù)據(jù)值表1：

表1 避雷線的線路桿塔接地電阻

在實踐過程中由于投資電網(wǎng)之間的安全綜合關(guān)系，要求針對桿塔的位置適當?shù)母淖?。如果雷電活動頻繁，對輸電線路造成傷害，將發(fā)生雷擊故障的桿塔和線段進行分析，盡量降低電阻。在裝置過程中，要考慮到線路桿塔接地的目的，降低對接地電阻的沖擊。在安裝過程中要考慮到桿塔接地的最大長度，將長度控制在合理范圍內(nèi)。具體長度如表2：

表2 桿塔放射性接地極線路的最大長度

在接地裝置設(shè)置中，要具體分析設(shè)置要求，將線路的安全和防雷事故作為重點考慮要素，根據(jù)實際要求，對桿塔接地裝置的類型、形式、長度和連接方式進行選擇，確定設(shè)計依據(jù)后，進行施工。

1.2 桿塔水平接地裝置工頻接地電阻計算方法

為了保證設(shè)置的準確性，需要掌握電阻大小的計算方法。計算公式如下：

此公式中涉及到的Rg表示工頻接地電阻，用Ω表示。其中？籽表示土壤的電阻率，用Ωm表示，h表示水平接地體的深度，用m表示。D表示水平接地體的直徑，用m表示。在應(yīng)用中涉及到架空線路桿塔，在設(shè)置中要注重防雷保護，因此在雷電流的設(shè)置下，要將電阻的最大值控制在合理范圍內(nèi)。沖擊接地電阻的大小和土壤中的火花放電過程有一定的聯(lián)系，和接地裝置結(jié)構(gòu)、大小尺寸有一定的聯(lián)系。在安裝過程中要考慮到土壤的差異性。海拔較高的山區(qū)對電阻的大小要求高，因此在此地區(qū)降低電阻十分困難，必要時要降低桿塔的高度，降低電阻大小。Rch=？琢Rg在本公式中，Rch表示桿塔接地裝置的沖擊接地電阻，用Ω表示，？琢表示沖擊的系數(shù)[2]。

2 輸電線路桿塔接地電阻系數(shù)偏高的原因

輸電路線的雷擊跳閘率和輸電線電阻密切相關(guān)，由于輸電線電阻偏高的地方地勢比較高，因此地形較為復(fù)雜，交通不便，此類地段往往是雷電活動強烈的地區(qū)，因此在該地段進行進行降阻措施是擺在我們面前重要的問題。以下將對導(dǎo)致電阻系數(shù)過高的原因進行分析。

2.1 客觀條件原因

在地質(zhì)環(huán)境和自然環(huán)境惡劣的前提下，構(gòu)建輸電線路桿塔接地裝置是當前較為嚴峻的問題。尤其是在山區(qū)，土壤的電阻率較高，對桿塔接地的電阻影響大。其次由于地形復(fù)雜，地質(zhì)條件差，土層太薄，導(dǎo)致土層的土少，山勢過于陡峭，桿塔設(shè)置處巖石較多，給接地裝置施工帶來極大的困難。土壤是接地設(shè)置的主要媒介，北方的氣候干旱，尤其是沙漠、戈壁灘地區(qū)，土壤過于干躁不容易導(dǎo)電，因此導(dǎo)致北方干旱、沙漠等地區(qū)接地電阻偏高。

2.2 主觀設(shè)計原因

在山區(qū)較為復(fù)雜的地段，由于自然地質(zhì)原因的影響，土壤不均勻，電阻率變化大。為了將電阻大小控制在合理范圍內(nèi)，需要對各個階段的電阻進行仔細的勘察，根據(jù)桿塔的地形、周圍地勢設(shè)計出切合實際的接地裝置。由于該體系是個復(fù)雜的檢測過程，因此在設(shè)計中容易出現(xiàn)檢測誤差，土壤電阻率的取值差距大，沒有根據(jù)桿塔的地形和地勢情況合理設(shè)計桿塔的位置，經(jīng)常套用類似的圖紙或典型的設(shè)計，導(dǎo)致設(shè)計的圖紙和現(xiàn)場情況存在很大的差距，造成桿塔接地電阻偏高。

3 降低輸電線路桿塔接地電阻的有效措施

為了解決當前輸電線路桿塔接地電阻過高的現(xiàn)狀，需要對導(dǎo)致電阻率過高的原因進行分析，對現(xiàn)場設(shè)置進行分析，認真勘察測量，進行嚴格的數(shù)據(jù)計算，確定合理的措施。以下將對如何降低電阻率進行分析。

3.1 保證勘探的嚴謹性

勘察是安裝過程中的首要環(huán)節(jié)，只有保證勘察數(shù)據(jù)的可靠性，才能繼續(xù)進行設(shè)置工作。在勘察過程中要對周圍環(huán)境進行仔細的檢查，測量桿塔周圍土壤電阻率及其分布情況，找出可以利用的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在調(diào)查過程中經(jīng)過每個地段的雷電基本活動情況和活動的規(guī)律，采取適當?shù)姆览状胧蠈U塔接地電阻的要求[3]。

3.2 確定電流的最大通過率

為了保證電網(wǎng)體系的持續(xù)性，需要對電網(wǎng)能通過的電流和使用壽命進行分析，在實踐中核實接地裝置，確定電流的最大通過率。同時調(diào)查線路桿塔經(jīng)過地段土壤的酸堿度及其在運行中確定裝置的熱穩(wěn)定性。

3.3 保證水平外延接地

桿塔所在的地方如果有水平放設(shè)的地方，因為水平放設(shè)的費用較低，不但可以降低工頻接地電阻，同時降低接地電阻。在設(shè)置過程中，如果地下較深處土壤電阻率較低，可以采用深井式或深埋式的方法接地極，在選擇過程中要主要以下幾點。

3.3.1 選擇地下水位較為豐富或地下水位較高的地方，桿塔附近處如果有金屬礦體，要將接地體插入到礦體上，利用礦體延長或擴大接地體的尺寸，利用山巖的裂縫，將降阻劑插進去，在鋪設(shè)階段，在桿塔附近水源地區(qū)要考慮在水岸或岸邊布置接地極，取得理想的實踐效果。

3.3.2 在精心設(shè)計階段，要對圖紙和施工方案進行解析，必要時到現(xiàn)場精心組織施工，對水平接地體、垂直接地體嚴格按照設(shè)計要求進行布置，對各個焊接頭的質(zhì)量嚴格把關(guān)，對整個施工過程實行全程質(zhì)量監(jiān)督。

4 結(jié)束語

輸電線路桿塔的接地工程是一個系統(tǒng)的工程體系，為了達到降阻的效果，要從設(shè)計勘探入手，嚴格控制施工過程，將其落實到運行維護上。必要時可根據(jù)現(xiàn)場實際要求，做到技術(shù)進行勘察檢測，找出切實可行的降阻措施，切記不能為了追求經(jīng)濟利益，而忽視內(nèi)部指標的建設(shè)，導(dǎo)致電阻率提高，給輸電線路桿塔接地運行體系帶來挑戰(zhàn)[4]。

參考文獻

[1]陳名銘.輸電線路桿塔接地極沖擊放電特性及接地降阻措施的研究[D].西南交通大學(xué)，2011（02）：90-93.

[2]李景祿，李衛(wèi)國，唐忠.輸電線路桿塔接地及其降阻措施[J].電瓷避雷器，2011（04）：100-102.

[3]陳智.山巖地區(qū)復(fù)雜地形桿塔接地電阻降阻措施研究[D].長沙理工大學(xué)，2012（04）：92-94.

[4]向東.降低貴州南中牽110kV輸電線路桿塔接地電阻的方法研究[D].重慶大學(xué)，2011（04）：80-83.

作者簡介：李海強（1973，4-），男，漢族，山西運城人，任職于山西省運城市電力設(shè)計院，研究方向：電力技術(shù)。