本溪地區(qū)輸電線路桿塔防雷接地電阻季節(jié)換算系數(shù)研究

【摘要】本文針對本溪地區(qū)特有氣候、環(huán)境及土壤條件，為更準(zhǔn)確的掌握接地電阻季節(jié)換算系數(shù)數(shù)值，對輸電線路桿塔防雷接地電阻季節(jié)換算系數(shù)進(jìn)行的一系列研究，可供參考。

【關(guān)鍵詞】接地電阻測試；接地電阻季節(jié)換算系數(shù)；土壤；溫度

目前測量接地電阻的方法主要采用“接地?fù)u表”進(jìn)行測試，然后乘以接地電阻季節(jié)換算系數(shù)后求得。目前國內(nèi)電力行業(yè)接地電阻季節(jié)換算系數(shù)，在沒有取得經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況下，均參考執(zhí)行下表：

在接地電阻為定值情況下，接地電阻季節(jié)換算系數(shù)是影響最終接地電阻是否準(zhǔn)確的直接原因。

1.研究的范圍和目標(biāo)

1.1研究的范圍

輸電線路桿、塔接地電阻值的大小與土壤的化學(xué)成份及天氣的溫度和濕度有關(guān)。對本溪地區(qū)不同地域條件下，土壤電阻率、接地電阻值及土壤中含水量多少、土壤溫度、化學(xué)成份、物理性質(zhì)進(jìn)行研究。

1.2目標(biāo)

針對本溪地區(qū)特有地理環(huán)境開展以月、季為單位的監(jiān)測，以1年為1個循環(huán)，針對同一桿、塔，同一地點(diǎn)，對土壤含水量、溫度、土質(zhì)、鹽份、接地電阻進(jìn)行監(jiān)測，取得本溪地區(qū)不同土壤性質(zhì)情況下的季節(jié)性土壤參數(shù)，從而換算出本溪地區(qū)準(zhǔn)確的接地電阻季節(jié)換算系數(shù)。

2.影響季節(jié)性系數(shù)的因素

2.1水份及鹽份對季節(jié)系數(shù)的影響

水及鹽份對土壤電導(dǎo)電的影響可分為三種情況討論：一是在干燥的情況下，導(dǎo)電基本靠土壤骨架，這時(shí)土壤電阻率較高；二是土壤由干燥到濕潤，土壤濕度增大，導(dǎo)致土壤容液增多，此時(shí)土壤的導(dǎo)電特性變好，電阻率變?。蝗钱?dāng)土壤中含水量相當(dāng)高，含水量繼續(xù)增加，導(dǎo)電離子濃度開始變小時(shí)，土壤電阻率會隨著水分的增加而增大。

在實(shí)際中，絕大部分的桿塔接地電阻值會隨著溫度減小而變大，季節(jié)系數(shù)也隨著干燥土壤層厚度的增加而增大。春季的土壤含水量少于其它季節(jié)，土壤電阻率則明顯高于其它季節(jié)?？紤]季節(jié)系數(shù)影響得出的干燥時(shí)期的接地電阻較接近實(shí)際，因此設(shè)計(jì)鐵塔接地時(shí)土壤電阻率應(yīng)選在春季測量。

2.2溫度對季節(jié)系數(shù)的影響

溫度主要通過影響土壤骨架電阻率及改變孔隙中水的狀態(tài)對電阻率產(chǎn)生影響。骨架的導(dǎo)電能力非常差，所以骨架對土壤導(dǎo)電的影響較小。所以電阻率的變化，主要通過改變孔隙中水的狀態(tài)來影響。綜合溫度對土壤孔隙中水份的影響，土壤是隨著溫度升高而下降。以砂土為例，0度以上溫度逐漸降低，土壤電阻率逐漸增大；0度時(shí)土壤電阻率會出現(xiàn)跳變；0度以下溫度逐漸降低時(shí)，土壤電阻率出現(xiàn)明顯增大。因此冬季溫度下降，季節(jié)系數(shù)也隨冰凍土壤層厚度的增加而加大。

2.3土壤分層模型對季節(jié)系數(shù)的影響

實(shí)際中，土壤并不是均勻的，所以將土壤看成單層模型顯然不符合實(shí)際，所以將土壤分成雙層或多層模型可以更好的反映土壤的實(shí)際情況。這樣可以更合理的分析季節(jié)因素對季節(jié)系數(shù)的影響程度，更接近實(shí)際。

3.具體實(shí)施措施

綜合以上分析，結(jié)合自身實(shí)際條件，采取以下措施對本溪地區(qū)輸電線路接地電阻季節(jié)系數(shù)進(jìn)行了一系列研究。

3.1目前已具備的條件

3.1.1氣象條件

本溪市地處遼寧省東南部山區(qū)，森林覆蓋率達(dá)74.5%，全境總面積8411.3平方公里，呈亞鈴形分布。屬于中溫帶濕潤氣候區(qū)，全地區(qū)年平均氣溫為6.1℃～7.8℃，一年中最熱為七月，月平均氣溫為24.3℃；最冷為一月，平均氣溫為零下14.3℃。雨量比較充足，年平均降水量為800-1000毫米，其中一多半集中在夏季的七、八月，該季節(jié)也是線路發(fā)生雷擊跳閘最多的時(shí)候。

3.1.2設(shè)備

1.土壤墑情速測儀1臺；2.環(huán)境溫度儀1臺；3.ZC-8型接地電阻測試儀1臺及相關(guān)配套設(shè)備。

3.2主要措施

針對本溪地區(qū)實(shí)際情況，參照本溪地區(qū)雷區(qū)分布圖，結(jié)合以往雷擊線路跳閘經(jīng)驗(yàn)確定雷擊故障多發(fā)線路。從中我們選取三處比較有代表性的鐵塔位置進(jìn)行監(jiān)測。第一處220kV渭臥線302號塔，海撥高度312米，土質(zhì)為含有碎石的砂土；第二處為220kV臥興線33號塔，海撥高度187米，土質(zhì)為亞粘土；第二處為220kV臥興線1號塔，海撥高度48米，土質(zhì)為粘土。每次測試均在同一塔位的同一地點(diǎn)，監(jiān)測周期為每月3-2次，監(jiān)測數(shù)據(jù)包含土壤含水量、鹽份、環(huán)境溫度、土壤電阻率以及鐵塔實(shí)際接地電阻值。

在實(shí)際測試中，土壤墑情測試儀接地棒采用4根長500毫米直徑10毫米接地棒，打入地下250-450毫米進(jìn)行測試；土壤電阻率與接地電阻測試時(shí)采用ZC-8型接地?fù)u表，輔助接地棒采用直徑15毫米，長600毫米，放線長度50米、100米進(jìn)行測試。

通過一年的測試的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，接地電阻值一年中的數(shù)值是發(fā)生變化的，因此在接地裝置安裝完畢即測一次阻值后，就確定接地裝置接地電阻值是否合格是不正確的。在雨季之外，接地電阻值較大，分析因?yàn)橥寥垒^干或因?yàn)槎镜乇硗寥辣鶅鰧?dǎo)致土壤電阻較高。在雨季常規(guī)情況下土壤中含水量越高，土壤電阻率越小，但是從6、7、8月份測得的數(shù)據(jù)上分析，土壤含水量達(dá)到20%以上時(shí)，土壤電阻率下降很小，變化趨勢有所下降。

一年中最大阻值與最小阻值之比小于10，因此無論何時(shí)測得的接地電阻值小于規(guī)定值的十分之一，則可確定該接地裝置是合格的。否則的話，應(yīng)在不同季節(jié)進(jìn)行幾次測量，加以分析，明確接地裝置是否合格，不合格及時(shí)更換，確保線路可靠運(yùn)行。

4.結(jié)論

通過一年來的測試，我們對每月測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均分析后得出本溪地區(qū)的接地電阻季節(jié)換算系數(shù)表如下：

從每月測得的分析數(shù)據(jù)不難看出，本溪地區(qū)冬季時(shí)間相對較長（大約5個月時(shí)間），雷雨季節(jié)比較集中（基本在6、7、8月份），考慮每年降雨量的不確定性（13年降雨量相對11年、12年較大），此季節(jié)不適合進(jìn)行土壤電阻測量，因?yàn)橥寥垒^濕，測得數(shù)據(jù)雖然合格，但其反應(yīng)的不是最大值，并不可靠；進(jìn)行接地電阻測試工作易選擇在4、5月份進(jìn)行，因?yàn)檫@四個月數(shù)據(jù)比較平穩(wěn)，而且土壤相對干燥，對于接地電阻季節(jié)性系數(shù)來說也更加準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

[1]張忠瑞，王飛，張巍.遼寧電網(wǎng)輸電線路舞動的氣象影響分析[J].東北電力技術(shù)，2012，33（4）.

[2]王戰(zhàn)勝，嚴(yán)國志，應(yīng)天來等.桿塔接地系統(tǒng)季節(jié)系數(shù)的機(jī)理探究[J].華中電力，2010（04）.