油田配電線路桿塔接地電阻阻值影響因素分析

【摘要】為了保證電氣系統(tǒng)、電氣設(shè)備的正常運(yùn)行以及操作人員的人身安全，在電力系統(tǒng)中采用的接地方式有防雷接地、工作接地、保護(hù)接地。而衡量接地裝置與大地連接是否良好的指標(biāo)是接地電阻，所以6kV配電線路桿塔的接地電阻阻值對(duì)配電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的作用，本文將對(duì)影響接地電阻阻值的環(huán)境因素進(jìn)行分析，并提出施工中降低接地電阻阻值的措施。

【關(guān)鍵詞】油田配電線路；桿塔；接地電阻

近年來(lái)，油田6kV配電線路所發(fā)生的擊穿故障，多數(shù)與接地電阻偏高有關(guān)。為了保證6kV配電線路平穩(wěn)運(yùn)行，特進(jìn)行對(duì)油田6kV電力線路桿塔接地電阻阻值的影響因素進(jìn)行分析、研究，在施工過(guò)程中，采取有針對(duì)性的措施來(lái)降低桿塔接地電阻阻值。

1、桿塔接地電阻的組成部分

1.1接地電阻的成因

接地電阻是指電流經(jīng)過(guò)接地體進(jìn)入大地并向周圍擴(kuò)散時(shí)所遇到的電阻。大地具有一定的電阻率，如果有電流流過(guò)時(shí)，則大地各處就具有不同的電位。電流經(jīng)接地體注入大地后，它以電流場(chǎng)的形式向四處擴(kuò)散，離接地點(diǎn)愈遠(yuǎn)，半球形的散流面積愈大，地中的電流密度就愈小，因此可認(rèn)為在較遠(yuǎn)處（20m以外），單位擴(kuò)散距離的電阻及地中電流密度已接近零，該處電位為零電位。

1.2電力線路桿塔接地電阻組成

電力線路桿塔接地電阻由以下三部分組成：

（1）接地線及接地體自身電阻。（2）接地體表面及與其接觸的土地之間的接觸電阻。（3）接地體周圍大地的電阻。

2、降低接地電阻阻值的意義

我廠油田6kV配電線路接地裝置主要安裝于開關(guān)桿、變臺(tái)桿，接地裝置在高壓部分主要的作用是防雷接地。雷擊桿塔頂部或電氣設(shè)備上時(shí)，電流直接通過(guò)桿塔與接地線或者通過(guò)避雷器將雷電流導(dǎo)入接地線釋放進(jìn)入大地。若接地指標(biāo)良好，接地電阻阻值很小，電氣設(shè)備電位上升較低，感應(yīng)電壓對(duì)電力系統(tǒng)造成的損害較小，若接地電阻阻值較高，電氣設(shè)備電位上升較高，則可能會(huì)損壞電氣設(shè)備，造成電力系統(tǒng)不穩(wěn)定。

對(duì)于變壓器低壓側(cè)，油田低壓配電線路主要采用TN-C三相四線制系統(tǒng)，當(dāng)用電設(shè)備三相不平衡時(shí)，N線會(huì)存在電流，若接地電阻阻值較大，則會(huì)引起電位上升，用電設(shè)備的PE線會(huì)造成電氣設(shè)備外殼帶電，對(duì)操作人員會(huì)存在安全隱患。

3、接地電阻阻值的影響因素

按照電工理論，接地裝置的接地電阻的計(jì)算公式為：

（1）

式中：R-接地裝置的接地電阻

r0-接地裝置自身電阻阻值

p-相應(yīng)土壤電阻率

L-接地裝置埋入地下深度

d-接地裝置的截面直徑

從公式中可以看出，影響接地裝置接地電阻的內(nèi)在因素有接地裝置的材料、周圍土壤的電阻率、接地裝置的埋深以及接地裝置的截面直徑。

3.1接地體自身的電阻阻值

接地裝置的自身電阻阻值取決于接地裝置材料，目前施工中多采用的接地裝置材料為扁鋼接地體與碳棒式接地體。在施工中碳棒式接地體電阻值比扁鋼接地體阻值小，在安裝中采用可降低整體接地電阻阻值。

3.2接地裝置周圍土壤對(duì)接地電阻阻值的影響

3.2.1不同土質(zhì)對(duì)接地電阻阻值的影響

在我廠施工的某線路上，安裝碳棒接地體時(shí)，采用了在不同土質(zhì)進(jìn)行掩埋接地體。經(jīng)測(cè)量，接地裝置周圍土壤成分不同，所測(cè)得接地電阻阻值也不同。其主要原因是，黑土、粘土等土質(zhì)中電解質(zhì)成分多，導(dǎo)電率高，接地電阻率低。而沙土電解質(zhì)成分少，導(dǎo)電率低，所以接地電阻阻值偏高。因此可采用更換接地裝置周圍土壤的方式降低接地電阻，缺點(diǎn)是人力和工時(shí)耗費(fèi)較大。

3.2.2土壤濕度對(duì)接地電阻阻值的影響

通過(guò)實(shí)地測(cè)量可知，我廠北部地區(qū)接地電阻阻值要普遍比南部低，這是由于北部為低洼地帶，常年積水，土壤濕度較高，則土壤導(dǎo)電率高，電阻率低，所測(cè)接地電阻阻值則較小。

3.2.3采用化學(xué)方式處理的土壤對(duì)接地電阻阻值的影響

為分析經(jīng)過(guò)化學(xué)方式處理的土壤對(duì)接地電阻阻值影響，在此選用接地體周圍的土壤是沙質(zhì)的土壤進(jìn)行試驗(yàn)。在土壤上用1%的食鹽水進(jìn)行澆灌。對(duì)比處理前后的接地電阻阻值，經(jīng)測(cè)量接地電阻阻值降低原來(lái)的2/3。

表1 采用化學(xué)方式處理的土壤接地阻值變化對(duì)比

線路名稱井號(hào)土質(zhì)處理前電阻阻值處理后電阻阻值

I-27P78-76沙土9.663.92

經(jīng)分析得出，在接地體周圍的土壤加入食鹽、木炭、爐灰等礦物質(zhì)電解質(zhì)，可大幅度提升土壤導(dǎo)電率，降低接地電阻阻值，工程造價(jià)低效果明顯，但對(duì)于扁鋼接地體來(lái)說(shuō)，會(huì)加快其腐蝕程度。

3.3接地極埋深

原理上，土壤深處濕度相對(duì)比土壤表面高，因此地下較深處的土壤電阻率較低，導(dǎo)電性能好?？刹捎眉由罱拥貥O埋深的方式降低接地電阻阻值。但由于加深接地體埋深對(duì)施工造成困難，所挖土方量大，造價(jià)也高，因此不適合用該方法降低接地電阻阻值。

3.4接地極截面對(duì)接地電阻阻值的影響

單個(gè)接地體截面無(wú)法改變，但是可采用多根接地體并聯(lián)的形式，等效于增加接地體截面。根據(jù)電工理論，幾個(gè)相同的垂直接地體并聯(lián)構(gòu)成的接地裝置的接地電阻公式為：

（2）

Rn-并聯(lián)之后的接地電阻

Rc-單根接地體的接地電阻

n-并聯(lián)接地體的數(shù)目

-基地提的利用系數(shù)（查閱手冊(cè)）

為此，選一組同一線路，環(huán)境相近的變臺(tái)桿進(jìn)行測(cè)試，一組安裝1個(gè)接地體，另外一組安裝2個(gè)接地體。測(cè)試結(jié)果如下：

表2 安裝模塊數(shù)量與電阻阻值數(shù)對(duì)比

序號(hào)線路名稱井號(hào)接地模塊數(shù)量阻值數(shù)

1I-377-7812.76

2I-376-7821.0

由表2可以看出，安裝接地模塊數(shù)量增多，相當(dāng)于截面積增大，接地電阻阻值也會(huì)降低。因此，可采用加裝多個(gè)接地體的方法降低接地電阻阻值。

4、結(jié)論

通過(guò)本文對(duì)油田配電線路桿塔接地電阻阻值影響因素的分析，可得知，在施工過(guò)程中，降低接地電阻阻值可行有效的措施有：

（1）可采用自身電阻率較低的碳棒式接地體。（2）可采用化學(xué)處理的方法或者利用降阻劑，降低接地體周圍土壤的電阻率。（3）可同時(shí)加裝多個(gè)接地體來(lái)降低接地電阻阻值。

參考文獻(xiàn)

[1]李景祿，胡毅，劉春生.實(shí)用電力接地技術(shù).北京：中國(guó)電力出版社，2002.

[2]王殿江，王洪波.關(guān)于接地電阻的探討，2005.6.

作者簡(jiǎn)介

馬文龍，現(xiàn)在大慶油田第七采油廠基建工程管理中心工作。