如何有效降低架空輸電線路接地電阻防雷建議

田強

摘 要：架空輸電線路的接地情況很大程度上影響著整個電力系統(tǒng)的安全可靠運行，降低桿塔的接地電阻能夠很大程度上提升輸電線路的防雷能力，降低雷擊發(fā)生時的跳閘率，減少雷擊對于電力系統(tǒng)的破壞力。本文分析了影響接地電阻的相關(guān)原因，在此基礎(chǔ)上提出了降低接地電阻的相關(guān)建議，同時對輸電線路的接地電阻進行了實際測量，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路；接地電阻；防雷

0 引言

架空輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對于確保電力的穩(wěn)定傳輸具有重要作用。但是輸電線路長期暴露在外，比較容易受到惡劣環(huán)境的影響，尤其是經(jīng)常受到雷擊作用而造成輸電線路跳閘。輸電線路的桿塔接地裝置能夠起到一定的防雷效果，良好的接地電阻能夠?qū)⒗纂娏麽尫畔虼蟮亓魃ⅲ越拥仉娮鑼τ谳旊娋€路的防雷起到至關(guān)重要的作用。因此，采取有效措施來降低架空輸電線路的接地電阻對于保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有非常重要的意義。

1 影響接地電阻的原因分析

在線路的維護過程中可以得知輸電線路的桿塔接地問題是最為突出的問題之一，常會出現(xiàn)接地電阻超標的情況，某些桿塔的接地電阻值遠遠不能達到輸電線路正常運行所需要的電阻值。通過對輸電線路桿塔接地電阻情況進行分析得知，影響接地電阻的原因主要包括如下幾方面：

第一，接地體受到了較為嚴重的腐蝕，尤其是在山區(qū)土壤酸性較強或者是風化后的土壤中更是容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕以及吸氧腐蝕，很多線路因為受到腐蝕而發(fā)生斷裂，極大的威脅到了線路的安全穩(wěn)定運行。特別是在發(fā)生雷電的情況下，很可能因為接地電阻較大以及接地不良等問題造成雷電的導(dǎo)通率較低，從而引發(fā)相應(yīng)的事故。

第二，桿塔接地引下線以及接地體受到外力破壞，給輸電線路的安全穩(wěn)定運行造成了較大威脅。特別是輸電線路受到雷擊的情況下，因為桿塔接地不良造成跳閘事故時有發(fā)生。所以有效降低架空輸電線路的接地電阻對于保證輸電線路安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。

2 降低架空輸電線路接地電阻的相關(guān)建議

（1）深埋接地極

因為暴露在表面的土壤具有較高的電阻率，但是地下的土壤層電阻率相對較低，所以要將接地體深埋地下，降低電阻率。當?shù)叵戮哂械叵滤⒌V物鹽、金屬礦等物質(zhì)時，可以鉆透表層，將接地體買入到下層，并不會受到地形的影響以及接地網(wǎng)敷設(shè)范圍的限制，能夠確保接地電阻的安全可靠。對于架空輸電線路的桿塔接地來說，施工質(zhì)量的好壞很大程度上影響著接地電阻的情況。所以要嚴格控制施工的流程以及施工工藝，確保其施工質(zhì)量。

架空輸電線路施工內(nèi)容：

第一，在明確了輸電線路的走向以及位置后，就可以進行桿塔水平接地體溝槽的開挖。為了保證接地電阻能夠達到相關(guān)標準，接地溝槽的深度要達到如下標準：對于土質(zhì)較軟的田地或者平地來說，至少達到0.8m；對于土質(zhì)較硬的山地或者丘陵來說，至少達到0.6m；對于耕地來說，水平接地體至少要埋設(shè)在耕作深度以下；對于巖石區(qū)域來說，至少要達到0.3m。只有接地體的埋設(shè)深度達到了標準的要求，才能獲得良好的降阻效果，同時也能夠起到很好的防腐效果。接地體買入較深時，一旦發(fā)生較大的電流進入地下，在地面就會形成比較均勻的電位。

第二，敷設(shè)接地體。在敷設(shè)接地體時要使用那些較低電阻率的土壤，并且最大程度上將接地體沿著等高線進行布置，接地線要平直進行鋪設(shè)，要確保各接地體之間的平行距離在5m以上，這樣能夠很好的降低形狀系數(shù)以及屏蔽系數(shù)。

第三，地網(wǎng)要確保具有足夠的截面積，可以使用直徑10mm以上的鍍鋅鋼管構(gòu)建。鍍鋅接地引下線和地網(wǎng)的連接、地網(wǎng)中其他部件的連接都采用焊接的形式進行，并且要采取兩面焊接，確保其焊接牢固性。

第四，要保證地網(wǎng)、接地體以及桿塔可靠連接，良好的接觸。桿塔和接地體大多數(shù)采用對角接地的方式進行可靠連接，若是接地引下線和桿塔進行連接，需要將連接位置進行良好的打磨，并且要涂上導(dǎo)電膏來降低電阻，保證接地網(wǎng)和桿塔有可靠的接觸。

第五，回填。在完成了接地線的接地線的敷設(shè)、焊接以及防腐工作，并檢查合格后就可以進行回填工作。對于接地網(wǎng)接觸部分來說，其回填可以采用粘土或者細土，不能采用砂石回填。對于各部分的回填土都要清除掉石塊、垃圾等雜物，回填土要通過分層進行夯實，并且要保留300mm的沉陷預(yù)度。

第六，在完成了全部施工內(nèi)容之后，經(jīng)過一段時間在進行接地電阻的測試，確保其達到相關(guān)設(shè)計要求。

（2）增加接地體的長度

如果多根射線不能很好滿足接地體相關(guān)要求，就可以使用兩根連續(xù)伸長接地線，就是指在地下將桿塔間的接地體進行連接。通過相關(guān)的工程實際經(jīng)驗來看，隨著接地體長度的增加，電感的影響也會變大，這就會增加沖擊系數(shù)。若是接地體的長度增加到一定程度后，沖擊接地電阻就會保持在一定的數(shù)值。正常情況下，水平接地體的有效長度要保持在100m以內(nèi)。

（3）接地體材料的選擇以及防腐蝕

經(jīng)過相關(guān)理論分析以及實踐證明，接地體所具有的截面積和斷面形狀對于接地電阻值沒有很大影響，所以在進行接地體材料選擇時只是涉及機械強度方面的需要。對于水平敷設(shè)的接地體來說，可以選擇圓鋼以及扁鋼；對于垂直敷設(shè)的接地體來說，可以選擇角鋼、鋼管以及圓鋼等等。一定要保證接地體以及接地引下線的導(dǎo)體截面符合熱穩(wěn)定性以及均壓的要求。對于那些敷設(shè)在較強腐蝕性場合的接地體以及接地引下線來說，可以使用具有防腐性能的熱鍍鋅材料，一定要在焊接處均勻的涂刷瀝青同時要纏繞玻纖布進行防腐。

3 對于架空輸電線路接地電阻的測量

3.1 測試的基本情況

第一，測試地點：南充市東觀鎮(zhèn)，500kV南譚一線#003塔

第二，天氣情況：實時溫度19.5℃，相對濕度31%RH

第三，測量儀器及器件：克列茨KYORITSU 4105A數(shù)字式接地電阻測試儀；接地測試線三根：紅20m，黃10m，綠5m；輔助接地棒2根。

3.2 操作程序

（1）將#003塔A、B、C、D腿接地裝置與塔身斷開，用鋼絲刷打磨各接觸面；

（2）橫線路方向，將兩個接地探針沿接地體輻射方向分別插入距接地體10m、20m的地下，插入輔助接地棒，電位探測針P′和電流探測針C′之間大于1.0米；

（3）用專用測試線將各極插入電子式測試儀的相應(yīng)端子，即E′接E、P′接P和C′接C；

（4）將儀表放于水平位置，打開開關(guān)，調(diào)至“20Ω”檔位，按下檢測鍵，得到正確讀數(shù)；

（5）改變電流極（紅線）、電壓極（黃線）極間距離，以間距1m遞增依次測得多組數(shù)據(jù)（第一種測量）；

（6）順線路方向，改變電流極、電壓極極間距離，以間距1m遞增依次測得多組數(shù)據(jù)（第二種測量）；

（7）將電壓極插入鐵塔中心位置，橫線路方向電流極探針向外，兩接地棒間距10m，以間距1m遞減或遞增依次測得多組數(shù)據(jù)（第三種測量）；

（8）綜合季節(jié)系數(shù)1.4～1.8，換算測量結(jié)果。

3.3 測試方法

（1）第一種方法測量：橫線路方向，如圖1所示。

首先，兩根輔助接地棒均在#003接地網(wǎng)“井”字外，兩接地棒間距10米，測量的接地電阻正常值為0.22Ω位；其次，隨著兩接地棒間距減小，10m、9m、8m、7m、6m、5m……數(shù)據(jù)為0.22Ω、0.28Ω、1.52Ω、2.25、3.15Ω、4.13……接地電阻值在逐漸增大，但增大數(shù)值趨勢很大，相距1m時達6.98Ω；最后，隨著兩接地棒間距增大，11m、12m、13m、14m、15m、16m……數(shù)據(jù)為0.22Ω、0.20Ω、0.19Ω、0.17、0.15Ω、0.13……接地電阻值在逐漸減小，但減小數(shù)值趨勢很??；

（2）第二種方法測量：順線路方向，如圖2所示。

首先，兩根輔助接地棒也是布置在#003接地網(wǎng)“井”字外，兩接地棒間距10m，測量的接地電阻正常值為0.23Ω位；接地電阻值隨兩接地棒間距減小逐漸增大，變化趨勢很大；隨著兩接地棒間距增大逐漸減小，變化趨勢很??；其次，與橫線路方向比對，數(shù)據(jù)幾乎差不多，只是變化稍大一點。

（3）第三種方法測量：“井”字內(nèi)外，如圖3所示。

首先，將電壓極插入鐵塔中心位置，橫線路方向電流極探針向外，兩接地棒間距10m，測量的接地電阻為0.14Ω位，比第一種測量正常值結(jié)果??；其次，將電流極探針在10米處，按照由外向內(nèi)以間距0.3～0.5m遞減，接地電阻值變化為0.14、0.15Ω、0.16、0.17Ω、0.18……接地電阻值在逐漸增大，但增大數(shù)值趨勢很小，兩極間間距在5.9m處為0.22Ω（正常值），此處恰好處于“井”字外一點；最后，將電流極探針在5.9m處，向內(nèi)逐漸減小兩極間的距離，此時兩極間距均在地網(wǎng)“井”字內(nèi)，接地電阻值增大，增大數(shù)值趨勢很小。

（4）相關(guān)結(jié)論

通過三種方法測量得出結(jié)論，第三種方法布線為“有效接地電阻測量方法”。以后，我們可以將電壓極探針布置在鐵塔中心點，電流極探針剛好在地網(wǎng)“井”字外一點即可，此時測試接地電阻值等于正常值。這種不拉輔助線接地網(wǎng)檢測，大大簡化測量鐵塔接地網(wǎng)接地電阻步驟，也降低了職工現(xiàn)場勞動強度。

4 結(jié)束語

對于架空輸電線路來說，防雷是重點工作也是長期工作。要想有效降低架空輸電線路的雷電威脅，避免雷害事故的發(fā)生，需要具有積極的態(tài)度，采用科學(xué)的方式方法，有效降低輸電線路的接地電阻，并且要增強輸電線路的運行維護，將輸電線路防雷工作當成重點工作來抓，只有這樣才能有效避免架空輸電線路的雷害，確保電力系統(tǒng)的安全。

參考文獻

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（作者單位：國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司南充運維分部）