送電線路桿塔接地裝置結(jié)構(gòu)型式的問題分析

謝志勇

摘 要： 本文主要針對(duì)送電線路桿塔接地裝置要求進(jìn)行概述，并且指出常見桿塔接地裝置結(jié)構(gòu)型式以及改進(jìn)型式。最后以實(shí)際案例進(jìn)行桿塔接地裝置結(jié)構(gòu)型式的分析，提出新型改進(jìn)型式，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)研究提供一定指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞： 送電線路；桿塔接地裝置；結(jié)構(gòu)型式

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展與完善也越來越注重其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，輸電線路以及送電線路也成為了人們關(guān)注中心之一。送電線路桿塔作為整個(gè)線路可靠安全性的保證，也必須要加強(qiáng)桿塔相關(guān)建設(shè)。雷電作為一種自然天氣狀況之一，屬于大氣放電現(xiàn)象，而雷電的產(chǎn)生會(huì)引起送電線路發(fā)生故障。當(dāng)雷電天氣電擊桿塔以及地線的時(shí)候，電流會(huì)直接傳遞入地，一旦接地電阻騙稿，具有產(chǎn)生反擊過電壓，引起線路設(shè)備事故，解決這一問題的重要手段是對(duì)送電線路桿塔進(jìn)行降低接地電阻處理。近年來，人們發(fā)現(xiàn)這一問題，并且提出不同手段和技術(shù)來應(yīng)對(duì)解決這一問題，其中送電線路桿塔接地裝置結(jié)構(gòu)型式改進(jìn)也成為人們試圖突破的關(guān)鍵技術(shù)之一。

1.送電線路桿塔接地裝置要求概述

（1）在土壤電阻率較高超過2000Ω·m的地區(qū)，建議采用放射性桿塔接地裝置結(jié)構(gòu)型式或者是采用連續(xù)伸長的接地裝置結(jié)構(gòu)型式。這兩種型式中采用6-8根總長度不超過500m的電極。接地裝置的填埋深度也應(yīng)超過0.3m，一般采用長短結(jié)合的方式進(jìn)行接地處理。

（2）在土壤電阻率500-2000Ω·m范圍的地區(qū)，一般接地裝置采用水平敷設(shè)的方式進(jìn)行，對(duì)于接地裝置填埋深度的要求也更高，應(yīng)該超過0.5m。

（3）在土壤電阻率100-500Ω·m范圍的地區(qū)，一般在利用鐵塔和混凝土桿本身接地以外，還必須要增加相應(yīng)的接地裝置，對(duì)于接地裝置要求不高，但填埋深度必須超過0.6m。

（4）在土壤電阻率低于100Ω·m的地區(qū)，可以直接利用鐵塔和混凝土桿本身進(jìn)行接地處理，不需要增加額外的接地裝置。但對(duì)于送電線路中間經(jīng)過發(fā)電廠以及變電廠的路段必須要增加雷電保護(hù)接地裝置，其他地區(qū)則沒有必要。

（5）對(duì)于送電線路途徑居民區(qū)以及水田中時(shí)，應(yīng)該采用閉合環(huán)形接地裝置型式。

2.常見送電線路桿塔接地裝置結(jié)構(gòu)型式及改進(jìn)型式分析

2.1常見送電線路桿塔接地裝置結(jié)構(gòu)型式

隨著我國對(duì)送電線路桿塔接地裝置的研究，在DL/T621-1997《交流電氣裝置的接地》規(guī)程中提出了圖1中三種基本桿塔接地裝置結(jié)構(gòu)型式。

（a）作為最簡單的口字型加四射線的接地裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)型，主要應(yīng)用于鐵塔接地處理。

（b）作為一字型兩頭兩射線的接地裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)型，一般應(yīng)用于鋼筋混凝土桿的接地處理。

（c）屬于日字環(huán)型無射線接地裝置結(jié)構(gòu)形式，主要應(yīng)用于門型桿接地處理。

這三種基本的送電線路桿塔接地裝置結(jié)構(gòu)型式的所有水平射線均按照不同方向設(shè)置安排，角度科學(xué)，相鄰的兩條射線具有相同夾角。分析原因是兩射線之間夾角的大小影響了散流電場之間的屏蔽和相互干擾，平行時(shí)屏蔽效果最明顯，也進(jìn)一步提高了材料利用率。

2.2送電線路桿塔接地裝置改進(jìn)型式分析

如圖2所示，這種接地裝置結(jié)構(gòu)型式主要是增補(bǔ)了接地射線，把接地射線增加至6-8根，這樣能夠達(dá)到接地電阻的實(shí)際要求。這種改進(jìn)增加接地射線的接地裝置一般應(yīng)用于土壤電阻率較高的鋼筋混土雙桿。

前面也提出基本常見送電線路桿塔接地裝置型式中有口字型接地裝置，但是當(dāng)土壤電阻率過高的時(shí)候，必須要早呢更加水平接地電極，以此來解決降低接地電阻的問題。在原來4根射線的基礎(chǔ)上再增加4根，達(dá)到8根水平接地射線，這種模式下接地裝置的散流效果明顯優(yōu)于4根外加射線的接地裝置型式。

在前面送電線路桿塔接地裝置要求中指出居民區(qū)以及水田的桿塔接地裝置中應(yīng)該采用環(huán)形閉合型式。日字型的接地裝置型式正好符合居民區(qū)以及水田桿塔接地要求，當(dāng)接地電阻具有更高要求時(shí)，可以考慮采用如圖4所示的日字型外加環(huán)形接地極的接地裝置型式。

有很多送電線路由于環(huán)境以及桿塔的原因，接地電阻還不能達(dá)到實(shí)際要求。面對(duì)這種情況，需要加埋接地電極來滿足要求。在面對(duì)不了解已有接地電極裝置的基礎(chǔ)上，可以采用如圖5所示的井字型外加水平接地極的接地裝置。以已有塔桿作為圓心，18-22m作為半徑進(jìn)行圓形封閉接地線的鋪設(shè)，然后把鋪設(shè)的接地電極和原有電極進(jìn)行焊接，最終形成完善的桿塔接地電極裝置。

3.送電線路桿塔接地裝置型式及其具體應(yīng)用案例解析

3.1某送電線路桿塔接地裝置現(xiàn)狀

對(duì)于目前廣東省內(nèi)的送電線路桿塔接地裝置進(jìn)行研究與分析能夠發(fā)現(xiàn)，大部分110kV送電線路桿塔接地裝置中一般采用反射型式。以某工程為例進(jìn)行案例解析。

該工程路段的電路率在500-2000Ω·m的范圍內(nèi)，因此，這一送電線路路段均采用了放射型接地裝置。通過接地裝置的安裝很好的降低了桿塔工頻接地電阻，降到20Ω以下，具體接地裝置圖如圖6所示。這種接地裝置的接地性能良好，對(duì)于這樣路段的不同土壤電阻率而言，可以通過調(diào)節(jié)放射型圓鋼電極的數(shù)目和長度來滿足實(shí)際施工需求。但這種放射型接地裝置也具有顯著特點(diǎn)，即占地面積較大，并且施工容易受到環(huán)境和地形影響。尤其是房屋或者樹木比較密集的區(qū)域，會(huì)受到直接影響，造成施工困難。尤其是土壤電阻率較高的地區(qū)，還需要增加外加放射型電極的長度，更進(jìn)一步增加了施工面積以及施工長度，這樣對(duì)實(shí)際施工提出了新的挑戰(zhàn)。

3.2某送電線路桿塔接地裝置型式改進(jìn)應(yīng)用解析

3.2.1放射型接地裝置包裹降阻劑

為進(jìn)一步解決放射型接地裝置占地面積比較大，施工難度大不能達(dá)到接地電阻的情況，我們提出放射型接地裝置包裹降阻劑的方式來滿足實(shí)際要求，具體工藝如圖7所示。這種接地裝置型式很好的利用降阻劑來降低接地電阻，效果很顯著，但是接地體本身容易受到腐蝕，這一問題也成為人們關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)問題，解決這一問題主要是通過線路巡檢人員進(jìn)行定期檢查進(jìn)行的，必要時(shí)進(jìn)行接地體的更換。我們針對(duì)這一問題也進(jìn)行了研究，并且提出了石墨基工作接地體（如圖8所示），來很好的應(yīng)對(duì)腐蝕問題，目前也得到極大推廣與應(yīng)用，效果較好。

3.2.2放射型接地裝置增加接地模塊

如圖9所示，增加的接地模塊主要是非金屬材料為主，這種接地模塊的導(dǎo)電性良好，并且具有很好的穩(wěn)定性，但是成本相對(duì)較高。因此，在該送電線路中應(yīng)用還相對(duì)較少，主要應(yīng)用在高壓送電線路中。這種接地模塊的增加能夠很好解決土壤電阻率過高以及居民過于密集的問題，占地與傳統(tǒng)反射型接地裝置相比也有極大減少。增加的接地模塊一般可以通過垂直埋置以及水平埋置兩種方式進(jìn)行，對(duì)于不同的土壤電阻率可以通過調(diào)節(jié)接地模塊的數(shù)量以及長度等來進(jìn)行改進(jìn)，保證滿足實(shí)際要求。這種型式在我國深圳以及重慶等地區(qū)已經(jīng)開始被廣泛應(yīng)用。

3.2.4閉合環(huán)形接地裝置

對(duì)于由于居民和水田引起的放射型接地裝置不能正常施工的地區(qū)，可以考慮采用閉合環(huán)形接地裝置，前面也已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，這里不在贅述。

結(jié)論

增加接地裝置成為解決送電線路桿塔施工中土壤電阻率過高的問題，能夠很好的應(yīng)對(duì)雷擊等天氣問題，眾多學(xué)者也在這一方面進(jìn)行了大量的研究與證明。不僅僅提出了基本的接地裝置型式，而且對(duì)于基本常見型式進(jìn)行了改進(jìn)。在實(shí)際工程運(yùn)行過程中，還不斷對(duì)型式進(jìn)行改進(jìn)和完善，增加降阻劑以及接地模塊等新型型式出現(xiàn)，成為送電線路桿塔接地裝置型式未來發(fā)展方向之一。

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