淺談電力線路接地電阻阻值的分析和治理

崔國(guó)鵬

摘 要：線路桿塔接地體是為了在線路遭受雷擊時(shí)快速泄放雷電流的防雷裝置。但是由于部分線路的接地電阻阻值過(guò)大達(dá)不到防雷的效果，導(dǎo)致線路跳閘，就需要對(duì)其接地體進(jìn)行改造，降低桿塔接地電阻，防止雷害事故的發(fā)生，達(dá)到提高設(shè)備健康水平、減少日常維護(hù)工作量、保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、提高供電可靠性的目的。

關(guān)鍵詞：電力線路；接地電阻阻值；分析和治理；

降低接地電阻的措施多種多樣，在實(shí)際工程中，要達(dá)到降低接地電阻的目的，首先考慮擴(kuò)大接地網(wǎng)的面積，其次再考慮添加降阻劑，使用防腐離子接地體等措施；在管道及陰保設(shè)備的接地時(shí)，應(yīng)采用鋅包鋼做接地。在復(fù)雜土壤地區(qū)，確定降低接地電阻的具體措施時(shí)，對(duì)站址要作詳細(xì)的勘測(cè)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r、地形地貌和土壤電阻率高低等條件全面、綜合分析，通過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較確定合理的方法。

1 影響接地電阻阻值的因素

（1）在接地電阻周圍存在強(qiáng)磁場(chǎng)。強(qiáng)磁場(chǎng)的存在會(huì)對(duì)電流的流向造成影響。一旦電流的流向發(fā)生改變，接地電阻本身所存在的磁場(chǎng)也會(huì)被改變。雷達(dá)、衛(wèi)星發(fā)射器等設(shè)備的周圍都存在很強(qiáng)的電磁場(chǎng)。在這些設(shè)備周圍的接地電阻基本上無(wú)法準(zhǔn)確的測(cè)量。（2）天氣因素對(duì)接地電阻的影響。接地體的接地電阻與土壤特性及接地體形狀有關(guān)。土壤電阻率是衡量土壤電性能的季節(jié)變化最主要的參數(shù)，受含水量、溫度、外界電場(chǎng)等因素的影響。當(dāng)含水量較小時(shí)，土壤電阻率隨含水量的增加而減?。粶囟仍?℃以上，隨著溫度的升高，電阻率緩慢減小，而當(dāng)溫度在0℃以下，隨溫度的降低電阻率明顯升高。（3）接地裝置的腐蝕。接地裝置熱容量嚴(yán)重不足，有的因腐蝕造成，有的因設(shè)計(jì)、施工不當(dāng)造成；接地裝置事故持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，保護(hù)不能快速切除，給事故提供了時(shí)間條件。由于熱鍍鋅鋼存在點(diǎn)蝕，而點(diǎn)蝕速度比年平均腐蝕值高幾倍，因此，接地網(wǎng)7～8年便腐蝕斷，造成接地電阻增大。 （4）接地體（極）之間的連接或焊接。接地體之間，以及接地體與接地極之間，搭接倍數(shù)不夠，或者焊接長(zhǎng)度、寬度不足。僅采用單面焊接，而且焊縫不飽滿、焊接倍數(shù)不夠等情況時(shí)，直接影響接地電阻值的大小。應(yīng)采用雙面焊接，并且做好焊接點(diǎn)的防腐處理。

2 增加接地體與土壤之間的考慮

（1）串聯(lián)接地極。串聯(lián)接地極的原理工作就是要增加接地體與土壤的接觸面積，以此來(lái)減少對(duì)接地體與土壤之間的接觸電阻。在當(dāng)接地極的接地電阻值與設(shè)計(jì)值相差不大時(shí)，只要增加幾組接地極，把幾組接地極串聯(lián)起來(lái)，就可以減小接地電阻值，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在施工過(guò)程中，這種情況會(huì)經(jīng)常發(fā)生，也最為簡(jiǎn)單有效，投入的成本也不高。其主要適用于線路跨越和設(shè)備桿接地。（2） 使用接地網(wǎng)。在使用接地網(wǎng)的原理工作主要也是用于增加接地體與土壤的接觸面積，從而達(dá)到減少接地體與土壤之間的接觸電阻。在當(dāng)接地網(wǎng)的接地電阻值與設(shè)計(jì)值相差不大，其土壤結(jié)構(gòu)主要是土或土夾石時(shí)，只要增加其接地的范圍，從而來(lái)減小接地電阻值，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在施工過(guò)程中，這種情況時(shí)有發(fā)生，實(shí)施起來(lái)簡(jiǎn)單有效，投入的成本也不多。主要適用于山區(qū)線路的鐵塔接地。

3 高土壤電阻率地區(qū)接地設(shè)計(jì)

在高土壤電阻率地區(qū)，僅靠常規(guī)接地方式很難滿足接地要求。所以一般采用如下幾種方式來(lái)降低接地電阻：。（1）擴(kuò)大接地面積：根據(jù)接地網(wǎng)接地電阻估算公式：R=0.5ρL/S； 其中ρ———土壤電阻率（Ω·m）；S———接地網(wǎng)有效散流面積（㎡）；可以看出：擴(kuò)大接地網(wǎng)的占用面積，增大接地導(dǎo)體的散流面積，可有效地降低接地網(wǎng)的電阻。（2）使用降阻劑或者增大接地極的直徑。在接地面積一定的情況下，降低接地電阻的方法是減小土壤電阻率，傳統(tǒng)的方法是采用換土，但是換土工程造價(jià)太高。一般采用降阻劑來(lái)降阻，垂直接地極的接地電阻值如下：

K—使用降阻劑后接地極的修正系數(shù)，從上式可以看出使用降阻劑或者增大接地極的直徑能有效的降低接地電阻值。投資較少，目前應(yīng)用較為廣泛。（3）使用防腐離子接地極。單套防腐離子接地極的接地電阻，K—為土壤改良系數(shù)，（50%～5%）；L—為垂直接地極的長(zhǎng)度，m。防腐離子接地極能有效改善土壤的導(dǎo)電能力，改良土壤電阻率。在接地面積受限等高土壤電阻率地區(qū)，把單個(gè)垂直接地極的電阻降到最小是解決高土壤電阻率地區(qū)接地電阻的關(guān)鍵。在使用防腐離子接地極時(shí)要保證接地極間的距離，距離較遠(yuǎn)效果較好，缺點(diǎn)是價(jià)格較高。（4）深井鉆孔接地降阻。深井鉆孔接地技術(shù)主要是利用地下比較深處的土壤電阻率相對(duì)較低，往深處鉆孔，將垂直接地極埋入，水平接地極要求與垂直接地極可靠連接，利用這種方式來(lái)降低接地電阻值。這種方式適合地下層土壤電阻率低的區(qū)域，但是一般地區(qū)深層土壤的電阻率均高于上層土壤，特別是深層為巖石的山區(qū)和丘陵地區(qū)，不適合采用深井鉆孔接地降阻。（5）向引外接地網(wǎng)。本方法適合周邊區(qū)域土壤電阻率比較低的地區(qū)。主要是在土壤電阻率低的地區(qū)打輔助接地網(wǎng)，然后與主接地網(wǎng)連接，以達(dá)到降低接地電阻的目的。如果附近區(qū)域土壤電阻率較高則不適合本方法。由于輔助接地網(wǎng)在建設(shè)區(qū)域以外，不容易被保護(hù)，所以，在敷設(shè)輔助接地網(wǎng)時(shí)需深埋，做好保護(hù)措施，防止引起人身觸電等安全事故。同時(shí)，由于這種方法接地網(wǎng)比較大，不容易保護(hù)，易遭受破壞，所以采用此方法時(shí)應(yīng)全面考慮周圍發(fā)展規(guī)劃再確定是否采用。

4 減小接地電阻的措施

（1）更換土壤。使用電阻率較小的土壤，如粘土、黑土等。這在一定程度上能減少土壤對(duì)接地電阻的影響。但是，這種方法會(huì)消耗大量的人力物力財(cái)力，還會(huì)浪費(fèi)很多的時(shí)間。 （2）對(duì)土壤進(jìn)行化學(xué)處理。在土壤中加入某些導(dǎo)電性的物質(zhì)，如食鹽、木炭、石灰等。這種方法簡(jiǎn)單易操作，并且不會(huì)增加時(shí)間成本。但是，在土壤中加入化學(xué)物質(zhì)，會(huì)降低土壤的穩(wěn)定性，減少土壤的使用年限。所以，一般情況下，并不采用這種方法。（3）使用降阻劑。一般在接地要求較高的設(shè)備接地時(shí)采用這種方法。在接地體周圍敷設(shè)降阻劑后，可增大接地極外形尺寸，降低與周圍大地介質(zhì)之間的接觸電阻，可在一定程度上降低接地極的接地電阻。降阻劑用于小面積的集中接地小型接地網(wǎng)時(shí)，降阻效果較為顯著。這是目前采用的一種較新和積極推廣的方法，現(xiàn)已出現(xiàn)了無(wú)毒、無(wú)味的不同型號(hào)的降阻劑。 （4）使用高導(dǎo)活性離子接地。高導(dǎo)活性離子通過(guò)電解離子接地極內(nèi)部和外部填充材料的離子釋放效應(yīng)，改善電解離子接地極與周邊土壤的接觸環(huán)境，達(dá)到降阻的目的，在土壤中形成良好的導(dǎo)電流。特別是在高山等特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，高導(dǎo)活性離子的存在顯得尤為重要。這些地理環(huán)境中，接地電阻的作用本身就會(huì)受到影響。為了降低環(huán)境的影響，就需要使用高導(dǎo)活性離子。 （5）深埋接地體到最佳深度。對(duì)于接地電阻的使用，埋入地下的深度也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響?？梢远啻芜M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，找出最佳的深度，然后將接地體埋入，以此來(lái)達(dá)到最佳的接地效果。

5 工程實(shí)例

在新疆吐哈油田項(xiàng)目中，土壤電阻率為500～700Ωm；土壤電阻率較高，在工程中經(jīng)過(guò)計(jì)算，采用增大接地網(wǎng)面積和使用降阻劑綜合利用的方式，將綜合樓，工藝裝置區(qū)等整個(gè)站內(nèi)接地網(wǎng)連接在一起，有效的增大了接地面積，同時(shí)添加導(dǎo)電性能好的強(qiáng)堿弱酸鹽為主要成分的化學(xué)降阻劑，改善土壤電阻率，從而達(dá)到降低接地電阻的目的。

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)電力變壓器接地線和中性線斷線及接地電阻升高的現(xiàn)象分析、總結(jié)，對(duì)日常維護(hù)電力變壓器檢修中的技術(shù)水平有一定的提高，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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