特高壓輸電線路接地型式研究

程建華

（湖北省電力勘測設(shè)計(jì)院有限公司，武漢 430040）

1 自然接地型式

輸電線路桿塔自然接地型式主要利用基礎(chǔ)鋼筋與桿塔地腳螺栓相連，通過基礎(chǔ)鋼筋來實(shí)現(xiàn)散流效果，使桿塔接地電阻滿足要求的同時(shí)又盡量節(jié)省鋼材。利用接地計(jì)算軟件CDEGS搭建自然接地模型，計(jì)算采用自然接地型式時(shí)滿足規(guī)程要求的土壤電阻率范圍。以工程中主要采用的典型桿塔基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式為樁基礎(chǔ)和板式基礎(chǔ)為例。混凝土電阻率做近似取值等于土壤電阻率，桿塔根開取15m。

1.1 樁基礎(chǔ)自然接地電阻計(jì)算

假設(shè)基礎(chǔ)鋼筋籠由15根φ28鋼筋均勻布置在直徑1.2m的圓柱上，當(dāng)樁基礎(chǔ)埋深10m和17m時(shí)，建模按主鋼筋通流考慮。計(jì)算結(jié)果如表1所示：

表1 樁基礎(chǔ)自然接地電阻計(jì)算結(jié)果

計(jì)算結(jié)果表明，同一土壤電阻率條件下，埋深越深，接地電阻越??；同一基礎(chǔ)埋深條件下，土壤電阻率越大，接地電阻越大，電阻率每增加100Ω·m，接地電阻約增加2.1Ω。

對于上述樁基礎(chǔ)，當(dāng)土壤電阻率小于900Ω·m時(shí)，桿塔自然接地電阻值滿足規(guī)程要求。

1.2 板式基礎(chǔ)自然接地電阻計(jì)算

板式基礎(chǔ)地下埋深3.3～3.7m，基礎(chǔ)底座寬3.6～4.5m。計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 板式基礎(chǔ)自然接地電阻計(jì)算結(jié)果

由計(jì)算結(jié)果可知，土壤電阻率越大，接地電阻越大，兩者近似呈線性關(guān)系，電阻率每增加100Ω·m，接地電阻增加約2.6Ω。

對于板式基礎(chǔ)，當(dāng)土壤電阻率小于700Ω·m時(shí)，桿塔自然接地電阻值滿足規(guī)程要求。

2 沿基坑敷設(shè)接地體

根據(jù)基坑口徑和基坑深度情況，制作相應(yīng)的接地體，其中水平接地體有上下兩層，下層水平接地體與基坑底部緊密連接，上層水平接地體距離地面0.6～0.8m。上下兩層水平接地之間用4根垂直接地體連接。水平接地體和垂直接地體焊接后放入基坑直至底部，垂直接地體緊靠基坑壁，隨后再放入基礎(chǔ)鋼筋籠并澆灌混凝土，接地體永久埋在基坑中，無需維護(hù)，接地型式如圖1所示。

圖1 沿基坑敷設(shè)接地體接地形式示意圖

沿基坑敷設(shè)接地體接地型式電阻計(jì)算結(jié)果如表3所示，結(jié)論如下：沿基坑敷設(shè)接地體時(shí)，在同一土壤電阻率條件下，WZ05基礎(chǔ)的接地電阻值比BK31B基礎(chǔ)的接地電阻值小。對于WZ05基礎(chǔ)，當(dāng)土壤電阻率小于1650Ω·m時(shí)，桿塔接地電阻值滿足規(guī)程要求；對于BK31B基礎(chǔ)，當(dāng)土壤電阻率小于1400Ω·m時(shí)，桿塔接地電阻值滿足規(guī)程要求。

表3 沿基坑敷設(shè)基地體接地電阻計(jì)算結(jié)果

3 結(jié)束語

（1）對于樁基礎(chǔ)，在土壤電阻率ρ＜900Ω·m的地區(qū)，采用桿塔自然接地形式；在900Ω·m≤土壤電阻率＜1650Ω·m的地區(qū)，采用沿基坑敷設(shè)接地體的新型接地形式；在土壤電阻率ρ＞1650Ω·m的地區(qū)，采用傳統(tǒng)環(huán)繞塔基的方形加放射線接地裝置形式。

（2）對于板式基礎(chǔ)，在土壤電阻率ρ＜700Ω·m的地區(qū)，采用桿塔自然接地形式；在700Ω·m≤土壤電阻率ρ＜1400Ω·m的地區(qū)，采用沿基坑敷設(shè)接地體的新型接地形式；在土壤電阻率ρ＞1400Ω·m的地區(qū)，采用傳統(tǒng)環(huán)繞塔基的方形加放射線接地裝置形式。

以土壤電阻率1500Ω·m以下地區(qū)采用傳統(tǒng)接地型式，每基桿塔埋設(shè)接地裝置長度約160m，按埋深0.6m，開挖寬度0.5m計(jì)算，則每基桿塔埋深接地裝置的土壤開挖量約為48立方米。若在該地區(qū)，桿塔全部采用沿基坑敷設(shè)接地體接地型式，每條塔腿敷設(shè)接地裝置的長度約為50m，整基桿塔埋設(shè)接地裝置長度約200m，無土壤開挖量。

4 結(jié)束語

實(shí)現(xiàn)差異化接地設(shè)計(jì)，因地制宜采用合適的接地型式，能減少開挖量，降低施工成本，減少對自然環(huán)境的破壞，提高工程經(jīng)濟(jì)性，對工程建設(shè)具有重大意義。