探析輸電線路桿塔接地的防雷對策

劉紅

摘 要：輸電線路大多分布于個鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，穿越山丘、大山區(qū)或跨越江河，且大多處于地區(qū)的制高點，桿塔的接地對輸電線路的防雷至關(guān)重要，因此，輸電線路桿塔接地作為防雷保護的有效措施之一一直是各運行單位保證安全生產(chǎn)和電網(wǎng)可靠運行的重要工作內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：輸電線路;桿塔接地;防雷

1.前言

輸電線路大多分布于個鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，穿越山丘、大山區(qū)或跨越江河，且大多處于地區(qū)的制高點，桿塔的接地對輸電線路的防雷至關(guān)重要，特別是對輸電線路的耐雷水平影響較大。但是位于山區(qū)的輸電線路，由于土壤電阻率高、地形、地勢復(fù)雜，交通不便，施工難度大，桿塔接地電阻普通偏高。每年都有線路遭受雷害事故發(fā)生，經(jīng)查發(fā)生雷害事故的桿塔均為接地電阻偏高的桿塔。因此，輸電線路桿塔接地作為防雷保護的有效措施之一一直是各運行單位保證安全生產(chǎn)和電網(wǎng)可靠運行的重要工作內(nèi)容。輸電線路雷害事故進行深入的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常發(fā)生雷害事故的線路段，一般都是若干基桿塔接地電阻連續(xù)偏高，或有大跨越、大檔距存在。這是因為在這些地段一旦桿塔遭受雷擊相鄰桿塔不能有效分流，而被擊桿塔流過大部分的雷電流，由于接地電阻較高造成了較多的塔頂電位，一旦絕緣子串兩端的電位差大于絕緣子中的50%。沖擊即“反擊”所致。因此接下來我們對輸電線路的接地進行防雷對策分析。

2. 桿塔的接地電阻分析

一是有避雷線線路桿塔。有避雷線的線路，每基桿塔不連避雷線時的工頻接地電阻。雷電活動強烈的地方和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和線段，應(yīng)改善接地裝置，適當提高絕緣水平或架設(shè)耦合地線。

二是無避雷線的線路桿塔。鋼筋混凝土桿和桿塔宜接地，其接地電阻不受限制，但多雷區(qū)不宜超過30Ω。對重要的線路，桿塔接地電阻最好能處理到10Ω以下，因為只有這樣才能提高線路的耐雷水平，有效地限制雷擊跳閘率，從而保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

3. 桿塔接地型式分析

一是在土壤電阻率ρ≤100Ω·m的潮濕地區(qū)，可利用桿塔和鋼筋混凝土桿自然接地。對發(fā)電廠、變電站的進線段應(yīng)另設(shè)雷電保護接地裝置。

二是在土壤電阻率ρ≤100Ω·m<300Ω·m的地區(qū)，除利用鐵塔和鋼筋混凝土桿自然接地。對發(fā)電廠、變電站的進線段應(yīng)另設(shè)雷電保護接地裝置。

三是在土壤電阻率300Ω·m<ρ≤2000Ω·m的地區(qū)，可采用水平敷設(shè)的接地裝置，接地極埋設(shè)深度不宜小于0.6m。

四是在土壤電阻率ρ>2000Ω·m的地區(qū)，可采用鋼筋總長度不超過500 m的放射形接地極或連續(xù)伸長接地極。放射形接地極可采用長短結(jié)合的方式。接地極埋設(shè)深度不宜小于0.3m。

五是在高土壤電阻率地采用放射形接地裝置時，當在桿塔基礎(chǔ)的放射形接地極每根長度的1.5倍范圍內(nèi)有土壤電阻率較低的地帶時，可部分采用引外接地或其它措施。

六是雷電活動強烈的地方和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和線段，應(yīng)改善接地裝置，架設(shè)避雷線，適當加強絕緣或架設(shè)耦合地線。

4. 塔接地的降阻措施

在土壤電阻率高的山區(qū)，由于受地質(zhì)、地勢等條件的限制，輸電線路的桿塔接地裝置的工頻接地電阻往往達不到要求，而桿塔接地電阻對提高線路耐雷水平，降低雷擊跳閘率又十分重要、需要把接地電阻降下來，這時要根據(jù)每基桿塔的實際情況，認真查看地質(zhì)、地勢、測試桿塔周圍各個不同深度的土壤電阻率，然后根據(jù)每基桿塔的實際情況經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟對比之后，采取有效的降阻措施。要降低桿塔的工頻接地電阻，首先要做好以下工作。

一是做好地質(zhì)、地勢調(diào)查，了解桿塔工頻接地電阻超標的原因，查看桿塔所處的位置是處在什么樣的地形，實地勘測土層的情況和土質(zhì)情況。

二是測試桿塔周圍的土壤電阻率，看地下有無可以利用的低電阻率的地層，再測試不同深度的土壤電阻率，看地下有無可以利用的低電阻率的地層。根據(jù)實地調(diào)查勘測的情況，采取經(jīng)濟有效的降阻措施。降低工頻接地電阻的措施主要有以下幾種方式：水平外延接地體。如桿塔所處的地方允許水平放射接地體時應(yīng)盡量采用水平放射的方式，因為水平放射接地體不但可以降低工頻接地電阻，更重要的是可以有效降低沖擊接地電阻，起到有效的防雷作用，關(guān)于水平放射的形狀和方位可根據(jù)現(xiàn)場實際情況而定，但如在水平放射長度的1.5倍范圍內(nèi)有較低上壤電阻率的地方，可以采用外引接地的方式。深埋式接地極。如地下深處的土壤電率較低，可用深埋式接地極。選擇地下水位較豐富及地下水位較高的地方;桿塔附近如有金屬礦體，可將接地體插入礦體上，利用礦體來延長或擴大人工接地體的幾何尺寸。 填充電阻率較低的物質(zhì)（降阻劑）。如附近有可以利用的低電阻率的物質(zhì)，可以因地制宜、綜合利用，但這些物質(zhì)的性能應(yīng)具備：電阻率低、不宜流失、性能穩(wěn)定、易于吸收和保持水分、無腐蝕作用、施工簡便、經(jīng)濟合理。

5. 桿塔接地裝置運行及維護

架空線路的桿塔接地裝置，因運行環(huán)境惡劣，極易受到腐蝕和外力破壞，輸電線路的接地主要存在以下問題。

一是腐蝕問題。容易發(fā)生腐蝕的部位主要有：①接地引下線與水平或垂直接地體的連接處，由于腐蝕電位不同，極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，有的已經(jīng)形成開路狀態(tài);②接地線與桿塔的連接螺絲處，由于腐蝕、螺絲生銹，用表計測量，接觸電阻非常高，有的已形成電氣上的開路;③接地引下線本身，由于所處位置比較潮濕，運行條件惡劣，運行中又沒有按期進行必要的防腐保護，因而腐蝕速度較快;④水平接地體本身，有的埋深不夠，特別是一些山區(qū)的輸電線路桿塔，由于地質(zhì)為石頭，或土層薄，埋深有的不足30 cm，回填土又是用碎石回填，土中含氧量高，極容易發(fā)生吸氧腐蝕，在酸性土壤中的接地體容易發(fā)生析氫腐蝕。

二是外力破壞問題。對于架空線路桿塔的接地裝置，特別是接地線，外力破壞是一個特別值得注意的問題。因而對架空線路的桿塔接地裝置要定期巡視和維護，特別要注意以下幾方面的巡視檢查和維護工作：①定期巡視檢查桿塔的接地引下線是否完好，如被破壞應(yīng)及時修復(fù)，應(yīng)定期進行防腐處理;②定期檢查接地螺栓是否生銹，與接地線的連接是否好，螺絲是否松動，應(yīng)保證與接地線有可靠的電氣接觸;③檢查接地裝置是否遭到外力破壞，是否被雨水沖刷露出地面，并每隔5年開挖檢查其腐蝕情況，如不能能滿足應(yīng)及時改造;④每年在冬季土壤干燥時應(yīng)測量桿塔接地裝置的接地電阻，檢查是否超標，如超標應(yīng)及時改造，才能收到理想的防雷效果。

參考文獻

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