淺談高壓架空線路桿塔接地降阻措施

鄭衍魯

摘要：高壓架空線路桿塔是重點(diǎn)電力網(wǎng)絡(luò)中支撐和保護(hù)的部分，對(duì)于電力正常運(yùn)輸和電網(wǎng)運(yùn)行安全有著直接而重要的影響，高壓架空線路桿塔會(huì)因突兀和高程的原因而受到雷擊的威脅，防范高壓架空線路桿塔雷擊的直接方法是降低桿塔接地電阻。本研究從高壓架空線路桿塔的建設(shè)與維護(hù)工作實(shí)際出發(fā)，全面分析了導(dǎo)致高壓架空線路桿塔出現(xiàn)接地電阻過大的原因，提供了降低高壓架空線路桿塔接地電阻值的措施，以供行業(yè)技術(shù)與施工人員參考。

關(guān)鍵詞：高壓架空線路桿塔;接地電阻;工程施工：水平接地體;垂直接地體;降阻劑

高壓架空線路桿塔的接地對(duì)送電線路的防雷至關(guān)重要，特別是對(duì)送電線路的耐壓水平影響較大。但是位于山區(qū)的送電線路，由于土壤電阻率高、地形、地勢(shì)復(fù)雜、交通不便、施難度大，桿塔接地電阻普遍偏高。如萊鋼110kV鋼銀線位于山區(qū)的桿塔存在多處接地電阻偏高的現(xiàn)象，有的甚至高達(dá)100多歐，這條線路接地改造之前雷擊跳閘率居高不下。進(jìn)一步對(duì)經(jīng)常遭雷擊線路進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)經(jīng)常發(fā)生霄事故的線路段一般都是若干基桿塔接地電阻連續(xù)偏，或有大跨越、大檔趴存在。分析認(rèn)為這主要是由于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%，沖擊放電電壓時(shí)，絕緣子發(fā)生擊穿，即“反擊”所致。

1、送電線路桿塔接地電阻偏高的原因分析

1）地質(zhì)、地勢(shì)復(fù)雜，特別是山區(qū)土壤電阻率偏高造成桿塔接地電阻較高。據(jù)調(diào)查北方山區(qū)的土壤電阻率一般在1300～3000Qm，南方山區(qū)的土壤電阻率有的甚至高達(dá)5000～10000nm，且有的山區(qū)土層較薄或根本沒有土壤，基本上全為巖石。另外北方土壤干燥，而大地導(dǎo)電基本上是靠離子導(dǎo)電，而各類無機(jī)鹽類只有在有水的情況下，才能離解為導(dǎo)電的金屬離子，所以干燥的土壤導(dǎo)電能力是非常差的，這是山區(qū)或北方干旱地區(qū)桿塔接地電阻偏高的主要原因。

2）設(shè)計(jì)施工方面的原因造成桿塔接地電阻偏高。首先設(shè)計(jì)上的原因：由于山區(qū)地形復(fù)雜，土壤不均勻，土壤電阻變化較大，因此設(shè)計(jì)桿塔接地時(shí)需要實(shí)地進(jìn)行認(rèn)真的勘探，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)。但是對(duì)實(shí)際工程進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)方面存在一些問題：設(shè)計(jì)時(shí)有些不到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行土壤電阻率測(cè)試，不到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地形、地勢(shì)和地質(zhì)勘探，根據(jù)實(shí)際做出符合現(xiàn)場(chǎng)條件的設(shè)計(jì)，而是對(duì)相當(dāng)大的范圍取平均電阻率;或者套用典型的設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)接地電阻不進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不符均造成接地電阻偏高。施工上的原因：由于接地工程屬于隱蔽工程，施丁時(shí)若不能嚴(yán)格的按圖施如接地體的長(zhǎng)度、埋深及焊接和回填土不符要求），加之工程技術(shù)監(jiān)督不到位。造成線路施工后，存在有大量桿塔接地電阻超標(biāo)。工程驗(yàn)收時(shí)不嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行驗(yàn)收、測(cè)試，會(huì)使這些隱患一直得不到消除，直到線路投運(yùn)。

3）運(yùn)行維護(hù)方面的原因造成線路桿塔接地電阻偏高。有些桿塔接地電阻在初建成時(shí)是合格的，但是隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，桿塔接地電阻會(huì)越來越大，這主要有以下一些原因：①接地體的腐蝕，造成接地電阻偏高。在山區(qū)酸性土壤中或風(fēng)化后土壤中，容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕和吸氧腐蝕。特別是接地引下線與水平接地體的連接處，經(jīng)常發(fā)生由腐蝕電位差不同引起的電化學(xué)腐蝕，導(dǎo)致接地體腐蝕斷裂而使桿塔“失地”的現(xiàn)象。另外接地體的埋深不夠，或用碎石、砂子回填，土壤中含氧量高，使接地體容易發(fā)生吸氧腐蝕，由于腐蝕使接地體與周圍土壤之間的接觸電阻變大，甚至使接地體在焊接頭處斷裂，導(dǎo)致桿塔接地電阻變大，或失去接地。②在山坡坡帶由于雨水的沖刷使水土流失而使接地體外露失去大地的接觸。③往施‘l時(shí)使J{j化學(xué)降齊Il，或性能不穩(wěn)定的降阻劑，隨著時(shí)間的推移降阻劑的降阻成份流失或失效后使接地電阻增大。④外力破壞，桿塔接地F線或接地體被盜或外力破壞，造成接地體損壞。

2、關(guān)于降阻措施的探討

2.1、做好高壓架空線路桿塔水平接地體的施工

水平接地體的功能是降低高壓架空線路桿塔雷擊的沖擊強(qiáng)度，應(yīng)該根據(jù)高壓架空線路桿塔周邊的地勢(shì)和情況改變水平接地體的敷設(shè)形式，要以向外放射水平射線為主，要充分利用現(xiàn)場(chǎng)地形和地質(zhì)。為防止雨水沖刷，水平接地體能沿等高線布置的要盡量沿等高線布置，并結(jié)合防水墻進(jìn)行防護(hù)。

2.2、做好高壓架空線路桿塔垂直接地體的施工

在地下有金屬礦，或地下有低電阻率的地質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)可采用豎井式接地降阻法。在一般的地質(zhì)結(jié)構(gòu)使用深井式接地極，對(duì)降低沖擊接地電阻效果并不大。因此對(duì)桿塔接地的接地體應(yīng)以水232平接地體為主，以垂直接地體為輔，垂直接地體的長(zhǎng)度以1.5—2m為宜，一般設(shè)置在水平接地體的頂點(diǎn)，或水平接地體中間容易打入的位置。

2.3、合理運(yùn)用降阻劑降低桿塔接地電阻

使用降阻劑對(duì)降低桿塔接地電阻是非常有效的。因?yàn)闂U塔接地是屬于中小型接地裝置、降阻劑的降阻效果能得到充分發(fā)揮。在降阻劑的選用上，一定耍注意選用降阻性能好，對(duì)鋼接地體低腐蝕，性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、保水性好，不易隨水土流失的降阻劑。

2.4、加強(qiáng)高壓架空線路桿塔隱蔽工程的施工

對(duì)新建桿塔最好在桿塔基礎(chǔ)和拉線基施工時(shí)坑底鋪設(shè)接地體和降阻劑進(jìn)行降阻，這樣可收到事半功倍的效果。對(duì)改造降阻工程要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)有利地質(zhì)、地勢(shì)做切合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的設(shè)計(jì)，按要求進(jìn)行水平接地和垂直接地體的施工。要特別注意水平接地體的埋深，焊接要合格?；靥钔烈眉?xì)土回填，并分層夯實(shí)，對(duì)接地引下線的各連接頭要做防腐處理，對(duì)接地引下線直到與水平接地體連接處要刷瀝清漆和防腐漆進(jìn)行防腐處理。

2.5、提高高壓架空線路桿塔維護(hù)水平

對(duì)高壓架空線路桿塔的接地裝置維護(hù)，要定期進(jìn)行接地電阻值的檢查，比如定期對(duì)接地引下線進(jìn)行防腐處理，定期測(cè)試桿塔接地電阻和回路電阻，定期檢查接地體有無沖刷和外力破壞等。在維護(hù)高壓架空線路桿塔時(shí)，應(yīng)該對(duì)接地裝置定期進(jìn)行維護(hù)和檢查，比如定期對(duì)接地引下線進(jìn)行防腐處理，定期測(cè)試桿塔接地電阻和回路電阻，定期檢查接地體有無沖刷和外力破壞等。

2.6、合理使用土壤降阻劑

在選用土壤降阻劑時(shí)應(yīng)該考慮到穩(wěn)定性和長(zhǎng)效性的問題，有些降阻劑，特別是一些化學(xué)降阻劑，雖然短時(shí)期內(nèi)具有很好的降阻效果，但其性能不穩(wěn)。還要考慮到土壤降阻劑對(duì)高壓架空線路桿塔接地體的腐蝕問題，有些土壤降阻劑具有很強(qiáng)腐蝕性，能對(duì)鋼接地體構(gòu)成較大的腐蝕，給高壓架空線路系統(tǒng)造成了較大的破壞，影響了接地電阻的控制。要在土壤降阻劑選擇過程中突出電阻率、保水性、滲透和擴(kuò)散作用，一定要注意選用降阻性能好，對(duì)鋼接地體低腐蝕，性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、保水性好，不易隨水土流失的降阻劑。

3、結(jié)語

高壓架空線路桿塔的接地降阻處胛主要H的是防雷，所以應(yīng)以降低沖擊接地電阻為主，那么所的降阻措施都應(yīng)圍繞這個(gè)日的進(jìn)行，不宜采用特長(zhǎng)的外延接地和較深的深井接地。高壓架空線路是主要電力網(wǎng)和重點(diǎn)電力線路的常見線路形式，由于高壓架空線路高出地面達(dá)20m以上，這使得防雷問題變得尤為重要。應(yīng)該將高壓架空線路桿塔的接地工作突出，以控制接地電阻為中心，展開對(duì)高壓架空線路和桿塔的降阻工作，通過對(duì)桿塔接地電阻的控制，提高高壓架空線路和桿塔的安全水平，在經(jīng)濟(jì)性、安全性方面探尋最佳的契合，以便實(shí)現(xiàn)高壓架空線路桿塔結(jié)構(gòu)與運(yùn)行上的綜合安全。

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