田強(qiáng)

摘 要：架空輸電線路的接地情況很大程度上影響著整個(gè)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，降低桿塔的接地電阻能夠很大程度上提升輸電線路的防雷能力，降低雷擊發(fā)生時(shí)的跳閘率，減少雷擊對(duì)于電力系統(tǒng)的破壞力。本文分析了影響接地電阻的相關(guān)原因，在此基礎(chǔ)上提出了降低接地電阻的相關(guān)建議，同時(shí)對(duì)輸電線路的接地電阻進(jìn)行了實(shí)際測量，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路；接地電阻；防雷

0 引言

架空輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)于確保電力的穩(wěn)定傳輸具有重要作用。但是輸電線路長期暴露在外，比較容易受到惡劣環(huán)境的影響，尤其是經(jīng)常受到雷擊作用而造成輸電線路跳閘。輸電線路的桿塔接地裝置能夠起到一定的防雷效果，良好的接地電阻能夠?qū)⒗纂娏麽尫畔虼蟮亓魃ⅲ越拥仉娮鑼?duì)于輸電線路的防雷起到至關(guān)重要的作用。因此，采取有效措施來降低架空輸電線路的接地電阻對(duì)于保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有非常重要的意義。

1 影響接地電阻的原因分析

在線路的維護(hù)過程中可以得知輸電線路的桿塔接地問題是最為突出的問題之一，常會(huì)出現(xiàn)接地電阻超標(biāo)的情況，某些桿塔的接地電阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到輸電線路正常運(yùn)行所需要的電阻值。通過對(duì)輸電線路桿塔接地電阻情況進(jìn)行分析得知，影響接地電阻的原因主要包括如下幾方面：

第一，接地體受到了較為嚴(yán)重的腐蝕，尤其是在山區(qū)土壤酸性較強(qiáng)或者是風(fēng)化后的土壤中更是容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕以及吸氧腐蝕，很多線路因?yàn)槭艿礁g而發(fā)生斷裂，極大的威脅到了線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。特別是在發(fā)生雷電的情況下，很可能因?yàn)榻拥仉娮栎^大以及接地不良等問題造成雷電的導(dǎo)通率較低，從而引發(fā)相應(yīng)的事故。

第二，桿塔接地引下線以及接地體受到外力破壞，給輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了較大威脅。特別是輸電線路受到雷擊的情況下，因?yàn)闂U塔接地不良造成跳閘事故時(shí)有發(fā)生。所以有效降低架空輸電線路的接地電阻對(duì)于保證輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

2 降低架空輸電線路接地電阻的相關(guān)建議

（1）深埋接地極

因?yàn)楸┞对诒砻娴耐寥谰哂休^高的電阻率，但是地下的土壤層電阻率相對(duì)較低，所以要將接地體深埋地下，降低電阻率。當(dāng)?shù)叵戮哂械叵滤?、礦物鹽、金屬礦等物質(zhì)時(shí)，可以鉆透表層，將接地體買入到下層，并不會(huì)受到地形的影響以及接地網(wǎng)敷設(shè)范圍的限制，能夠確保接地電阻的安全可靠。對(duì)于架空輸電線路的桿塔接地來說，施工質(zhì)量的好壞很大程度上影響著接地電阻的情況。所以要嚴(yán)格控制施工的流程以及施工工藝，確保其施工質(zhì)量。

架空輸電線路施工內(nèi)容：

第一，在明確了輸電線路的走向以及位置后，就可以進(jìn)行桿塔水平接地體溝槽的開挖。為了保證接地電阻能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，接地溝槽的深度要達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于土質(zhì)較軟的田地或者平地來說，至少達(dá)到0.8m；對(duì)于土質(zhì)較硬的山地或者丘陵來說，至少達(dá)到0.6m；對(duì)于耕地來說，水平接地體至少要埋設(shè)在耕作深度以下；對(duì)于巖石區(qū)域來說，至少要達(dá)到0.3m。只有接地體的埋設(shè)深度達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)的要求，才能獲得良好的降阻效果，同時(shí)也能夠起到很好的防腐效果。接地體買入較深時(shí)，一旦發(fā)生較大的電流進(jìn)入地下，在地面就會(huì)形成比較均勻的電位。

第二，敷設(shè)接地體。在敷設(shè)接地體時(shí)要使用那些較低電阻率的土壤，并且最大程度上將接地體沿著等高線進(jìn)行布置，接地線要平直進(jìn)行鋪設(shè)，要確保各接地體之間的平行距離在5m以上，這樣能夠很好的降低形狀系數(shù)以及屏蔽系數(shù)。

第三，地網(wǎng)要確保具有足夠的截面積，可以使用直徑10mm以上的鍍鋅鋼管構(gòu)建。鍍鋅接地引下線和地網(wǎng)的連接、地網(wǎng)中其他部件的連接都采用焊接的形式進(jìn)行，并且要采取兩面焊接，確保其焊接牢固性。

第四，要保證地網(wǎng)、接地體以及桿塔可靠連接，良好的接觸。桿塔和接地體大多數(shù)采用對(duì)角接地的方式進(jìn)行可靠連接，若是接地引下線和桿塔進(jìn)行連接，需要將連接位置進(jìn)行良好的打磨，并且要涂上導(dǎo)電膏來降低電阻，保證接地網(wǎng)和桿塔有可靠的接觸。

第五，回填。在完成了接地線的接地線的敷設(shè)、焊接以及防腐工作，并檢查合格后就可以進(jìn)行回填工作。對(duì)于接地網(wǎng)接觸部分來說，其回填可以采用粘土或者細(xì)土，不能采用砂石回填。對(duì)于各部分的回填土都要清除掉石塊、垃圾等雜物，回填土要通過分層進(jìn)行夯實(shí)，并且要保留300mm的沉陷預(yù)度。

第六，在完成了全部施工內(nèi)容之后，經(jīng)過一段時(shí)間在進(jìn)行接地電阻的測試，確保其達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)要求。

（2）增加接地體的長度

如果多根射線不能很好滿足接地體相關(guān)要求，就可以使用兩根連續(xù)伸長接地線，就是指在地下將桿塔間的接地體進(jìn)行連接。通過相關(guān)的工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，隨著接地體長度的增加，電感的影響也會(huì)變大，這就會(huì)增加沖擊系數(shù)。若是接地體的長度增加到一定程度后，沖擊接地電阻就會(huì)保持在一定的數(shù)值。正常情況下，水平接地體的有效長度要保持在100m以內(nèi)。

（3）接地體材料的選擇以及防腐蝕

經(jīng)過相關(guān)理論分析以及實(shí)踐證明，接地體所具有的截面積和斷面形狀對(duì)于接地電阻值沒有很大影響，所以在進(jìn)行接地體材料選擇時(shí)只是涉及機(jī)械強(qiáng)度方面的需要。對(duì)于水平敷設(shè)的接地體來說，可以選擇圓鋼以及扁鋼；對(duì)于垂直敷設(shè)的接地體來說，可以選擇角鋼、鋼管以及圓鋼等等。一定要保證接地體以及接地引下線的導(dǎo)體截面符合熱穩(wěn)定性以及均壓的要求。對(duì)于那些敷設(shè)在較強(qiáng)腐蝕性場合的接地體以及接地引下線來說，可以使用具有防腐性能的熱鍍鋅材料，一定要在焊接處均勻的涂刷瀝青同時(shí)要纏繞玻纖布進(jìn)行防腐。

3 對(duì)于架空輸電線路接地電阻的測量

3.1 測試的基本情況

第一，測試地點(diǎn)：南充市東觀鎮(zhèn)，500kV南譚一線#003塔

第二，天氣情況：實(shí)時(shí)溫度19.5℃，相對(duì)濕度31%RH

第三，測量儀器及器件：克列茨KYORITSU 4105A數(shù)字式接地電阻測試儀；接地測試線三根：紅20m，黃10m，綠5m；輔助接地棒2根。

3.2 操作程序

（1）將#003塔A、B、C、D腿接地裝置與塔身斷開，用鋼絲刷打磨各接觸面；

（2）橫線路方向，將兩個(gè)接地探針沿接地體輻射方向分別插入距接地體10m、20m的地下，插入輔助接地棒，電位探測針P′和電流探測針C′之間大于1.0米；

（3）用專用測試線將各極插入電子式測試儀的相應(yīng)端子，即E′接E、P′接P和C′接C；

（4）將儀表放于水平位置，打開開關(guān)，調(diào)至“20Ω”檔位，按下檢測鍵，得到正確讀數(shù)；

（5）改變電流極（紅線）、電壓極（黃線）極間距離，以間距1m遞增依次測得多組數(shù)據(jù)（第一種測量）；

（6）順線路方向，改變電流極、電壓極極間距離，以間距1m遞增依次測得多組數(shù)據(jù)（第二種測量）；

（7）將電壓極插入鐵塔中心位置，橫線路方向電流極探針向外，兩接地棒間距10m，以間距1m遞減或遞增依次測得多組數(shù)據(jù)（第三種測量）；

（8）綜合季節(jié)系數(shù)1.4～1.8，換算測量結(jié)果。

3.3 測試方法

（1）第一種方法測量：橫線路方向，如圖1所示。

首先，兩根輔助接地棒均在#003接地網(wǎng)“井”字外，兩接地棒間距10米，測量的接地電阻正常值為0.22Ω位；其次，隨著兩接地棒間距減小，10m、9m、8m、7m、6m、5m……數(shù)據(jù)為0.22Ω、0.28Ω、1.52Ω、2.25、3.15Ω、4.13……接地電阻值在逐漸增大，但增大數(shù)值趨勢很大，相距1m時(shí)達(dá)6.98Ω；最后，隨著兩接地棒間距增大，11m、12m、13m、14m、15m、16m……數(shù)據(jù)為0.22Ω、0.20Ω、0.19Ω、0.17、0.15Ω、0.13……接地電阻值在逐漸減小，但減小數(shù)值趨勢很小；

（2）第二種方法測量：順線路方向，如圖2所示。

首先，兩根輔助接地棒也是布置在#003接地網(wǎng)“井”字外，兩接地棒間距10m，測量的接地電阻正常值為0.23Ω位；接地電阻值隨兩接地棒間距減小逐漸增大，變化趨勢很大；隨著兩接地棒間距增大逐漸減小，變化趨勢很?。黄浯?，與橫線路方向比對(duì)，數(shù)據(jù)幾乎差不多，只是變化稍大一點(diǎn)。

（3）第三種方法測量：“井”字內(nèi)外，如圖3所示。

首先，將電壓極插入鐵塔中心位置，橫線路方向電流極探針向外，兩接地棒間距10m，測量的接地電阻為0.14Ω位，比第一種測量正常值結(jié)果小；其次，將電流極探針在10米處，按照由外向內(nèi)以間距0.3～0.5m遞減，接地電阻值變化為0.14、0.15Ω、0.16、0.17Ω、0.18……接地電阻值在逐漸增大，但增大數(shù)值趨勢很小，兩極間間距在5.9m處為0.22Ω（正常值），此處恰好處于“井”字外一點(diǎn)；最后，將電流極探針在5.9m處，向內(nèi)逐漸減小兩極間的距離，此時(shí)兩極間距均在地網(wǎng)“井”字內(nèi)，接地電阻值增大，增大數(shù)值趨勢很小。

（4）相關(guān)結(jié)論

通過三種方法測量得出結(jié)論，第三種方法布線為“有效接地電阻測量方法”。以后，我們可以將電壓極探針布置在鐵塔中心點(diǎn)，電流極探針剛好在地網(wǎng)“井”字外一點(diǎn)即可，此時(shí)測試接地電阻值等于正常值。這種不拉輔助線接地網(wǎng)檢測，大大簡化測量鐵塔接地網(wǎng)接地電阻步驟，也降低了職工現(xiàn)場勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 結(jié)束語

對(duì)于架空輸電線路來說，防雷是重點(diǎn)工作也是長期工作。要想有效降低架空輸電線路的雷電威脅，避免雷害事故的發(fā)生，需要具有積極的態(tài)度，采用科學(xué)的方式方法，有效降低輸電線路的接地電阻，并且要增強(qiáng)輸電線路的運(yùn)行維護(hù)，將輸電線路防雷工作當(dāng)成重點(diǎn)工作來抓，只有這樣才能有效避免架空輸電線路的雷害，確保電力系統(tǒng)的安全。

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（作者單位：國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司南充運(yùn)維分部）