降低输电线路接地电阻的方法研究

2011-05-09彭宇辉

中国新技术新产品 2011年5期

彭宇辉

（四川电力送变电建设公司，成都市，610051）

概述

近年来，国内许多地区连续发生多起因接地网达不到要求而引发的设备损坏事故。另外，雷击是导致电网事故的主要自然灾害之一，良好的接地装置是防雷的重要保证。如何降低输电线路接地体的接地电阻就成为一个尤为关键的问题。在山区电力输电线路施工中，由于山区地区地势陡峭，地形复杂，土壤覆盖层薄，植被少，且多为岩石等特点，降低线路接地体的接地电阻则十分困难。在雷季干燥时，不宜超过表1所列的数值。

表1 有避雷线的线路杆塔的工频接地电阻

大多采用水平敷设的复合式人工接地体，其工频接地电阻的

计算公式如下：

式中，R为水平敷设的复合式人工接地装置的工频接地电阻（Ω）：d为水平接地体的直径或等效直径（m）；t为水平接地体的埋设深度（m）；L为水平接地体的总长度（m）；ρ为土壤电阻率（Ω·m）；A为形状系数，如表2所示。

表2 水平接地体的形状系数

从上式可以看出，要在施工中降低接地电阻，可从加大接地体等效直径（选用大截面接地体）、加长接地体长度、加大接地体埋设深度、采用形状系数A高的接地体形状、降低土壤电阻率等方面进行考虑。

1.尽可能加长接地体长度

施工结束后，在接地电阻测量较大的情况下，加长接地体长度可以取得接地电阻明显降低的效果。结合工程实际运用，经过分析表明，当水平接地体长度增大时，电感的影响随之增大，从而使冲击系数增大；当接地体达到一定长度后，再增加其长度，冲击接地电阻也不再下降。一般说来，水平接地体的有效长度不应大于100m。

在确定降低接地电阻的具体措施时，应根据当地运行经验、气候状况、地质条件进行全面、综合的分析，通过比较，因地制宜地选择合理方案。在高土壤电阻率＞5000Ω·m的地区，由于普通型式的接地装置难以满足接地电阻不大于30Ω的要求，往往设计采用连续伸长接地的措施。连续伸长接地的长度一般不宜小于450m，杆塔数不应少于2基，采取沿线路方向敷设1～2条连续伸长接地体。连续伸长接地措施适用于地势较为平坦且杆塔位之间无地面障碍物的地区。

2.用大截面接地体

水平埋设的接地体可采用-40mm的扁钢或直径为10的圆钢。接地材料的选用要从能够加大接地体等效直径、导电性好的方面考虑，接地体可采用钢管、角钢、圆钢、扁钢等材料制成。垂直接地体可以成排布置，也可以作环形布置。水平接地体多呈放射形布置，也可成排布置或环形布置。垂直埋设的接地体可采用ф40mm～ф50mm的钢管或∠40m×4m至∠50m×5m的角钢。为了保证足够的机械强度，且要考虑到防腐蚀的要求。钢质接地体的最小尺寸如表3所示。

表3 钢质接地体和接地线的最小尺寸

3.降低土壤电阻率

土壤电阻率是单位体积土壤含水量B的倒数和土壤中所含导电离子浓度A的倒数的函数，即：也就是说，土壤电阻率的大小取决于土壤中导电离子的浓度和土壤中含水量。在高土壤电阻率地区，可采用以下方法降低接地电阻。

3.1.灌注工业盐水

通过盐水增加导电离子浓度来改良土壤特性就是灌注工业盐水的工作原理，降低土壤的电阻率。如刚灌注工业盐水时，测量其接地电阻值控制在30Ω以内，在时隔3个月以后，再次测量，接地电阻值大部分都在50Ω左右。由于工业盐水的时效性较差，只能在较短的时间内提高土壤导电率，并不能根本解决问题。分析其原因，主要是由于工业盐水本身的时效性所致。

3.2.用接地电阻降阻剂

采用降阻剂是对降低接地装置电阻的有效方法，在接地极周围敷设了降阻剂后，可以起到增大接地极外形尺寸、降低与周围大地介质之间的接触电阻的作用，因而能在一定程度上降低接地极的接地电阻。降阻剂用于小面积的集中接地、小型接地时，其降阻效果较为显著。

降阻剂是由几种物质配制而成的化学降阻剂，具有导电性能良好的强电解质和水分。这些强电解质和水分被网状胶体所包围，网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充，使它不致于随地下水和雨水而流失，因而能长期保持良好的导电作用。这是目前采用的一种较新和积极推广普及的方法。

3.3.深埋接地极

当地下深处的土壤或水的电阻率较低时，可采取深埋接地极来降低接地电阻值。该方法对含砂土壤最有效果。据有关资料记载，在3m深处的土壤电阻系数为100%，4m深处为75%，5m深处为60%，6.5m深处为50%，9m深处为20%，这种方法可以不考虑土壤冻结和干枯所增加的电阻系数，但是施工困难，土方量大，造价高，在岩石地带困难更大。