220 kV及以下输电线路接地标准化设计

广西绿能电力勘察设计有限公司 王小艳

220 kV及以下输电线路接地标准化设计

广西绿能电力勘察设计有限公司 王小艳

广西地形多以山地、丘陵为主，地质情况以干燥普通土、坚土和砂岩为主，同时又是我国雷暴多发地区，这在一定程度上限制了电网的发展，因此，对原有的接地形式输电网络进行升级改造，以满足广西电网的发展要求，是很有必要的。

一、相关理论计算

本文，笔者只考虑工频电阻的计算。架空输电线路杆塔水平接地装置的工频接地电阻的计算公式为：

式（1）中，Rg1为水平接地工频接地电阻，单位是Ω；ρ为土壤电阻率，单位是Ω·m；L为水平接地体的长度，单位是m；R1为水平接地体的直径，单位是m；B为形状系数，对于杆塔接地，一般取值1.76。

二、接地标准化设计

1.设计思路。标准化接地图纸需满足如下要求。

（1）因地制宜。设计方案应尽可能适应工程的地质、地形条件。

（2）满足规范。施工完成后，各接地形式的工频接地电阻值能满足规范规定的要求。

（3）控制成本。在确保满足规范要求的前提下，尽可能减少接地材料的使用，减少工程投资。

（4）环境友好。充分利用有限的空间，减少占地，降低对自然环境的影响。

2.设计过程。规范规定，在雷季干燥时，每基铁塔不连地线时的工频接地电阻不得超过表1所列数值。

表1 雷季有地线的线路杆塔不连接地线的工频接地电阻

（1）ρ≤100 Ω·m。此时杆塔一般位于水田、河网地带，由于塔位处土壤电阻率很低，一般只需敷设接地方框并与铁塔连接即可。

（2）100Ω·m＜ρ≤500 Ω·m。此时杆塔可能位于少量水田、湿地、果园等，经计算，接地一般需要敷设接地方框、接地小环、垂直角钢（8根），无需增加接地射线和降阻材料。

（3）500 Ω·m＜ρ≤1000 Ω·m。土壤电阻率在此范围内时，接地一般需要敷设接地方框、接地小环、垂直角钢（8根）、接地射线（4根12 m或8根6 m），无需增加降阻材料。但土壤电阻率在此范围内的土质类型，常给杆塔接地施工造成困难，导致无法敷设接地射线，因此，还需要考虑另一种无需敷设接地射线的接地形式：即通过扩大接地方框（至16 m）、增加垂直角钢（至12根）、增加2根接地方框连线等方法来实现。

（4）1 000 Ω·m＜ρ≤2 000 Ω·m。在此段土壤电阻率范围内，接地需要敷设接地方框、接地小环、垂直角钢（8根）和接地射线。由于在此范围内的塔位居多，故以1 500 Ω·m为中心，将该段细分为两段。对于1000 Ω·m＜ρ≤1500 Ω·m，接地射线应为4根24 m或8根12 m；也可考虑采用添加降阻剂（1.08 t），此时接地射线可减少至4根15 m或8根7.5 m；或者焊接4根接地模块，此时接地射线可减少至4根10 m或8根5 m。

（5）ρ＞2 000 Ω·m。由于广西地形多为山区，在大多数的线路工程中，塔位处土壤电阻率ρ＞2 000 Ω·m的占50%以上，因此，将ρ＞2 000 Ω·m分为多个等级并设计相应的接地形式较为理想。当ρ＞2 000 Ω·m时，接地有无垂直角钢对计算结果影响较小，因此ρ＞2 000 Ω·m时各接地形式不再敷设垂直角钢。

3.设计结果。根据以上计算及分析，220 kV及以下输电线路接地标准化设计结果描述如下。

（1）G型接地形式。G型接地形式的特点是采用常规接地圆钢及接地角钢作为接地体，不采用任何降阻材料，适用范围为土壤电阻率ρ≤3 000 Ω·m及ρ＞10 000 Ω·m。由于G型接地形式使用材料少，施工方便，工程投资少，因而在此土壤电阻率范围内应优先使用该接地形式。

（2）J型接地形式。J型接地形式的特点是采用降阻剂包裹接地圆钢，从而达到进一步降低接地电阻的作用。但J型接地形式存在降阻剂不合格而腐蚀接地体、降阻剂易溶于水而造成流失的风险，因此，降阻剂必须经过严格检测，检测合格后方能使用。

（3）M型接地形式。M型接地形式的特点是将接地模块焊接在接地圆钢上，从而达到进一步降低接地电阻的作用。目前，接地模块在工程上已广泛使用，其优点主要是能进一步降低接地电阻，减少接地射线的敷设长度，对接地体本身无影响，但这一接地形式也存在一些缺点，如接地模块运输不方便、敷设施工难度大，接地模块本身的质量也需经过严格检测等。