接地设施（模块）在超高压输电线路中的应用及施工方法

王檑

【摘要】接地模块具有无腐蚀、无污染、稳定性强、使用寿命长、重量轻、施工简单、减少开挖量、节省材料、降低工程造价等优点，已被广泛的应用在各行业、领域中。在接地模块施工中采取细土包裹模块、安装前湿润处理、焊接中降温处理、采用预制件连接、集中安装等工艺方法，可实现接地体增大散流面积、降低接触电阻，减少模块暴露时间，避免断裂、裂纹等现象。

【关键词】接地模块；特殊地形；施工方法；经济性

前言

750千伏凤凰-乌苏-伊犁超高压输电线路工程是新疆迄今为止开建的电压等级最高、输送能力最强、投资规模最大的电网工程，标志着北疆与西北联网建设工程正式启动，为新疆优势资源转换、电力大规模外送、提高新疆电网安全稳定水平、促进风电等可生能源与大型火電机组大规模开发奠定了基础。410多公里的超高压输电线路作为国家能源战略、“西电东送”的通道，是加强新疆750千伏电网网架重要部分之一。线路安全可靠运行尤为重要，接地模块作为一种新型产品在电网中有着广泛应用，它的使用对高电阻土壤率降低杆塔接地电阻、增强接地体耐腐蚀具有显著作用。

由于接地模块通常使用在山区、沙漠、戈壁、盐碱、常年冻土等高电阻土壤地区，其环境条件恶劣、施工难度大等问题极易造成施工质量差、接地电阻不合格等返工现象，同时接地模块为机械压制成型，强度有限，吸水能力强，遇高温或在受到外力时易产生断裂等缺点。新疆地形地貌复杂，输电线路所经之地多以山区、戈壁、沙漠地形为主，全区季节特征明显，昼夜温差大，如何在以上特殊地形、气候条件优质高效完成接地模块安装任务，成为模块施工的关键问题。

1、施工工艺原理

1.1细土包裹：接地模块内置金属极芯，外部缠裹了直径不同的非金属矿物和电解物质，具有耐腐蚀、泄放电流迅速的特点，而在山区地形、岩石地质条件下，在模块外部再次包裹细土，减小了接地体与土壤层间的接触电阻，增大了散流面积，方法比传统使用的降阻剂或换土方法简单、经济，易于实现与推广。

1.2湿润处理：模块安装前湿润处理，使得模块的吸湿、保湿和潮解特性进一步增加，大大增加接触面附近土壤的湿润度，使得模块和土壤间的接触电阻大大降低。焊接中采取包裹湿毡、湿润降温等方法，防止模块受热膨胀产生断裂或纵向裂纹。

1.3预制连接件、集中安装：输电线路线长点多，施工中采取先安装主接地网，后集中安装接地模块，同时使用预制连接件可靠连接，减少了模块在外界暴露时间，降低了模块产生断裂的机率，工作方法简便，工作效率提高。

2、施工方法

2.1施工工艺流程

接地沟开挖→敷设主接地网→模块进场检验及保管→模块安装前湿润处理→筛网筛制细土、铺垫细土→敷设模块→使用预制件连接模块与主网→覆盖细土→回填→接地电阻测量→质量验收。

2.2模块的进场检验及保管

2.2.1输电线路中模块通常为集中到货，到货时间较早，安装前必须进行模块供货商、监理、施工三方验收，核对数量、型号、尺寸、外观质量，检查包装、碰伤及变形情况。

2.2.2为保持模块具有一定湿度，统一集中将模块放置于库房室内保管，避免高温、干燥与暴晒，存贮期间经常巡视并湿润维护。

2.3模块安装方法

2.3.1模块开箱安装前湿润处理，保证模块安装前的湿度，若具备条件可将模块整体放入水中浸湿。

2.4接地模块连接

2.4.1接地模块与主接地体连接采用搭焊接连接方式。

2.4.2使用预先制作好的连接钢筋（长度为400mm的钢筋，钢筋弯制成L 状），一头与模块电极棒焊接连接，另一头与主接地网焊接连接。

2.4.3模块焊接连接时，内置极芯产生高温易引起外部非金属矿物质膨胀断裂或纵向裂纹，焊接前将模块缠裹湿毡布降温处理并对模块湿润降温处理，以防止模块受热膨胀发生断裂。

2.5回填

使用筛网筛出细土并回填，模块周边细土厚度大于100mm，回填后人工压实，确保接地模块与周围土壤紧密结合，便于泄流，细土上方使用原土回填。

2.6接地电阻测量

待接地模块吸湿72小时后测量接地电阻。

3、材料及用量

3.1接地模块作为一种新型材料目前在发电厂、建筑物、石油化工、通信基站、输油输气管道、铁路工程中应用广泛，常见的形式为圆柱型、平板型与梅花形。

3.2模块使用量计算

根据拟建接地装置埋设地层的电阻率，采用下式计算接地模块的用量：

单个模块的接地电阻：

并联后的总接地电阻：

式中：ρ埋置地层的电阻率（Ω·m）；

L 模块长度（m）；

d 模块直径（m）；

h 接地模块的埋设深度（m）；

M0 模块调整系数（取0.354）；

n 接地模块数量；

η模块利用系数，可采用0.55-0.85

3.3模块安装布置图型

4 、经济、社会效益分析

模块自身具有无腐蚀、施工简单等特点，但在高海拔山区、沙漠、戈壁地段中安装通常受到条件限制，容易出现安装后电阻不合格，暴露时间长断裂等问题，

但通过细土包裹、湿润处理、预制连接件、集中安装等方法后，可有效解决断裂等难题。

接地模块的使用可大大减少接地钢筋的使用量，同时在地网施工面积有限的情况下更容易达到设计地阻值的要求。接地模块施工面积小，最大限度地保护了原生地形地貌，环保效益明显，适合低碳经济发展要求。经实践证明接地模块要比相同尺寸的钢接地体电阻低22%-40%，普通金属接地极寿命为5～8年，接地模块在正确安装后使用寿命可达50年之久，大大提高了线路耐雷水平。准确、合理的接地模块施工方法，在线路投运后社会经济效益更显著。

5 、结束语

在750kV凤凰-乌苏-伊犁输电线路工程中，接地模块在新疆电网建设中首次被采用，戈壁、山区高土壤地质地形条件下，模块的使用大大简便了施工，缩短了作业时间，经济效益显著。但模块的施工方法一直以来未得统一到与规范，现场安装混乱、随意性大、模块断裂情况严重。经采用以上措施后，使接地模块现场安装更趋于规范化、标准化，对接地工程高质量高标准按期完工效果明显。形成了《750千伏输电线路工程接地模块施工》的企业级工法，对指导接地模块在特殊地形地貌下施工一次成优具有重要意义。

参考文献

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