降低110kV输电线路杆塔接地电阻的方法探讨

朱忠良　张海涛

摘要：在电力系统的维护方面，输电线路杆塔接地是非常关键的措施。文章分析了降低110kV输电线路杆塔接地电阻方法的基本发展现状以及发展趋势，描述了降低杆塔接地电阻的相关措施，最后描述了现场探测架空线路杆塔的相关接地装置状况。

关键词：110kV输电线路；杆塔接地；接地电阻；电力系统；架空线路；接地装置 文献标识码：A

中图分类号：TM862 文章编号：1009-2374（2016）08-0032-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.017

通常来讲，在电力系统的维护方面，输电线路杆塔接地是非常关键的措施。当对塔顶以及避雷线进行雷击时，雷电流会经过杆塔接地装置流入到大地中，在有着比较高的杆塔接地电阻时，会出现相对比较高的反击电压，导致电压方面的事故。在线路故障中，杆塔接地的不良所导致的事故有着非常大的比例。降低杆塔接地的电阻能够有效提升线路的实际耐雷水平。

1 降低杆塔接地电阻方法的现状以及发展趋势

目前，对雷击事故进行有效减轻以及避免的有效方法是对接地电阻进行有效的降低以及改善。通常来讲，有着比较高的土壤电阻率的地区所具有的电力设施的接地体以及接地网的电阻降低是热点研究问题。为了有效保证相关设备运用的正常性以及相关工作人员的安全，应该安装有着较低接地电阻的装置。在实际的工程中，通常会运用有效降低接地电阻的方法，具体包括对接地体的实际尺寸进行有效增大，对接地体的实际埋深进行有效增加，通过自然接地体等。以上所提到的措施，有着特定的运用条件，对于不同的土壤条件以及地区，应该运用相应的方法对接地电阻进行有效的降低。除此之外，还可以根据实际情况综合使用以上方法，进而实现最佳的降阻效果。然而，土壤电阻率相对比较高的地区，应该适当地设计一个经济以及技术方面合理的接地装置，这是非常难的。

2 降低杆塔接地电阻的相关措施

2.1 杆塔接地的相关标准以及要求

一般情况下，线路杆塔接地电阻主要取决于防雷接地的相关要求。在高压的输电线路中，所有的杆塔下都应该进行接地装置的设置，利用引线与杆塔进行连接。按照一定的经验，不同土壤电阻率的地区已经提出了相应的要求，可以为线路杆塔接地的设计以及安装奠定基础。

2.2 降低110kV输电线路杆塔接地电阻的相关措施

通常来讲，在土壤电阻率相对比较高的山区，因为受到地势以及地质的限制，线路杆塔接地装置所具有的接地电阻根本就不能实现相关的要求，同时降低杆塔接地电阻能够有效提升线路的实际耐雷水平，还能够对雷击跳闸率进行有效的降低。降低接地电阻，就应该按照所有杆塔的具体状况，对相关的土壤电阻率进行详细的检查之后，再对比所有杆塔的具体状况的技术经济方面，运用相应的降低电阻的措施。对杆塔接地电阻进行有效降低，应该做好以下工作：详细调查地质及地势，对杆塔接地电阻超标的具体原因进行充分了解，具体分析杆塔位置以及地形，对土层所具有的实际土质状况以及土层状况进行实地的勘察，同时对土壤电阻率进行有效的测试。

第一，对接地体进行水平外延。若杆塔的实际位置能够进行水平放射接地体时，应该尽可能地运用水平放射的方式。其中最主要的原因是水平放射接地体能够对工频接地电阻进行有效的降低，还能够在很大程度上降低冲击接地方面的电阻，实现防雷的效果。对于水平放射的方位以及形状，能够按照现场的具体状况来设定。如果在水平放射1.5米的范围之内存在着土壤电阻率相对比较低的地方，能够运用外引接线方式。

第二，对接地极采用深埋的方式。如果地下比较深的土壤电阻率相对比较低，能够对接地极运用竖井式或者深埋式。在对埋设的具体地点进行选择时，应该特别注意以下四个方面：首先，尽量选择地下水比较丰富以及水位相对比较高的地方；其次，如果杆塔的附近有金属之类的矿体，能够在矿体上插上接地体，通过接地体来实现人工接地体尺寸的延长以及扩大；再次，对山岩所具有的裂缝进行充分利用，在其中插入接地极进行降阻剂的灌输，在北方相对比较寒冷的冻土区，应该在冻土层下面进行接地体的深埋；最后，应该保证接地体深埋之间的间距在20米之内，能够对屏蔽的影响进行忽略。

第三，对水下接地装置进行一定的铺设。如果在杆塔周围存在着水源，能够考虑根据水源的具体布置来进行接地极，实现良好的效果，同时还应该对低电阻率的物质进行充分利用。

第四，对降阻剂进行施加。在施加降阻剂的实际过程中，应该尽可能地选择性能相对稳定、电阻率低、不容易流失、良好降阻性能以及不存在污染的、施工比较方便的降阻剂。

第五，运用爆破接地技术。通常来讲，该技术是最新发展的降低接地电阻的一种技术。它是利用爆破制裂之后再通过压力机在爆破裂缝中能够加入低电阻率的材料，进而实现有效改善土壤导电性能的效果。运用爆破制裂压力灌降阻剂法，对接地电阻进行有效降低的基本原理是：对地下电阻率相对比较低的土壤层以及金属矿物质层进行充分利用之后，对散流进行有效的改善；降阻剂能够与接地极和岩石等形成很好的接触，实现良好的降电阻的效果；在相对大范围之内对土壤电阻率进行降低，能够降低土壤所具有的散流电阻。利用爆破制裂所形成的裂缝能够保证贯穿岩石中的节理裂缝，连接土壤电阻相对比较低的区域。在进行压力灌降阻剂之后，会造成降阻剂的通道，有助于电流经过裂缝中的降阻剂散流到外部的岩层中，还能够利用裂缝散流到具有地下水或者电阻率相对比较低的地层，进而能够有效实现接地网以及接地极的散流。

3 现场探测架空线路杆塔的相关接地装置状况

3.1 杆塔接地装置存在的问题

对于杆塔的接地装置来讲，因为有着极其恶劣的运行环境，会非常容易受到外力的破坏以及腐蚀，经过相关的追踪调查，很容易发现线路接地存在一些问题。具体如下：

第一，杆塔接地电阻出现超标现象。在接地装置中，接地电阻超标是存在最为普遍的一个问题，经过一定的调查发现，经常发生电阻超标的地段一般都是雷电活动相对比较频繁的山区。因为山区有着相对比较复杂的地势，大部分都是岩石，有着相对比较高的土壤电阻率，因此会导致接地电阻超标的现象。

第二，因为山区地势复杂，有着难度比较高的接地装置的施工，在实际施工的过程中，根本就不能根据设计图纸来进行施工，同时又严重缺少监督，这就导致接地装置会在一定程度上留下隐患，例如经过一定的检查，杆塔接地装置往往未按照图纸来对接地体进行适当的敷设。

第三，接地体的地埋深浅，未运用黏土进行回填，接地体和其周围的土壤有着相对比较大的接触电阻，尤其是岩石地带，有着30厘米以下的接地体埋深，大部分运用的都是碎石回填，还有的接地体裸露在地面上，与大地没有充分接触，还会出现非常严重的腐蚀，导致接地电阻的增大。

3.2 杆塔接地引下线以及接地极腐蚀严重

通常来讲，在接地装置中，接地引下线与接地体的腐蚀是非常普遍的问题。对于杆塔接地装置来讲，因为有着差异比较大的地质条件，这就会比较容易出现各种腐蚀现象。经过输电线路的勘测之后，能够明确的是输电线路有着不太理想的接地装置。很多线路杆塔的引下线和接地线有不良的接触，具体的连接方式根本文运用相关的接触措施。以下是出现腐蚀现象的四个部位：

第一，接地体与引下线水平以及垂直的连接处，因为有着不同的腐蚀电位，会非常容易发生电化学方面的腐蚀，还有些形成了开路的状态。

第二，杆塔与接地线的螺丝连接处。因为有螺丝生锈以及腐蚀的现象，运用表计来进行一定的测量，有着非常高的接触电阻，有些已形成了电气开路的状态。

第三，接地引下线本身。因为引下线的位置相对比较潮湿，有着恶劣的运行条件，在实际的运行过程中未按期进行防腐方面的保护，会导致相对比较快的腐蚀速度，在校核热稳定时，根本就不可以满足短路电流热稳定方面的要求。

第四，水平接地体。因为杆塔处于山区，因为地质基本是石头，回填土是碎石，土中有着比较高的含氧量，这就会出现吸氧方面的腐蚀，在酸性土壤中，接地体会更加容易出现析氢腐蚀。随着电网的快速发展，会增大接地短路电流，根本不能有效满足接地短路电流在热稳定方面的要求。

3.3 接地引下线系统存在的问题

杆塔接地测试接地电阻中的断开点连接物是螺钉，其中主要的原因是锈蚀会增大接触电阻。在相关的接地系统中，有些因为填土方面的原因，会埋住铁塔脚，对过渡连扳进行加装，会在比较高的地方进行连接板的连接，因此接地连扳有着比较大的接触电阻。当没有完全旋紧连扳时，因为雨水顺着主材进行下流，这会在连扳上进行泥土的累积，导致接触不良现象发生，尤其是经过处理之后的铁塔，会在接地连扳处进行油漆的渗透。通常来讲，水泥杆接地系统有着两种具体的情况：第一种情况是装有接地引下线，当有爬梯式，该系统中所具有的连接点都有着接触电阻；第二种情况是通过钢筋兼作接地引下线的混凝土杆，有着比较长的使用时间，有着非常严重的腐蚀现象，会增大接触电阻。

4 结语

综上所述，输电线路杆塔接地能够有效保证电力系统运行的可靠性以及安全性。尤其是在土壤电阻率相对比较高的山区，很难将输电线路杆塔接地电阻实现一定的要求。经过相关研究发现，线路杆塔接地装置存在一些问题，具体为：杆塔接地电阻有着非常严重的超标现象；引下线以及接地极有着非常严重的腐蚀，且存在着比较严重的引下线系统腐蚀等；同时还有很多极具破坏力的问题，比如挖走接地极以及接地引下线被剪断的问题。经过分析以及比较，通过降低110kV输电线路杆塔接地电阻，能够有效增强电力系统运行的安全性和稳定性。

参考文献

[1]朱雪凌，张娟，平增，等.山区输电线路降低杆塔接地电阻的方法研究[J].华北水利水电学院学报，2013，（4）.

[2]耿奇峰，何春江.降低接地电阻的方法探讨[J].内蒙古气象，2014，（6）.

[3]高明.浅析电气设计中降低接地电阻的方法[J].沿海企业与科技，2012，（4）.

作者简介：朱忠良（1985-），男，山东聊城人，供职于国网山东东阿县供电公司，研究方向：输电运维；张海涛（1979-），男，山东聊城人，供职于国网山东东阿县供电公司，研究方向：输电运维。

（责任编辑：黄银芳）