铁路变电所接地电阻的降低方法研究论述

程晓来

摘 要 当前铁路建设工程数量不断增加，铁路变电所接地电阻降低在铁路变电所中是重要的任务之一。当前，国内外在铁路变电所接地电阻降低方面的研究还很少。实践表明，要研究铁路变电所接地电阻的降低方法，就需要对该地段铁路的地质条件等等进行相应的研究与了解。本文主要针对铁路变电所接地电阻的降低方法进行分析，旨在充分的了解铁路变电所节点电阻降低的方式，并为日后的研究提供资料参考。

关键词 接地电阻：铁路变电；降低方法

中图分类号 U2

文献标识码 A

文章编号 1674-6708（2016） 154-0043-02

本文研究主要以某一地区的铁路地段为主，由于该地段的海拔比较高，冻土层较多，并且人员较少，气候条件比较差等。这些条件的存在，使得变电所接地电阻受到了极大的影响。同时由于接地电阻常年处于冻土层，这给雷电流的散流与电气设备的保护效果带来了消极的影响，为此，要降低铁路变电所接地电阻，就需要对该路段展开深入的研究，从而为更加有效的降低电阻提供保障。

1 某地区路段冻土区域存在的地质特点分析

众所周知，冻土层的形成与发展最为主要的因素是气候。本文研究的路段有着多年冻土的特点，海拔高，气温低。在设计各种接地的过程中，必不可少的参数是土壤电阻率。实际上，在冻土土层往往存在较多的影响因素，例如土壤中所含的可溶性溶解盐等。土壤电阻率的两个重要影响因素是土壤的含水量和环境温度。如果温度降至零度以下，那么便会出现冻土层，这将有效的降低接地电阻。土壤之中溶解盐的水分一般会由液态变为固态，在零下1度到O度之间土壤电阻率会存在着一个突然的阶跃，在此部位土壤电阻率会不断上升，并且增高的幅度较为明显。通过对该地段的两季勘测，其数据表明该地段的非冻土区域土壤电阻率要低于500Q·m，在现有接地技术中，能够满足冻土层接地电阻技术已经很多。如果冻土区冻结期的土壤电阻率较高，在（3000-5000）Q·m2之间，那么该区域应属于高土壤电阻率地区。如果在此地区设置接地装置，使得该地区的接地电阻能够与规范要求相符和，其难度是非常大的。

由于冻土区域和融土之间的地质特征存在显著差异，距离地表不远的地层融化于冻结会给土壤电阻带来直接的影响，同时也会给地体的散流效果带来一定的影响，因此准确的区分多年冻土与季节融化层界面极为必要，同时也是重要的任务。影响多年冻土与季节融化层界面主要包括两大类因素，一类是土壤自身的因素，另一类是外界环境的影响因素。这两方面的因素给冻土层等带来多方面的影响，因此应该引起高度重视。

2 降低该地段电阻的主要方式分析

以往已经有很多国家研究了冻土地区的接地问题，并且也得到了一些经验，例如在冻土地区可以应用电加热的方式等。但这种方式的使用有一定的限制性，一定要有明显特点的地区才能够使用。本文针对该地区的特点等提出了一些降低接地电阻的方法。

首先，可以充分的利用自然接地的方式。这过程中需要应用混凝土结构中的钢筋骨架和金属结构等进行接地，这样一来不仅能够减小接地电阻，还能够起到节约作用。基于建筑物的基础，一般其基础都需要深埋地下，因此记仇与地面的而接触面积较大。与一般的岩石相比，混凝土的吸湿性较好，在湿润状态之下，电阻率会处于极低的状态之下，并且与周围土壤电阻率相比较低。因此可以应用钢筋混凝土和钢骨架钢筋混凝土所造建筑物基础去实现降低建筑物接地电阻的目的。

除此之外，要降低接地电阻，也可以通过架空地线的方式来达到此目的。而要达到接地电阻的目的，架空电线往往需要钢绞线的帮助，其原因在于它的单位长度阻抗较大。如果应用良导体去减小架空地线的阻抗，那么可以通过增大分流的作用的方式实现减小流经地网的入地短路电流。

其次，可以采用立体地网的方式来实现降低接地电阻的目的。将水平接地体为主的立体接地网埋设后，不同深度冻土土壤电阻率会呈曲线分布，电阻会随着土壤深度渐渐的减小。在土壤中存在的垂直电极，与各个部分的散流呈反比。在气温逐渐回升后，土壤的冻层会逐渐的融化，时间久了在季节融化层内便会形成低土壤的电阻率。经过实践研究我们可以得出：应用垂直接地体的立体地网进行操作，在降低雷电流的散流与接地电阻值方面有着积极的作用。

另外，可以通过使用物理降阻剂降低接地电阻。由于该地区的气候较为恶劣，交通不便，土壤很容易出现冻层，在日常所使用的换土降阻方式在该地区无法实现，因此可以应用物理降阻剂的方式进行降阻。当前降阻剂主要有化学与物理两大类降阻剂。那些化学降阻剂的组成主要是高分子材料和电解质等组成，一旦注入土壤以后，可以在短时间内形成电阻率低的根须状连续胶体，从而有效增加接地面积，提升接地体的散流效果。

最后，可利用较为有利的地理条件实现降低接地电阻的目的。在距配、变电所2km的区域内，如果存在着低土壤电阻率地区，那么便能够应用外接地的方式进行连接，将的土壤电阻埋设在土壤当中。以相同的道理，在对线路杆塔接地装置进行设置的时候，可以对低土壤电阻率区段杆塔接地集中加强，在此之后引出接地线，并把高土壤电阻率的杆塔连接起来，以达到降低接地电阻的目标，并且能够满足电阻值方面的规范要求。

本文所研究的低端区域有季节性河流存在，这些水体附近与冻土层贯穿，因此这些地区的电阻率较低，散流性也比较好。要有效的降低该地区的接地电阻，就需要对实际地质情况等进行调查，了解其周边状况等。

3 结论

本文主要以某地区的地段为主，对该地段的接地电阻降低的方式进行研究，主要着手于两个方面，一方面分析了该地段的冻土区域存在的地质特点，另一方面分析了降低该地段电阻的主要方式，从分析中明确，以往在平原内所使用的降低接地电阻的方式，如换土法在该地区内无法发挥其作用。因此，只有使用其他的方式进行降阻，如物理降阻剂降阻的方式、利用有利的地理条件降阻的方式等等。这些方式在该地段的降阻方面取得了较为有效的效果，因此应该给予高度重视。