送电线路杆塔接地装置结构型式的问题分析

谢志勇

摘 要： 本文主要针对送电线路杆塔接地装置要求进行概述，并且指出常见杆塔接地装置结构型式以及改进型式。最后以实际案例进行杆塔接地装置结构型式的分析，提出新型改进型式，希望能够为相关研究提供一定指导。

关键词： 送电线路；杆塔接地装置；结构型式

随着电力系统的发展与完善也越来越注重其基础设施建设，输电线路以及送电线路也成为了人们关注中心之一。送电线路杆塔作为整个线路可靠安全性的保证，也必须要加强杆塔相关建设。雷电作为一种自然天气状况之一，属于大气放电现象，而雷电的产生会引起送电线路发生故障。当雷电天气电击杆塔以及地线的时候，电流会直接传递入地，一旦接地电阻骗稿，具有产生反击过电压，引起线路设备事故，解决这一问题的重要手段是对送电线路杆塔进行降低接地电阻处理。近年来，人们发现这一问题，并且提出不同手段和技术来应对解决这一问题，其中送电线路杆塔接地装置结构型式改进也成为人们试图突破的关键技术之一。

1.送电线路杆塔接地装置要求概述

（1）在土壤电阻率较高超过2000Ω·m的地区，建议采用放射性杆塔接地装置结构型式或者是采用连续伸长的接地装置结构型式。这两种型式中采用6-8根总长度不超过500m的电极。接地装置的填埋深度也应超过0.3m，一般采用长短结合的方式进行接地处理。

（2）在土壤电阻率500-2000Ω·m范围的地区，一般接地装置采用水平敷设的方式进行，对于接地装置填埋深度的要求也更高，应该超过0.5m。

（3）在土壤电阻率100-500Ω·m范围的地区，一般在利用铁塔和混凝土杆本身接地以外，还必须要增加相应的接地装置，对于接地装置要求不高，但填埋深度必须超过0.6m。

（4）在土壤电阻率低于100Ω·m的地区，可以直接利用铁塔和混凝土杆本身进行接地处理，不需要增加额外的接地装置。但对于送电线路中间经过发电厂以及变电厂的路段必须要增加雷电保护接地装置，其他地区则没有必要。

（5）对于送电线路途径居民区以及水田中时，应该采用闭合环形接地装置型式。

2.常见送电线路杆塔接地装置结构型式及改进型式分析

2.1常见送电线路杆塔接地装置结构型式

随着我国对送电线路杆塔接地装置的研究，在DL/T621-1997《交流电气装置的接地》规程中提出了图1中三种基本杆塔接地装置结构型式。

（a）作为最简单的口字型加四射线的接地装置结构构型，主要应用于铁塔接地处理。

（b）作为一字型两头两射线的接地装置结构构型，一般应用于钢筋混凝土桿的接地处理。

（c）属于日字环型无射线接地装置结构形式，主要应用于门型杆接地处理。

这三种基本的送电线路杆塔接地装置结构型式的所有水平射线均按照不同方向设置安排，角度科学，相邻的两条射线具有相同夹角。分析原因是两射线之间夹角的大小影响了散流电场之间的屏蔽和相互干扰，平行时屏蔽效果最明显，也进一步提高了材料利用率。

2.2送电线路杆塔接地装置改进型式分析

如图2所示，这种接地装置结构型式主要是增补了接地射线，把接地射线增加至6-8根，这样能够达到接地电阻的实际要求。这种改进增加接地射线的接地装置一般应用于土壤电阻率较高的钢筋混土双杆。

前面也提出基本常见送电线路杆塔接地装置型式中有口字型接地装置，但是当土壤电阻率过高的时候，必须要早呢更加水平接地电极，以此来解决降低接地电阻的问题。在原来4根射线的基础上再增加4根，达到8根水平接地射线，这种模式下接地装置的散流效果明显优于4根外加射线的接地装置型式。

在前面送电线路杆塔接地装置要求中指出居民区以及水田的杆塔接地装置中应该采用环形闭合型式。日字型的接地装置型式正好符合居民区以及水田杆塔接地要求，当接地电阻具有更高要求时，可以考虑采用如图4所示的日字型外加环形接地极的接地装置型式。

有很多送电线路由于环境以及杆塔的原因，接地电阻还不能达到实际要求。面对这种情况，需要加埋接地电极来满足要求。在面对不了解已有接地电极装置的基础上，可以采用如图5所示的井字型外加水平接地极的接地装置。以已有塔杆作为圆心，18-22m作为半径进行圆形封闭接地线的铺设，然后把铺设的接地电极和原有电极进行焊接，最终形成完善的杆塔接地电极装置。

3.送电线路杆塔接地装置型式及其具体应用案例解析

3.1某送电线路杆塔接地装置现状

对于目前广东省内的送电线路杆塔接地装置进行研究与分析能够发现，大部分110kV送电线路杆塔接地装置中一般采用反射型式。以某工程为例进行案例解析。

该工程路段的电路率在500-2000Ω·m的范围内，因此，这一送电线路路段均采用了放射型接地装置。通过接地装置的安装很好的降低了杆塔工频接地电阻，降到20Ω以下，具体接地装置图如图6所示。这种接地装置的接地性能良好，对于这样路段的不同土壤电阻率而言，可以通过调节放射型圆钢电极的数目和长度来满足实际施工需求。但这种放射型接地装置也具有显著特点，即占地面积较大，并且施工容易受到环境和地形影响。尤其是房屋或者树木比较密集的区域，会受到直接影响，造成施工困难。尤其是土壤电阻率较高的地区，还需要增加外加放射型电极的长度，更进一步增加了施工面积以及施工长度，这样对实际施工提出了新的挑战。

3.2某送电线路杆塔接地装置型式改进应用解析

3.2.1放射型接地装置包裹降阻剂

为进一步解决放射型接地装置占地面积比较大，施工难度大不能达到接地电阻的情况，我们提出放射型接地装置包裹降阻剂的方式来满足实际要求，具体工艺如图7所示。这种接地装置型式很好的利用降阻剂来降低接地电阻，效果很显著，但是接地体本身容易受到腐蚀，这一问题也成为人们关注的一个热点问题，解决这一问题主要是通过线路巡检人员进行定期检查进行的，必要时进行接地体的更换。我们针对这一问题也进行了研究，并且提出了石墨基工作接地体（如图8所示），来很好的应对腐蚀问题，目前也得到极大推广与应用，效果较好。

3.2.2放射型接地装置增加接地模块

如图9所示，增加的接地模块主要是非金属材料为主，这种接地模块的导电性良好，并且具有很好的稳定性，但是成本相对较高。因此，在该送电线路中应用还相对较少，主要应用在高压送电线路中。这种接地模块的增加能够很好解决土壤电阻率过高以及居民过于密集的问题，占地与传统反射型接地装置相比也有极大减少。增加的接地模块一般可以通过垂直埋置以及水平埋置两种方式进行，对于不同的土壤电阻率可以通过调节接地模块的数量以及长度等来进行改进，保证满足实际要求。这种型式在我国深圳以及重庆等地区已经开始被广泛应用。

3.2.4闭合环形接地装置

对于由于居民和水田引起的放射型接地装置不能正常施工的地区，可以考虑采用闭合环形接地装置，前面也已经进行了详细阐述，这里不在赘述。

结论

增加接地装置成为解决送电线路杆塔施工中土壤电阻率过高的问题，能够很好的应对雷击等天气问题，众多学者也在这一方面进行了大量的研究与证明。不仅仅提出了基本的接地装置型式，而且对于基本常见型式进行了改进。在实际工程运行过程中，还不断对型式进行改进和完善，增加降阻剂以及接地模块等新型型式出现，成为送电线路杆塔接地装置型式未来发展方向之一。

参考文献

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