特高压输电线路接地型式研究

程建华

（湖北省电力勘测设计院有限公司，武汉 430040）

1 自然接地型式

输电线路杆塔自然接地型式主要利用基础钢筋与杆塔地脚螺栓相连，通过基础钢筋来实现散流效果，使杆塔接地电阻满足要求的同时又尽量节省钢材。利用接地计算软件CDEGS搭建自然接地模型，计算采用自然接地型式时满足规程要求的土壤电阻率范围。以工程中主要采用的典型杆塔基础结构型式为桩基础和板式基础为例。混凝土电阻率做近似取值等于土壤电阻率，杆塔根开取15m。

1.1 桩基础自然接地电阻计算

假设基础钢筋笼由15根φ28钢筋均匀布置在直径1.2m的圆柱上，当桩基础埋深10m和17m时，建模按主钢筋通流考虑。计算结果如表1所示：

表1 桩基础自然接地电阻计算结果

计算结果表明，同一土壤电阻率条件下，埋深越深，接地电阻越小；同一基础埋深条件下，土壤电阻率越大，接地电阻越大，电阻率每增加100Ω·m，接地电阻约增加2.1Ω。

对于上述桩基础，当土壤电阻率小于900Ω·m时，杆塔自然接地电阻值满足规程要求。

1.2 板式基础自然接地电阻计算

板式基础地下埋深3.3～3.7m，基础底座宽3.6～4.5m。计算结果见表2。

表2 板式基础自然接地电阻计算结果

由计算结果可知，土壤电阻率越大，接地电阻越大，两者近似呈线性关系，电阻率每增加100Ω·m，接地电阻增加约2.6Ω。

对于板式基础，当土壤电阻率小于700Ω·m时，杆塔自然接地电阻值满足规程要求。

2 沿基坑敷设接地体

根据基坑口径和基坑深度情况，制作相应的接地体，其中水平接地体有上下两层，下层水平接地体与基坑底部紧密连接，上层水平接地体距离地面0.6～0.8m。上下两层水平接地之间用4根垂直接地体连接。水平接地体和垂直接地体焊接后放入基坑直至底部，垂直接地体紧靠基坑壁，随后再放入基础钢筋笼并浇灌混凝土，接地体永久埋在基坑中，无需维护，接地型式如图1所示。

图1 沿基坑敷设接地体接地形式示意图

沿基坑敷设接地体接地型式电阻计算结果如表3所示，结论如下：沿基坑敷设接地体时，在同一土壤电阻率条件下，WZ05基础的接地电阻值比BK31B基础的接地电阻值小。对于WZ05基础，当土壤电阻率小于1650Ω·m时，杆塔接地电阻值满足规程要求；对于BK31B基础，当土壤电阻率小于1400Ω·m时，杆塔接地电阻值满足规程要求。

表3 沿基坑敷设基地体接地电阻计算结果

3 结束语

（1）对于桩基础，在土壤电阻率ρ＜900Ω·m的地区，采用杆塔自然接地形式；在900Ω·m≤土壤电阻率＜1650Ω·m的地区，采用沿基坑敷设接地体的新型接地形式；在土壤电阻率ρ＞1650Ω·m的地区，采用传统环绕塔基的方形加放射线接地装置形式。

（2）对于板式基础，在土壤电阻率ρ＜700Ω·m的地区，采用杆塔自然接地形式；在700Ω·m≤土壤电阻率ρ＜1400Ω·m的地区，采用沿基坑敷设接地体的新型接地形式；在土壤电阻率ρ＞1400Ω·m的地区，采用传统环绕塔基的方形加放射线接地装置形式。

以土壤电阻率1500Ω·m以下地区采用传统接地型式，每基杆塔埋设接地装置长度约160m，按埋深0.6m，开挖宽度0.5m计算，则每基杆塔埋深接地装置的土壤开挖量约为48立方米。若在该地区，杆塔全部采用沿基坑敷设接地体接地型式，每条塔腿敷设接地装置的长度约为50m，整基杆塔埋设接地装置长度约200m，无土壤开挖量。

4 结束语

实现差异化接地设计，因地制宜采用合适的接地型式，能减少开挖量，降低施工成本，减少对自然环境的破坏，提高工程经济性，对工程建设具有重大意义。